국내 연구진이 재생 치료 등에 쓰이는 임상 등급의 고순도 줄기세포를 대량으로 만들 수 있는 기술을 개발했다. 한국생명공학연구원은 줄기세포융합연구센터 손미영 박사팀이 세계 최초로 인간 장(腸) 오르가노이드에서 장 줄기세포를 농축 배양할 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.
오르가노이드는 줄기세포나 조직공학 기술을 활용해 제작한 인체 장기유사체로, 동물 대체 실험이나 신약 개발, 재생 치료 등에서 활발하게 활용된다.
신체를 구성하는 세포로 분화하는 능력이 있는 줄기세포는 재생, 인공장기, 세포 치료 등에 이용된다. 하지만 생체 내에서 한정된 양으로만 존재할 뿐 아니라 배양이 어렵다.
연구팀은 인간 전분화능 줄기세포를 이용해 만든 3차원 장 오르가노이드에서 고순도의 인간 장 줄기세포 집합체를 대량 배양할 수 있는 기술을 개발했다.
단일 세포 전사체 분석을 통해 장 줄기세포 집합체들이 고농축된 것을 확인, 이를 분리·배양하는데 성공했다. 생산된 장 줄기세포 집합체가 마우스 동물모델의 손상된 장 상피 세포 조직을 재생시키는 것을 확인, 치료제로서 이용 가능성을 높였다.
연구팀은 세포를 공기 중에 노출해 분화를 유도하는 '기체-액체 계면(Air-Liquid Interface) 분화법'을 이용해 2차원 장 줄기세포를 입체적 구조를 가진 장 상피 세포로 분화하는 기술도 확보했다.
손미영 박사는 "재생 치료제의 핵심 성분인 인간 장 줄기세포는 분리 배양이 어려워 동물 실험 의존도가 높았다"며 "세계에서 유일하게 대량, 장기배양이 가능한 인간 정상 장 줄기세포 모델을 이용, 다양한 기초 연구가 활성화되길 기대한다"고 말했다. 이번 연구 결과는 세계적 과학 저널인 '네이처 커뮤니케이션즈' 온라인판에 최근 실렸다.