[파이낸셜뉴스] 한국화학연구원 박지훈 박사팀은 기존 '키메라 항원 수용체 T세포(CAR-T)'보다 성능이 좋은 CAR-M(대식세포) 기반의 새로운 면역항암 치료 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 이 기술은 T세포 대신 대식세포를 이용하는 항암치료법으로 고형암 세포에도 효과가 있다. 세포실험 결과 CAR-M은 대부분의 암세포를 삼키듯이 직접 감싼 뒤 흡수해 죽였다. 또 기존 기술로는 대식세포의 항암 기능 유지기간이 짧았지만 렌티바이러스를 이용해 최대 20일까지 늘리는데 성공했다. 김지훈 박사는 "말초 혈액으로부터 얻은 대식세포의 낮은 항암 유전자 발현 문제를 렌티바이러스를 이용해 개선한 최초 사례"라고 설명했다. 화학연구원 이영국 원장도 "기존 CAR T 세포 치료법을 보완해 면역항암 치료 다각화에 기여할 것"이라고 말했다. CAR-T 치료법은 환자의 면역 세포인 T세포를 추출해 특정 암세포를 공격하도록 유전자를 변형한 후 환자에게 다시 주입한다. CAR-T 세포치료제 기술의 세계 시장 규모는 2023년 약 37억4000만 달러로 평가되며, 연평균 성장률(CAGR) 39.6%로 성장해 2029년 약 290억 달러에 이를 것으로 예측되고 있다. CAR-T 세포치료제는 일부 백혈병 등 혈액암 치료에는 매우 효과적이지만 폐암 등 고형암에는 아직까지 뚜렷한 효과를 보이지 못하고 있다. 연구진은 렌티바이러스를 유전자 전달책으로 삼아, 대식세포의 손상 없이 항암 유전자를 효과적으로 전달하는 기술을 개발했다. 일반적으로 어떤 유전자를 렌티바이러스에 심어 다른 세포로 전달할 때, 세포막을 얇게 만드는 양이온성 중합체 '폴리브렌'을 투입하고 강하게 섞어 렌티바이러스의 세포 침투 및 유전자 전달을 높인다. 하지만 대식세포가 폴리브렌과 만나면 심각한 독성이 생기며 강한 회전처리 과정에서 구조가 손상되거나 생존율이 떨어진다. 연구진은 폴리브렌 투입이나 강한 회전 처리 대신, 렌티바이러스와 대식세포의 접촉을 당초 1시간 30분에서 16시간으로 늘렸다. 그 결과, 대식세포의 손상없이 렌티바이러스의 전파가 당초보다 잘 일어났다. 또 말초혈액에서 얻은 단핵구가 대식세포로 분화되는 동안 7일을 기다려, 암세포 추적 유전자 전달률을 높였다. 이와함께 렌티바이러스가 어떤 세포로 들어갈 때 표면에서 열쇠 역할을 하는 'VSV-G 단백질'의 코돈을 최적화해 유전자 전달력을 더 높였다. 마지막으로 렌티바이러스에 담겨 전달된 항암 유전자가 대식세포에서 잘 발현되도록 DNA 서열 'EF1a'를 찾아 적용시켰다. 그 결과, 대식세포의 손상없이 유전자 전달 후 최대 20일 동안 안정적으로 항암 기능을 갖춘 'CAR-M' 생산이 유지됐다. 이 CAR-M을 급성 림프구성 백혈병과 B 세포 림프종의 대표적 세포주인 Nalm6와 Raji 암세포와 함께 두고 5일간 관찰했다. 그결과 붉은색을 띄고 있던 암세포들이 대부분 사라졌다. 연구진은 CAR M의 대량생산 및 고효율 치료 적용 기술을 개발할 계획이다. 한편, 이번에 개발한 CAR-M을 국제 학술지 '생체 신호 연구(Biomarker Research)'에 발표했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스]  다국적 제약사가 수십억 달러 투자한 대식세포 면역항암제 개발에 새로운 도전 방향이 등장해 눈길을 끈다.  항체의약품 개발 전문 기업 에이프로젠은 부스터 항체 개발에 성공해 CD47 면역관문 항암제 개발에 새로운 방향성을 제시했다고 14일 알렸다.  실제 에이프로젠이 특허권을 보유한 혈액암 특이적 항체의 단편결정화영역(Fc; Fragment crystallization region)을 항체 공학 기술로 변형해 부스터 항체를 제작한 것이다. 해당 부스터 항체는 항 CD47 항체와 병용투여 시 대식세포의 암세포 공격 능력을 수백 퍼센트(%) 이상 증강시킨다. CD47은 암세포 표면에 존재하면서 대식세포에 면역관문 작용을 하는 항원이다. 이 항원은 전문용어로 ‘나 잡아먹지마 (Don’t eat me) 시그널’로 불리며, 대식세포가 암세포를 공격하지 못하도록 하는 암세포의 방패 역할을 한다. 해당 이유로 길리어드, 화이자, 애브비 등은 각각 49억 달러, 23억 달러, 30억 달러를 투자해 CD47 면역관문 항암제 개발에 나서고 있다. 그러나 대부분의 CD47 항암 항체는 암세포뿐만 아니라 적혈구에도 매우 잘 결합해 심각한 빈혈 등의 부작용을 일으키는 단점이 있다. 또 단독투여로는 큰 효과가 없어 아자씨티딘(Azacitidine) 등과 같은 케미칼 항암제와 병용투여로 임상실험이 진행되고 있으나 이 또한 여러 부작용으로 임상시험이 중단되는 사례가 속속 나오고 있다. 에이프로젠은 CD47 면역항암제의 문제점을 극복하기 위해 자사의 항체 공학기술을 이용해 암종 특이적 항체의 Fc 부분을 변형해 CD47 항체와 병용투여하는 부스터 항체를 개발해왔다. 이번에 개발한 부스터 항체는 길리어드가 포티세븐(Forty Seven)로부터 2020년에 49억 달러에 인수한 매그롤리맙(magrolimab)의 암세포 대식 작용을 7배 증강시키고 에이프로젠이 개발한 혈액무독성 CD47 이중항체의 대식세포 작용은 17배 증대시킨다. 매그롤리맙의 절반최대유효약효농도(EC50)는 251 피코몰(pM)이지만 에이프로젠이 개발한 부스터 항체와 병용투여 시 매그롤리맙의 EC50가 36으로 7배 낮아진다. 반면 해당 부스터 항체 단독으로는 대식세포에 아무 영향을 주지 않는다고 회사측은 설명했다. 에이프로젠은 앞서 혈액독성을 크게 줄인 CD47 이중항체를 개발했다고 발표했다. 회사 관계자는 “이번에 CD47 항체 대식작용을 크게 증가시키는 부스터 항체를 추가로 개발해 CD47 면역함암제의 유효 사용량을 획기적으로 감소시킬 수 있을 것”이라며 “이 계열의 면역항암제의 부작용, 독성 등을 크게 낮출 수 있는 새로운 방향을 제시했다는 데 큰 의미가 있다”고 강조했다. kakim@fnnews.com 김경아 기자

[파이낸셜뉴스]  신약전문 기업 에이프로젠이 수십억달러 규모의 대식세포면역관문 항암제 시장에서 강력한 경쟁력을 확보하게 됐다. 9일 이중항체 플랫폼 국제특허를 보유한 국내 유일의 신약기업 에이프로젠은 우리 몸의 1차 면역방어선으로 작용하는 대식세포(macrophage)가 암세포를 공격하게 하는 기능을 크게 향상시키면서도 적혈구세포는 죽이지 않게 하는 CD47 이중항체 개발에 성공했다고 밝혔다. 에이프로젠이 개발한 CD47 이중항체는 미국 길리어드사이언스(Gilead Sciences, 이하 ‘길리어드’)가 개발중인 매그롤리맙(magrolimab)과 비교 시 암세포와 적혈구세포를 구분하는 능력이 약 1000배 강력하고 이로 인해서 매그롤리맙의 단점인 혈액독성은 매우 낮다. 이에 더해 이 회사는 이중항체 기술을 적용해 정상세포를 피해 암세포를 공격하는 능력도 크게 향상시켰다. 업계에서는 CD47 면역항암제 개발 돌풍이 일고 있다. 미국 길리어드는 2020년 3월 대식세포 면역관문 항암항체인 매그롤리맙을 확보하기 위해 이를 개발한 포티세븐(Forty Seven)사를 49억달러에 인수한 바 있다. 매그롤리맙은 아자시티딘(azacytidine)과의 병용투여 임상시험에서 골수이형증후군의 경우 ORR(전체 반응율) 92%, CR(완전 관해율) 50%를 보였고 급성골수성백혈병의 경우 ORR 64%, CR 55%라는 매우 놀라운 치료효과를 확인했다. 이에 자극을 받은 애브비(Abbvie)는 아이맵(I-Mab Biopharma)으로부터 CD47 항체 및 CD47 기반 이중항체를 확보하기 위해서 30억달러 규모의 라이선스 계약을 체결했고 이듬해 8월 화이자(Pfizer)는 CD47항체를 보유한 트릴리움 테라퓨틱스(Trillium Therapeutics) 인수를 위해 23억달러을 투자했다. 이러한 CD47 면역항암항체 경쟁에서 가장 앞선 것은 길리어드의 매그롤리맙이다. 그러나 매그롤리맙은 암세포뿐만 아니라 적혈구에도 매우 잘 결합해서 심각한 빈혈 등의 부작용을 일으키는 단점이 있다. 에이프로젠이 자체 분석한 결과 매그롤리맙은 적혈구보다 암세포인 CEM7세포에 1.87배, 암세포인 NALM6세포에 6.8배 정도만 더 잘 결합한다. 즉, 암세포 대비 적혈구에 붙는 정도가 여전히 높아서 혈액독성이 크게 나타나는 것이다. 반면 에이프로젠이 개발한 이중항체는 적혈구보다 암세포인 CEM7세포에 1879배, 암세포인 NALM6세포에 962배 더 잘 붙는다. 즉, 에이프로젠의 CD47 이중항체가 매그롤리맙보다 최대 1000배 높은 적혈구와 암세포 구분력을 보인다. 이것은 치료 유효농도에서 매그롤리맙은 상당한 혈액독성을 보이는 것과 달리 에이프로젠의 CD47이중항체는 혈액독성이 거의 없을 것임을 의미한다. 이 회사는 이러한 우월성을 발판으로 자사의 CD47이중항체가 수십억달러 규모의 면역관문 항암제 개발 시장에서 강력한 경쟁력을 가질 수 있을 것으로 기대하고 있다. kakim@fnnews.com 김경아 기자

[파이낸셜뉴스]  에이프로젠은 대식세포(Macrophage, 마크로파지)의 면역관문 단백질인 CD47에 결합하는 항체와 암세포 표적항체가 융합된 이중항체 AP70 개발에 성공했다고 9일 밝혔다. 에이프로젠의 이중항체 기술을 적용한 신개념 항암신약 물질로 동물 시험에서 탁월한 항암 효과와 높은 안전성까지 확인했다. 통상 암세포를 공격하는 면역세포가 크게 세가지가 있다. 살해T세포(cytotoxic T cells), 자연살해세포(NK cells), 대식세포(Macrophage)다. 이 중 대식세포는 암세포를 공격하는 1차 공격자 역할 뿐만 아니라 암세포 공격으로 얻은 항원 정보로 나머지 면역체계를 활성화시켜 살해T세포 등이 암세포와 싸우도록 돕는 등 항암면역에서 핵심적인 역할을 한다. 하지만 앞서 개발된 항암신약은 대부분 살해T세포에 집중됐고 최근 거대 다국적 제약사 등이 대식세포를 활성화시키는 항암제 개발에 적극 나서고 있다. CD47단백질은 대식세포에게 암세포 공격 여부를 알려주는 면역관문(Immune checkpoint) 기능을 한다. 일반적으로 정상세포는 CD47단백질을 표면에 가지고 있고 대식세포 표면에는 CD47에 결합하는 써프알파(SIRP-alpha)라는 단백질이 있다. 대식세포는 써프알파를 마치 더듬이처럼 사용해 상대방 세포가 CD47을 가지고 있는지 확인한다. CD47을 가지고 있으면 그 세포를 정상세포로 인식해 공격하지 않는다. 암세포들도 이런 점을 활용해 자신의 표면에 CD47을 다량 만들어내 대식세포의 공격을 회피하는 수단으로 활용한다. 에이프로젠이 이번에 개발한 AP70은 정상세포에는 붙지 않고 암세포에만 붙는 항체부분과 대식세포의 공격을 막는 CD47에 붙는 항체부분을 가지고 있다. 즉, 이 이중항체는 정상세포에는 붙지 않고 암세포에만 결합해 해당 암세포의 방패인 CD47에도 붙어 무력화시킨다. 이렇게 되면 대식세포가 암세포를 공격해서 죽일 수 있게 된다. 에이프로젠 연구진은 동물실험에서 AP70 이중항체가 정상세포는 공격하지 않으면서 암덩어리는 투약 12일만에 완전히 관해 시키는 것을 확인했고 실험 종료시점까지 암이 재발하지도 않았다. 글로벌 제약업계에서는 T세포 활성 억제를 차단하는 키트루다(Keytruda) 같은 면역항암제로 암 치료의 새로운 패러다임을 제시했다. 그러나 여전히 반응하는 환자가 적어 다른 종류의 면역세포를 활성화시키는 신약 개발의 필요성이 시급하게 요구됐다. 따라서 최근 대식세포를 표적 하는 면역항암제가 글로벌 제약사로부터 높은 관심을 받고 있다. 실제 길리어드 사이언스는 약 49억 달러, 화이자와 에브비는 각각 23억 달러와 19억 달러를 투입해 CD47을 막는 항암제 파이프라인을 확보하고 적극적인 개발에 나서고 있다. 글로벌 시장 조사 업체인 리서치앤마켓에 따르면 CD47 차단 약물이 2028년에는 20억 달러 규모의 시장을 형성하고 그 이후에는 폭발적으로 성장할 것으로 전망한다. 에이프로젠 관계자는 “길리어드의 마그롤리맙(magrolimab)을 포함한 1세대 CD47 표적 항체는 임상시험에서 빈혈 같은 부작용 때문에 치료 용량을 높이는 데 한계가 있고 단독 처방 시 뚜렷한 치료 효과를 확인하지 못했다”며 “AP70은 안전성과 효력을 개선한 2세대 CD47 표적 항체로 동물에서 뛰어난 치료효과와 안전성이 입증된 만큼 향후 임상 시험 결과가 매우 기대된다”고 전했다. kakim@fnnews.com 김경아 기자

암 조직 내 대식세포가 어떤 과정을 통해 암세포 성장을 도와주는지 밝혀졌다. 서울대병원 순환기내과 이상언(사진)·김효수 교수팀은 대식세포의 '퍼옥시즘 증강제 활성화 수용체 델타(PPAR)'라는 전사인자가 암세포에 의해 활성화되면 암세포 제거 임무를 띤 대식세포가 오히려 암세포 성장을 돕는다고 9일 밝혔다. 따라서 대식세포의 PPAR델타를 차단하면 암세포 성장이 억제됨을 증명했다. 연구팀은 PPAR델타 미발현 생쥐의 골수를 정상 생쥐에 이식해 대식세포에서만 특이적으로 PPAR델타가 발현되지 않는 생쥐(실험군)을 만들었다. 또 PPAR델타 발현 생쥐의 골수를 정상 생쥐에 이식해 대식세포에서도 PPAR델타가 발현되는 생쥐(대조군)을 만들었다. 그 후 두 군에 폐암세포를 이식했다. 이식 2주째 암세포의 크기를 분석한 결과, PPAR델타가 없는 실험군에서는 107.94㎣인 반면, PPAR델타가 있는 대조군에서는 229.45 ㎣로 나타났다. 암세포의 무게도 실험군에서는 45mg인 반면, 대조군에서는 122.2mg로 나타났다. 연구팀이 두 군의 암세포를 떼어내 조직검사를 한 결과, 혈관에 의해 영양과 산소공급이 되지 않을 때 생기는 세포 괴사 부위가 실험군이 대조군에 비해 더 크게 나타났다. 암세포의 혈관 밀집도를 분석한 결과, 실험군이 대조군에 비해 암세포 내에 혈관이 더 적게 형성됐다. PPAR델타가 없는 경우에 암조직의 성장이 저해된다는 것은 암조직의 성장에 PPAR델타가 필수적이라는 것이다. 그 기전을 규명한 결과, 폐암세포에서 발현되는 M-CSF가 주변 대식세포의 효소(Fatty acid synthase)의 발현을 증가시키고 PPAR델타를 활성화시킨다. 그 결과 대식세포에서는 IL-10이라는 사이토카인을 생산하여 암세포의 이동과 혈관 생성을 촉진시켰다. 김효수 교수는 "이번 연구는 대식세포가 암의 성장과 혈관 생성을 촉진하는 핵심신호전달 체계를 밝히고 이를 차단하면 암 성장을 억제할 수 있다는 것을 보여준 것"이라며 "암 치료에서 새로운 타깃을 발견했다는 의의를 갖는다" 고 말했다. 암세포는 주변에 있는 정상 세포들로부터 도움을 받아 빠르게 자라고 전이도 일으킨다. 이렇게 암세포를 돕는 핵심 세포 중 하나가 대식세포다. 정상적인 대식세포는 외부 침입 균을 제거하는 역할을 하며, 암세포가 생겨도 이를 인지하고 제거해야 한다. 하지만 암세포에 길들여지면 암세포의 생존과 이동, 영양 공급에 중요한 혈관 생성을 촉진시킨다. 대식세포가 우리 몸을 보호하는 역할을 저버리고 암세포의 성장을 돕는 배신을 일으키는 기전은 암 치료의 새로운 타깃으로서 국제적으로 활발하게 연구가 이뤄지고 있다. 이번 연구는 세계 최고 과학 권위지인 셀(Cell)의 자매지 '셀 리포츠' 3월 호에 게재됐다. pompom@fnnews.com 정명진 의학전문기자

홍삼이 면역기능을 담당하는 대식세포를 활성화시키는 기전이 밝혀졌다. 성균관대 유전공학과 조재열 교수와 경북대 이만휘 교수팀은 홍삼이 대식세포를 활성화시켜 NF-κB, AP-1, STAT-1, ATF-2, 및 CREB 등 면역단백질의 핵내 이동을 촉진함으로써, 암세포 및 각종 바이러스, 세균을 사멸시키는 인자들이 활발하게 분비돼 면역력을 강화시킨다는 점을 규명했다고 20일 밝혔다. 이때 RGS2 단백질 조절에 의한 TLR2 활성화와 PI3K 단백질 조절에 의한 ERK 및 JNK 단백질인자의 활성화를 통해 전사인자의 핵내 이동에 대한 신호가 전달된다. 그동안 홍삼을 지속적으로 섭취하면 면역기능이 개선된다는 연구결과는 있었지만, 사포닌 성분 이외에 비 사포닌 계열인 산성다당체 성분이 어떤 과정을 통해 면역력을 개선시키는지 알지 못했다. 조재열 교수는 "이번 연구결과는 노화로 인해 후천적으로 면역기능이 감소할 경우 어떤 기전으로 면역력을 개선시키는지 밝혔다는데 의미가 있다"며 "특히 홍삼의 산성다당체가 대식세포의 모양을 변화시키지 않으면서 암세포 및 각종 바이러스와 세균을 사멸시키는 산화질소 생성을 강하게 유도했다는 점도 밝혀졌다"고 말했다. 면역력이 떨어지면 감기나 독감, 신종플루 등과 아토피나 비염 등 알레르기 질환은 물론 눈이나 입 주변, 손, 생식기 등에 간지러움과 부어오름을 유발하는 전염성이 매우 강한 헤르페스에 걸리기 쉽다. 또 심할 경우 만성 전신성 염증질환으로 관절은 물론 온 몸의 장기와 피부에서 발병되는 류마티즈 관절염을 유발하고 암, 에이즈 등에 노출되거나 치료 중이더라도 합병증에 약해지기 때문에 심할 경우 사망에 이르는 주요원인이 되기도 한다. pompom@fnnews.com 정명진 의학전문기자

우리 몸의 면역기능을 담당하는 대식세포가 특정 마이크로 RNA에 의해 조절된다는 사실이 밝혀졌다. 아주대의료원과 미국 국립암센터 연구팀은 대식세포 분화 과정을 연구한 결과 특정 마이크로 RNA(miR-223, miR-15a, miR-16)가 NF-kB의 활동을 조절해 면역시스템에서 이들 세포가 정상적 생체 방어기능을 수행할 수 있도록 하는 기전을 알아냈다고 9일 밝혔다. 이에 따라 류머티즘 관절염을 비롯한 여러 자가면역질환에 대한 조기 진단과 표적 치료에 새로운 희망을 가질 수 있게 됐다. 아주대의료원 김유선 교수는 “대식세포의 기능 이상은 자가면역질환이나 암을 포함한 다양한 질환을 유발할 수 있어 적절한 활성조절이 중요하다”며 “이번 미국과의 공동연구를 통해 대식세포 기능조절 이상에 의한 질환의 원인 및 발병 메커니즘 규명의 새로운 가능성을 열어 관련 질병에 대한 이해와 치료에 크게 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 따라서 마이크로 RNA가 비정상적이거나 통제를 벗어난 대식세포의 활성화가 원인이 되는 질환인 암, 심혈관질환, 신경장애, 면역기능장애 등에 대해 새로운 조기진단과 표적 치료법이 개발될 가능성이 높아졌다. 이 연구는 면역학분야 저널인 네이처 이뮤놀로지(Nature Immunology) 8월 15일자 온라인판에 게재됐으며, 9월호에 게재된다. /pompom@fnnews.com정명진기자

우리 몸의 면역기능을 담당하는 대식세포가 특정 마이크로 RNA에 의해 조절된다는 사실이 밝혀졌다. 아주대의료원과 미국 국립암센터 연구팀은 대식세포 분화 과정을 연구한 결과 특정 마이크로 RNA(miR-223, miR-15a, miR-16)가 NF-kB의 활동을 조절해 면역시스템에서 이들 세포가 정상적 생체 방어기능을 수행할 수 있도록 하는 기전을 알아냈다고 9일 밝혔다. 이에 따라 류머티즘 관절염을 비롯한 여러 자가면역질환에 대한 조기 진단과 표적 치료에 새로운 희망을 가질 수 있게 됐다. 아주대의료원 김유선 교수는 “대식세포의 기능 이상은 자가면역질환이나 암을 포함한 다양한 질환을 유발할 수 있어 적절한 활성조절이 중요하다”며 “이번 미국과의 공동연구를 통해 대식세포 기능조절 이상에 의한 질환의 원인 및 발병 메커니즘 규명의 새로운 가능성을 열어 관련 질병에 대한 이해와 치료에 크게 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 따라서 마이크로 RNA가 비정상적이거나 통제를 벗어난 대식세포의 활성화가 원인이 되는 질환인 암, 심혈관질환, 신경장애, 면역기능장애 등에 대해 새로운 조기진단과 표적 치료법이 개발될 가능성이 높아졌다. 이 연구는 면역학분야 저널인 네이처 이뮤놀로지(Nature Immunology) 8월 15일자 온라인판에 게재됐으며, 9월호에 게재된다. /pompom@fnnews.com정명진기자

[파이낸셜뉴스] 이뮨온시아가 코스닥 상장 첫날인 19일 강세를 보이고 있다. 이날 오전 9시 52분 기준 이뮨온시아의 주가는 공모가(3600원) 대비 97.78% 오른 7120원에 거래되고 있다. 지난 2016년 설립된 이뮨온시아는 유한양행의 자회사로 T세포와 대식세포를 타깃으로 하는 면역관문억제제를 개발하고 있다. ‘IMC-002’는 지난 2021년 중국의 3D메디슨에 기술 이전됐으며, 중화권 독점권이 부여됐다. 오는 2026년 추가로 글로벌 기술 이전을 목표로 하고 있다. 이뮨온시아는 앞서 진행된 기관투자자 대상 수요예측에서 희망 공모 범위 상단인 3600원에 공모가를 확정했다. 이어진 일반 청약에서는 경쟁률 913.24대 1을 기록하며 증거금으로 3조7563억원을 모았다.  hippo@fnnews.com 김찬미 기자

[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