비알코올 지방간질환 '정량평가 시스템' 개발 성공

안전성평가연구소, 세계 첫 치료제 효능 및 안전성 평가 모델 개발
연구결과 국제학술지 게재, 특허 취득

[대전=뉴시스] 비알코올 지방간질환(NAFLD)에 대한 임피던스 분석 모형.

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 안전성평가연구소(KIT)는 비알코올 지방간질환 치료제의 효능 및 안전성평가를 위한 정량평가 시스템 개발했다고 13일 밝혔다

연구소에 따르면 비알코올 지방간질환(NAFLD)에 대한 3차원 세포모델을 구현하고 임피던스 측정을 통해 질환의 진행정도를 비임상 연구단계에서 평가할 수 있는 새로운 시스템을 완성했다.

비알코올 지방간질환(Non-alcoholic Fatty Liver Disease·NAFLD)은 알코올 섭취력없이 알코올성 간염과 유사한 조직소견을 보이는 질환으로 단순 지방간부터 지방간염, 간섬유화 및 간경변 단계까지를 포함하는 대표적인 만성 간질환이다.

NAFLD는 최근 아시아를 비롯한 우리나라에서도 식습관 변화와 함께 유병율이 16~33% 정도로 급격히 증가하는 추세지만 FDA(미 식품의약국)에서 공식 승인된 치료제는 아직 없다.

현재 NAFLD 진행단계를 평가하기 위해서는 침습성 생체조직검사를 통한 조직 검사를 표준방법으로 사용하고 있으나 소량의 조직이 전체 간을 대변하기 어렵고 판독자에 따라 오차가 발생하고 있어 NAFLD의 치료제 스크리닝 및 후보 약물의 효능을 입증하는데 한계가 있다.

이에 따라 안전성평가연구소 분자독성연구그룹 연구팀은 비임상 연구단계에서 NAFLD의 진행정도를 정량적으로 평가할 수 있는 시스템 개발에 착수하고 임피던스 연구를 진행했다.

임피던스(Impedance)는 교류 회로의 전압과 전류의 비율로 나타나는 복합저항으로 2차원 세포모델에서 사멸 및 세포 형태변화 모니터링에 활용되거나 인체의 체지방량 측정 원리로 사용된다.

연구팀은 임피던스를 활용한 NAFLD 평가를 위해 전도성 액체가 들어있는 마이크로채널에 3차원 NAFLD 세포모델(정상 간조직, 단순 지방간, 지방간염)을 주입시키고 일정한 압력으로 전류를 주면서 다양한 임피던스를 분석했다.

분석 결과, NAFLD 진행 경과에 따른 ▲세포모델 내 중성지방의 증가 ▲염증에 의한 세포 확장 ▲막간 단백질 손상 및 간섬유화 정도에 따른 경도 증가 등 임상에서 나타나는 NAFLD의 특징을 임피던스의 변화를 통해 정량적으로 평가할 수 있음을 세계 처음으로 밝혀냈다.

연구팀은 3차원 정상 간조직과 단순 지방간, 지방간염 세포모델에 일정한 압력을 줘 주파수별로 임피던스 파라미터를 측정하고 내·외부 저항값 및 정전용량 변화 값을 이용한 모델링 분석을 통해 단순 지방간과 지방간염의 구분(평가)이 가능하다는 의미라고 설명했다.

이번 연구는 NAFLD를 정량적으로 평가할 수 있는 평가법을 제시, 새로운 치료제 개발은 물론 NAFLD를 유발시킬 수 있는 유해인자 탐색에 활용할 수 있을 것으로 기대되며 생체재료공학분야 1위 국제저널인 'Biomaterials(IF 10.3)' 제 268권호에 올해 1월 게재됐다.(논문명:Quantification of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) progression in 3D liver microtissues using impedance spectroscopy)

현재 NAFLD의 정량적 평가 기술은 국내 특허 등록을 완료했고 미국과 일본의 특허 출원을 완료하여 등록 심사 중에 있다.

분자독성연구그룹 오정화 박사는 "이번 연구는 간 조직 외에도 심장 또는 폐 등의 타 장기 유사구조체 및 질환 오가노이드 모델 평가에도 적용 가능할 것으로 기대된다"며 "임피던스를 활용한 새로운 질환 평가 시스템 개발을 위해 지속적인 연구를 진행할 계획"이라고 말했다.

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