사람 혈관 모사한 오가노이드로 동맥경화증 재현

서울대 수의대 강경선 교수팀이 생체 혈관을 모사한 혈관 오가노이드에서 동맥경화증 표현형 재현에 성공했다고 11월 28일(목) 밝혔다. 동맥경화증을 재현한 오가노이드를 활용해 나노 크기의 산화그래핀의 동맥경화증 치료 효능을 확인했다.

오가노이드는 사람에서 유래한 세포를 입체적으로 배양·증식해 장기의 구조와 기능을 모사하는 기술이다. 실험동물을 대체할 수 있는 기술 중 하나로 꼽힌다.

혈관 오가노이드는 분화 과정을 통해 구조적, 기능적으로 생체와 유사한 미세혈관을 대량 생산해낼 수 있는 차세대 기술이다. 내피세포, 혈관평활근세포, 혈관주위세포(pericyte) 등으로 구성되어 혈관의 미세환경을 재현한다.

다만 면역세포가 부족한 점이 한계로 지적되어 왔는데, 강 교수팀은 이를 극복하기 위해 동맥경화반 형성의 주요 인자인 단핵구를 공배양하고, 회전배양기와 함께 저밀도 지단백질(LDL) 및 친염증성 사이토카인을 활용한 새로운 모델링 기술을 도입했다.

이를 통해 혈관 오가노이드에서 성공적으로 유발하고, 다양한 병리학적 특징을 재현했다.

강경선 교수팀이 구축한 동맥경화성 혈관 오가노이드는 내피 기능 장애, 염증 반응, 거품세포 및 섬유성경화반 형성, 혈관 석회화 등의 대표적인 표현형들을 재현했다. 고지혈증 치료제인 로바스타틴을 활용한 약물 테스트 결과, 섬유성경화반 형성이 억제되는 등 모델의 약물 반응성도 성공적으로 검증됐다.

연구진은 이번 모델을 활용해 나노 산화그래핀의 동맥경화증 치료 효능도 평가했다. 그 결과 나노 산화그래핀은 동맥경화증의 병증을 단계적으로 완화시켰다. 특히 특히 항염증성 M2 대식세포 전환 촉진과 관련된 치료 기전을 밝혀냈다.

연구진은 “산화그래핀 유도체가 동맥경화반 축소에 효과적임을 보여주는 결과”라며 “나노 소재를 활용한 동맥경화증 치료 연구에 중요한 전환점을 제시했다”고 설명했다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 메터리얼즈(Advanced Healthcare Materials)’에 11월 24일(일) 게재됐다. 해당 학술지는 JCR 기준 상위 5%이내에 해당하는 최우수 학술지다.

이번 연구는 범부처 재생의료기술사업단(사업단장 조인호)의 지원으로 수행됐다.

전가원 기자 wjsrkdnjs52@snu.ac.kr