韓연구진, 고순도 줄기세포 대량 배양 기술 확보했다

생명硏, 오가노이드서 장 줄기세포 대량생산 기술 첫 성공
내강 접근 용이한 스테레오 타입의 장 상피세포 분화기술도 개발
재생치료제 개발 기대, 국제학술지 게재

[대전=뉴시스] 3차원 장 오가노이드 유래 2차원 장 줄기세포 농축 배양 기술 모식도.(사진=생명연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 고순도의 줄기세포를 대량으로 만들 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국생명공학연구원은 줄기세포융합연구센터 손미영 박사팀이 세계 최초로 인간 장(腸) 오가노이드에서 장 줄기세포를 농축 배양할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다고 7일 밝혔다.

이는 인간 장 줄기세포를 대량 배양·동결보관할 수 있는 기술로 재생치료제 개발은 물론 신약 개발에 활용될 수 있는 첨단기술이다.

오가노이드는 줄기세포나 조직공학 기술을 활용해 제작한 인체 장기유사체로 동물 대체실험이나 신약 개발, 재생치료 등에서 활발히 활용되고 있다.

줄기세포는 신체를 구성하는 세포로 분화하는 능력이 있어 재생, 인공장기 형성, 세포치료 등에 이용할 수 있지만 생체 내에서 한정된 양으로만 존재하고 배양이 어려워 채취하면 안정적인 보관이 필수적이다. 이로 안전하고 효율적으로 줄기세포를 얻을 수 있는 기술 개발이 활발히 이뤄지고 있다.

이번에 연구팀은 인간 전분화능 줄기세포를 이용해 만든 3차원 장 오가노이드에서 고순도의 인간 장 줄기세포 집합체를 대량 배양할 수 있는 기술을 확보했다.

연구팀은 단일세포 전사체(scRNA-seq) 분석을 통해 장 줄기세포 집합체들이 고농축 돼 있음을 확인하고 이를 분리·배양하는데 성공, 배지환경에서 인간 장 줄기세포를 배양할 수 있게 됐다.

특히 연구팀은 생산된 장 줄기세포 집합체가 마우스 동물모델의 손상된 장 상피세포 조직을 재생시키는 것을 확인, 치료제로서의 이용 가능성을 높였다.

또 세포를 공기 중에 노출해 분화를 유도하는 기체-액체 계면(Air-Liquid Interface) 분화법을 이용해 2차원 장 줄기세포를 입체적 구조를 가진 장 상피 세포로 분화하는 기술도 개발했다.

연구팀이 개발한 스테레오 타입의 2.5차원 장 상피 세포 모델 시스템은 실제 인간의 소장을 모사할 수 있으며 내강 접근도 용이해 다양한 질환 모델 제작과 신약 개발을 위한 플랫폼 기술로 활용할 수 있다.

이번 연구는 지난 1월 27일 종합과학 분야의 세계적인 과학저널인 '네이처 커뮤니케이션·Nature Communications(IF 17.694)' 온라인 판에 게재됐다.(논문명 : Chemically-defined and scalable culture system for intestinal stem cells derived from human intestinal organoids/교신저자 : 손미영 박사/제1저자 : 권오만 박사)

손미영 박사는 "재생치료제의 핵심성분인 인간 장 줄기세포는 분리배양이 어려워 동물실험 의존도가 높았는데 이번에 세계에서 유일하게 대량, 장기배양이 가능한 인간 정상 장 줄기세포 모델을 확보했다"며 "다양한 장 오가노이드 배양기술과 접목해 기초연구 수준을 넘어 기술의 실용화를 위한 연구 활동을 이어 가겠다"고 밝혔다.

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