가장 복잡한 장기인 간의 생체 구조를 모방한 '생체 모방 바이오 인공 간'이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 게티이미지뱅크
인체에서 가장 크고 복잡한 장기인 간(肝)의 생체 구조를 모방해 생체 기능 유사도가 높은 ‘생체 모방 바이오 인공 간’이 개발됐다.
최동호 한양대병원 외과 교수팀(1저자 김요한 박사, 정재민 연구교수)은 박석희 부산대 교수팀, 이승범 원자력병원 박사와 공동 연구를 진행해 ‘생체 모방 바이오 인공 간 제작’ 연구를 진행한 결과 생체 모방 바이오 인공 간 개발에 성공했다.
급성 간부전ㆍ간경변ㆍ간암 등 간 질환 사망률은 높으며, 특히 40대 남성 사망의 주범으로 꼽힌다.
간 질환의 근본 치료법은 간이식밖에 없지만 공여자 부족과 면역 거부반응 등 제약이 존재한다.
국내외에서 간이식의 대체 방법으로 바이오 인공 간 제작 연구가 활발히 진행 중이다. 하지만 현재까지 1세대 바이오 인공 간의 세포 공급원으로는 돼지의 일차 간세포나 인간 간암세포가 사용되고 있으며, 이러한 세포공급원은 바이오 인공 간에서 빠르게 변형되며 간 기능을 잃게 된다.
또한 간은 조직학적 특징상 간세포와 혈관내피세포 등이 일렬로 쌓인 구조로 이뤄져 있어, 간의 구조적 특징을 모방하는 연구는 현재까지 개발이 더딘 상황이다.
이번 연구에서 최동호 교수팀은 환자의 간 조직에서 간세포를 추출, 체외에서 증식이 가능한 간 전구?줄기세포를 제작한 후 공동 연구팀인 박석희 부산대 교수팀이 제작한 전기 방사 섬유 패치에 배양해 ‘생체 모방 바이오 인공 간 제작’ 연구를 진행해왔다.
그 결과, 제작한 생체 모방 바이오 인공 간의 기능이 기존 2차원 배양 방법보다 10배 이상 증가했으며, 생체 내 간세포와 비슷한 특징을 보이는 것을 확인했다.
또한 간 손상 동물 모델에 이식했을 때, 생존율이 200% 이상 크게 개선되는 결과를 얻었다. 이는 향후 간이식의 유망한 대체 방법으로 이어질 수 있을 것으로 기대된다.
최동호 교수는 “이번 연구 결과를 바탕으로 향후 실제 임상적으로 간이식을 대체할 수 있는 인공 간 개발이 가능해져 간이식의 유망한 대체 방법으로 이어질 수 있을 것”이라고 했다.
정재민 연구교수는 “의학ㆍ공학의 융복합 기술을 통해 생체와 구조적·기능적 특징을 모사할 수 있었으며, 향후 인공 간 개발의 초석이 될 것”이라고 했다.
연구 결과는 생체 재료 및 조직공학 분야 세계적 학술지인 ‘바이오소재(Biomaterials)’에 최근 실렸다.
최동호 한양대병원 외과 교수
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