인간 콩팥과 아주 비슷한 '콩팥 오가노이드' 개발

인간 유도만능줄기세포(iPS)에서 혈관망과 성숙도가 향상된 '콩팥 오가노이드' 고도 분화 과정 및 그 적용. 성빈센트병원 제공

인간 콩팥과 아주 비슷한 ‘콩팥 오가노이드’가 국내 기술로 개발됐다.

오가노이드(organoid)는 성체줄기세포(adult stem cell), 배아줄기세포(embryonic stem cell), 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell)로부터 자가 재생 및 자가 조직화를 통해 형성된 3차원 세포 집합체로, '장기유사체'라고 부른다.

김용균 가톨릭대 성빈센트병원 신장내과 교수ㆍ조동우 포항공대 교수ㆍ박지환 광주과학기술원 교수 연구팀은 혈관망과 성숙도가 향상된 ‘콩팥 오가노이드’ 분화 개발에 성공했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 실렸다.

콩팥 오가노이드는 미성숙한 상태여서 임상 치료나 의료 산업 현장에서 사용하기엔 한계가 있었다.

이번에 개발된 오가노이드는 기존보다 혈관 내피세포 증식이 항진돼 오가노이드 내 혈관망이 형성됐다. 사구체(絲球體) 내로 혈관이 침투해 콩팥 여과 기능에 필수적인 구조물인 여과장벽도 만들어졌다.

콩팥 오가노이드의 근위세뇨관 세포 성숙도와 포도당 재흡수 기능도 향상됐다. 연구팀은 여기에 유전자 편집 기술을 이용해 난치성 콩팥병인 파브리병 원인 유전자 갈락토시데이즈-알파 돌연변이를 유도해 인간 파브리병과 같은 콩팥과 혈관의 병리학적 병변을 만드는 데도 성공했다.

이번 연구에서는 또한 콩팥 오가노이드를 탈세포화된 세포외 기질과 동시에 쥐의 콩팥에 이식하면 생착률과 이식 효과가 높아지는 것으로 확인됐다.

권대익 의학전문기자 dkwon@hankookilbo.com