생명연, 실제 구조·면역반응 재현한 '3D 인공 폐' 개발

단일세포 전사체분석을 통한 폐포어셈블로이드 특성 분석(한국생명공학연구원 제공) /뉴스1

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국생명공학연구원은 줄기세포융합연구센터 이미옥 박사 연구팀이 질병청 김정현 박사 연구팀과 공동으로 실제 인간 폐 환경을 모사할 수 있는 '폐포 어셈블로이드(iAlvAssemb)'를 개발했다고 15일 밝혔다.

폐는 외부 공기와 직접 접촉하는 기관으로 바이러스, 세균, 미세먼지 등 유해 물질에 가장 먼저 노출되며 이때 폐포 상피세포와 상주 대식세포는 1차 방어선으로서 상호 협력해 초기 면역반응을 조율한다.

지금까지 이같은 세포 간 상호작용과 면역 기능에 대한 연구는 주로 쥐 등 실험동물에 의존해왔으나 실제 인간 폐와의 차이로 한계가 있었다. 기존 폐 오가노이드 모델 역시 면역세포가 포함돼 있지 않아 실제 폐의 복잡한 면역환경 재현이 어려웠다.

연구팀이 개발한 유도 폐포 어셈블로이드는 인간 줄기세포로부터 유도된 폐포 상피세포의 유사 세포와 대식세포의 유사 세포를 공동 배양해 실제 인간 폐의 구조와 면역 반응을 재현할 수 있다.

특히 손상된 상피세포 제거, 산화 지질 흡수, 결핵균 감염 반응 등 실제 폐포 대식세포가 수행하는 기능을 정교하게 재현할 수 있어 현재 중증 코로나바이러스 감염증 및 고위험조류독감 연구, 호흡기바이러스 치료제 후보물질 유효성 평가에 활용되고 있다.

이 박사는 "오가노이드 연구의 기능적 한계를 넘어 폐 손상 및 감염성 질환 연구를 위한 새로운 3D 연구플랫폼이 개발됐다"며 "향후 빠르고 정확한 폐면역반응모사를 통해 폐 재생 신약 개발 및 신변종 감염병의 신속한 대응에도 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구성과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인 판에 게재됐다.

jongseo12@news1.kr

Copyright ⓒ 뉴스1. All rights reserved. 무단 전재 및 재배포, AI학습 이용 금지.