인체장기를 완벽하게 재현한 조립형 미니장기가 나왔다.

최근 신근유 포스텍 생명과학과 교수 연구팀과 서울대병원 연구팀은 다양한 세포들의 재구성을 통해 인간조직을 정확히 모사하는 신개념 장기 모사체인 조립형 인공장기를 개발했다.

‘어셈블로이드’라는 이름이 붙여진 인공장기는 기존의 유사 장기를 초월한 미래형 환자 맞춤 체외인간장기로서 차세대 난치성 질환치료의 새로운 패러다임을 제시할 수 있는, 지금까지 존재하지 않았던 혁신적인 기술이다.

줄기세포를 시험관에서 키워 사람의 장기 구조와 같은 조직을 구현한 것을 ‘오가노이드’라고 하는데, 지금까지 개발된 오가노이드는 장기의 성숙한 구조를 모사하지 못하고 조직 내 주변 환경이 갖춰져 있지 않다는 근본적인 한계점이 존재한다.

또한 인간 장기의 기능 수행을 위한 다양한 세포 및 조직 사이의 상호작용이 이뤄지지 못해 난치성 질병에 대한 정확한 모델링에는 한계가 있다는 점이 큰 문제점으로 꼽혔다.

연구팀이 개발한 어셈블로이드는 이러한 한계를 극복할 수 있는 조립형 체외 인간장기다.

연구팀은 어셈블로이드가 세포 구성과 단일세포 수준에서의 유전자 발현 양상이 성숙한 성체 장기와 동일함을 발견했고, 장기 손상에 따른 조직 재생 반응이 일어날 때 생체 내 조직의 변화를 그대로 재현하고 있음을 확인했다.

또한 연구팀은 정상 장기로부터 발생되는 인간 종양의 병리·생리학적 특성을 완벽히 모사하는 환자 맞춤형 인간 종양모사체인 ‘종양 어셈블로이드’도 개발했다.

유전자 조작 및 암세포 조립이 가능한 어셈블로이드 플랫폼을 이용해 종양 주변 환경으로부터 발생한 신호가 종양세포의 유동성을 결정하는 생리적 작용의 원리를 밝혔다.

이는 종양세포와 기질세포 사이의 신호전달 피드백이 종양 가소성을 조절하는 데 중요하다는 것을 보여준다.

이 결과는 암세포의 유동성을 조절해 암세포를 소멸시키는 차세대 암치료 패러다임인 암세포 변환 치료법의 개발을 가능하게 한 중요한 연구 결과다.