줄기세포로 만든 고성능 ‘장기 유사체’…장내 미생물 R&D 이끈다

[헤럴드경제=구본혁 기자] 바이오 분야 차세대 성장동력으로 주목받는 ‘마이크로바이옴’ 기반 치료제 연구에 활용될 수 있는 고성능 장기 유사체가 국내연구진에 의해 개발됐다.

한국생명공학연구원은 줄기세포연구센터 손미영 박사 연구팀이 인간 전분화능 줄기세포로부터 분화된 3차원 장 오가노이드에 체외성숙화 기술을 적용, 진보된 형태의 숙주-공생미생물 간의 상호작용 연구모델을 세계 최초로 보고했다고 11일 밝혔다. 이번 성과는 장내미생물 연구를 위한 세포 모델의 수준을 한 단계 높인 것으로서, 기존 장세포 모델의 세포 다양성 및 기능성 부족 문제를 해결한 최초의 성과다.

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

체외성숙화 장 오가노이드는 장내미생물이 장 상피에 부착/증식하기 위해서 필수적인 것으로 알려진 뮤신(mucin)을 분비하는 기능성 배상세포를 포함하고 있으며, 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 확인함으로써 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”면서 “최근에는 ‘마이크로바이옴’ 조절 기전을 통한 질환 치료제 연구 등 다양한 융합영역에서 오가노이드를 이용한 연구를 진행하고 있다”고 말했다.

이번 연구성과는 생물학 분야 국제학술지 ‘파셉 저널’ 6월 30일 온라인 판에 게재됐다.