생명연, 장내미생물 연구 위한 고기능 '장기 유사체' 개발

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손미영 생명연 박사
<손미영 생명연 박사>

한국생명공학연구원(원장 김장성)은 손미영 줄기세포연구센터 박사팀이 '마이크로바이옴' 기반 치료제 연구에 활용 가능한 고성능 장기 유사체를 개발했다고 11일 밝혔다.

연구팀은 인간 전분화능 줄기세포로부터 분화된 3차원 장 오가노이드에 체외성숙화 기술을 적용, 진보된 형태의 숙주-공생미생물 간의 상호작용 연구모델을 세계 최초로 보고했다. 이번 성과는 장내미생물 연구를 위한 세포 모델의 수준을 한 단계 높인 것이다. 기존 장세포 모델의 세포 다양성 및 기능성 부족 문제를 해결한 최초 성과다.

연구팀은 3차원 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드에 체외성숙화 기술을 도입, 장내미생물 생착에 유리한 미세 환경을 갖춘 숙주-장내미생물 상호작용 연구모델을 제작했다.

이런 체외성숙화 장 오가노이드는 장내미생물이 장 상피에 부착 및 증식하기 위해 필수적인 것으로 알려진 뮤신(mucin)을 분비하는 기능성 배상세포를 포함하고 있다. 이를 통해 뮤신층을 형성하고, 장벽 기능이 증가돼 있다. 그 결과 인간의 장과 유사한 환경을 조성해 기존 장 오가노이드의 장내미생물 연구 모델의 한계점을 극복했다는 평가다.

연구팀은 유용 프로바이오틱스(유산균)로 알려진 락토바실러스를 미세주입, 생착이 증가함을 확인했다. 체외성숙 장 오가노이드의 장내미생물 연구모델로서의 유용성을 증명했다.

손미영 박사는 “체외성숙화 장 오가노이드는 장내미생물의 생착과 증식이 가능한 최고 수준의 장내미생물 연구 모델로서 장내미생물과의 상호작용 기전 연구를 진행하고 있다”며 “최근에는 '마이크로바이옴' 조절 기전을 통한 질환 치료제 연구 등 다양한 융합영역에서 오가노이드를 이용한 연구를 진행하고 있다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com