사람처럼 노폐물 배출 가능한 인공 미니 신장 나왔다

인간처럼 노폐물 배출이 가능한 인공 미니 신장이 처음 개발됐다. 기술 성숙도로 얘기하면 태아 수준의 신장 기능이 가능할 것으로 연구진은 평가했다.

UNIST 바이오메디컬공학과 박태은 교수와 POSTECH 기계공학과 김동성 교수팀은 신장의 연결 구조와 세포 기능을 재현한 인공 미니 신장(신장 오가노이드)을 개발했다고 11일 밝혔다.

사람 신장은 ‘정화 장치’인 네프론 약 100만 개로 이뤄져 있다. 네프론 속을 흐르는 세관은 집합관으로 연결돼 노폐물이 배출된다.

그러나 지금까지 실험실에서 만든 오가노이드에는 이 집합관으로 연결되는 구조가 빠져 있었다. 또 네프론 안의 세포들도 덜 성숙해 진짜 신장의 기능을 하기 힘들었다.

연구팀은 배양 과정에 저산소 환경을 만들어 이 문제를 해결했다. 배아가 실제로 발달하는 환경은 산소가 풍부하지 않은데, 이를 모사하자 역분화줄기세포가 네프론 세포뿐 아니라 집합관으로 이어지는 세포까지 함께 만들어냈다.

연구팀은 "이 두 계열 세포가 서로 신호를 주고받으며 성장하면서, 여러 네프론이 집합관 유사 구조에 연결된 실제 신장과 가까운 네트워크가 형성됐다"고 설명했다.

단일세포 유전체 분석 결과 세포 구성과 성숙도도 실제 태아 정도의 신장 기능과 높은 유사성을 보였다는 것.

연구팀은 "질병에 걸린 장기 상태를 재현하는 ‘질환 모델링’과 약물 독성 평가에서도 유효성을 입증했다"고 덧붙였다.

박태은 교수는 "신장 전체 세관에 낭종이 퍼지는 다낭신 질환에 걸린 오가노이드를 만들어 냈다"며 "신독성 항암제를 처리했을 때도 기존 오가노이드보다 훨씬 민감하게 독성을 감지해 냈다"고 부연 설명했다.

박 교수는 “질병 치료제 후보군을 탐색하고 독성을 제대로 예측할 수 있는 기반을 마련한 것"이라며 "플랫폼 서비스나 기술이전이 가능할 것으로 보지만, 사업화까지는 신중하게 접근 중"이라고 말했다.

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