[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 국내 연구진이 고성능 3차원 장기 유사체를 개발해 장내 미생물 연구에 청신호가 켜졌다.

한국생명공학연구원은 인간 전분화능 줄기세포로부터 분화된 3차원 장 오가노이드에 체외성숙화 기술을 적용, 진보된 형태의 숙주-공생미생물 간의 상호작용 연구모델을 세계 최초로 보고했다고 11일 밝혔다.

이는 장내미생물 연구를 위한 세포 모델의 수준을 한 단계 높인 것으로 기존 장세포 모델의 세포 다양성 및 기능성 부족 문제를 해결한 최초의 성과다.

생명연 줄기세포연구센터 손미영 박사팀과 생물자원센터 박두상 박사팀은 한국과학기술연구원 생체재료연구단 김상헌 박사팀과 함께 3차원 인간 전분화능줄기세포 유래 장 오가노이드에 체외성숙화 기술을 도입해 장내미생물 생착에 유리한 미세 환경을 갖춘 숙주-장내미생물 상호작용 연구모델을 제작했다.

체외성숙화 장 오가노이드는 장내미생물이 장 상피에 부착·증식하기 위해서 필수적인 것으로 알려진 뮤신(mucin)을 분비하는 기능성 배상세포(goblet cell)를 포함하고 있다.

이를 통해 뮤신층(mucus layer)을 형성하고 장벽 기능(barrier function)이 증가됐다.

연구진은 실제 유용 프로바이오틱스(probiotics, 유산균)로 알려진 락토바실러스를 미세주입해 생착이 증가함을 확인, 체외성숙 장 오가노이드의 장내미생물 연구모델로서의 유용성을 증명했다.

연구진은 이번 연구로 인간 전분화능줄기세포 유래 체외성숙 장 오가노이드 기반 락토바실러스 연구모델을 세계 최초로 보고했다. 이는 장내미생물 연구 플랫폼으로서 장 오가노이드의 실용화 기반을 구축했다는데 의의가 있다.

손미영 박사는 "오가노이드 연구분야의 가장 큰 목표는 성인을 모사하는 수준 높은 고기능 인간 오가노이드를 다양한 연구를 위한 테스트-베드(test-bed)로 제공하는 것"이라며, "바이오 분야의 차세대 성장 동력으로 주목받고 있는 '마이크로바이옴' 기반 치료제 연구 및 작용기전 연구에 혁신적으로 활용될 수 있다"고 말했다.

이번 연구성과는 생물학 분야의 권위지인 '파셉 저널(the FASEB journal)' 온라인 판에 지난 6월 30일 게재됐다.

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