성균관대 연구팀, 체외에서 인간 간 조직 완벽 재현

[이데일리 김응열 기자] 성균관대는 메타바이오헬스학과의 김요한 교수 연구팀이 사람의 간 문맥(Periportal) 영역을 몸 밖에서 정밀하게 재현하는 ‘인간 간 문맥 어셈블로이드(Assembloid)’를 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 개발은 독일 막스플랑크 분자세포유전학 연구소(MPI-CBG)와의 공동 연구로 진행됐다.

인간 간세포에서 유래한 오가노이드 제작 모식도와 간 문맥 어셈블로이드 제작 모식도. (사진=성균관대)

간은 대사 작용과 해독, 담즙 생성 등 생명 유지에 필수적인 기능을 담당한다. 그동안 과학계는 실험실에서 간 질환을 연구하기 위해 ‘오가노이드(Organoid·줄기세포를 배양해 만든 초소형 장기유사체)’를 활용해왔다. 하지만 기존의 간 오가노이드는 간을 구성하는 다양한 세포들 간의 복잡한 상호작용을 완벽히 구현하지 못했다. 인체 내부의 정교한 구조와 기능을 반영하는 데 한계가 있었다는 의미다.

김 교수 연구팀은 이러한 난제를 극복하기 위해 수술 과정에서 얻은 환자의 간 조직을 활용했다. 연구팀은 환자의 성숙한 간세포를 실험실에서 직접 증식시키는 기술을 적용해 오가노이드 형태로 만드는 데 성공했다. 이렇게 만든 간세포는 실제 사람의 간처럼 담즙을 배출하는 통로(모세담관)를 갖추고 약물을 분해하거나 에너지를 대사하는 기능을 장기간 유지했다.

연구팀은 ‘간세포 오가노이드’를 같은 환자에게서 유래한 ‘담관 오가노이드’, 간의 구조를 지지하는 ‘간 문맥 섬유아세포’와 결합했다. 레고 블록을 조립하듯 서로 다른 세포들을 정교하게 3차원으로 재구성해 ‘간 문맥 어셈블로이드’를 탄생시켰다. ‘어셈블로이드’란 다양한 종류의 세포나 오가노이드를 조립해 만든 차세대 인공 조직을 의미한다.

어셈블로이드는 사람 간의 ‘문맥 영역’을 그대로 모사했다. 문맥 영역은 간세포와 담관, 혈관 등이 만나 물질 교환이 활발히 일어나는 핵심 부위다. 유전자 분석 결과 연구팀이 개발한 어셈블로이드는 포도당을 합성하거나 노폐물인 요소를 처리하는 등 실제 인간 간이 수행하는 복합적인 기능을 완벽하게 수행하는 것으로 나타났다.

김 교수는 “앞으로 간섬유화, 담관 질환, 간암 등 다양한 난치성 질환의 치료법을 개발하고 환자 개개인에게 맞는 약물을 미리 시험해보는 정밀 의료 플랫폼으로 활용될 것”이라고 말했다.