[파이낸셜뉴스] 인간 줄기세포를 기반으로 실제 폐 세포구조와 초기면역 반응을 모사한 ‘폐포 어셈블로이드(iAlvAssemb)’ 개발에 성공했다. 실제 폐포 대식세포의 기능을 정교하게 재현할 수 있어 중증 코로나바이러스 감염증이나 고위험조류독감 연구 등에 활발히 활용될 전망이다.
한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터 이미옥 박사 연구팀은 질병청 김정현 박사 연구팀(현 아주대학교 약학대학)과 공동으로 실제 인간 폐 환경을 모사할 수 있는 ‘폐포 어셈블로이드’를 개발하는 데 성공했다고 15일 밝혔다.
폐는 외부 공기와 직접 접촉하는 기관으로 바이러스, 세균, 미세먼지 등 유해 물질에 가장 먼저 노출되며, 이때 폐포 상피세포와 상주 대식세포는 1차 방어선으로서 상호 협력해 초기 면역반응을 조율한다. 지금까지는 이러한 세포 간 상호작용과 면역 기능에 대한 연구는 주로 마우스 등 실험동물 모델에 의존해왔다. 하지만 인간과 동물 간의 생리적 차이로 실제 인간 폐의 세포 간 상호작용과 면역 반응을 정확히 재현하는 데 한계가 있었다.
연구팀은 인간 줄기세포로부터 유도된 폐포 상피세포의 유사 세포와 대식세포의 유사 세포를 공동 배양해 실제 인간 폐의 구조와 면역 반응을 재현할 수 있는 ‘유도 폐포 어셈블로이드(iAlvAssemb)'를 만들어냈다. 두 세포군 각각의 분화 및 기능적 특성을 최적화하고 공동 배양을 위한 맞춤형 배양 조건을 확립해 세포 간 상호작용을 안정적으로 유지하는 데도 성공했다.
이는 최초로 생체 내 반응을 연구실에서 재현하고 분석할 수 있는 플랫폼을 개발한 연구성과다. 특히, 손상된 상피세포 제거, 산화 지질 흡수, 결핵균 감염 반응 등 실제 폐포 대식세포가 수행하는 기능을 정교하게 재현할 수 있어 현재 중증 코로나바이러스 감염증 및 고위험조류독감 연구에 활용되고 있다.
이번 연구성과는 줄기세포를 기반으로 한 3D 인공 폐 모델을 개발한 것으로 폐 질환 연구 및 신약 개발의 성공가능성을 크게 높이고 인간조직 유사도를 기반으로 새로운 약물 평가법을 제시해 동물실험 축소를 위한 중요한 기술이 될 것으로 기대되고 있다.
이번 연구성과는 4월 9일 세계적인 과학저널인 Nature Communications (IF 14.7) 온라인 판에 게재됐다.
jiany@fnnews.com 연지안 기자
※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스, 무단전재-재배포 금지