강스템바이오텍의 최고과학책임자(CSO)인 강경선 서울대학교 수의과대학 교수 연구팀이 실제 간처럼 혈관을 갖춘 인공간을 제작해 만성 간부전 동물모델에서 치료 성과를 입증했다.
강 교수 연구팀은 권성훈 서울대 공과대학 교수, 김다현 성신여대 교수팀과의 공동연구를 통해 혈관 구조가 포함된 인공간(Vascularized Artificial Liver)을 구현하고 치료 가능성을 규명했고 10일 밝혔다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴스드(Science Advances)’ 8월 6일 자 온라인판에 수록됐다.
기존 인공장기 연구의 최대 난제는 조직 내부까지 산소와 영양분을 공급할 혈관망 구축이었다. 혈관이 불충분하면 이식 후 생존율이 떨어지고 장기 기능 유지가 어렵기 때문이다.
이를 극복하기 위해 연구팀은 인간 유도만능줄기세포(iPSC) 유래 간세포 및 혈관세포에 탈세포화 지지체와 혈관 유도기술(VCA)을 접목했다. 나아가 공간전사체 분석 기법으로 인공간 내 혈관 형성 및 기능에 관여하는 핵심 신호를 포착해 제작 공정에 반영했다.
그 결과 혈관 유도기술과 인슐린유사성장인자-2(IGF2)를 병용 투여해 제작한 인공간을 만성 간부전 동물에 이식했을 때 가장 높은 생존율과 간 기능 개선 효과를 나타냈다.
혈관 형성이 인공장기의 완성도를 넘어 실질적인 치료 효능을 결정짓는 핵심 요소임을 전임상 단계에서 확인했다는 점에서 의미가 있다. 현재 말기 간질환은 장기 기증자 부족으로 적기 이식이 어려운 실정이다. 강스템 바이오텍은 “이번 결과가 향후 장기 이식을 대체할 인공장기 개발의 중요한 기반이 될 것으로 기대하고 있다”고 전했다.
강경선 교수는 “실제 장기를 대체하는 인공간을 만들기 위해서는 간세포뿐 아니라 혈관이 정교하게 조직화되고 기능적으로 연결되는 것이 무엇보다 중요하다”며 “이번 연구는 혈관을 포함한 인공간 제작기술과 이를 조절하는 핵심 재생기전을 함께 제시했다는 점에서 의미가 크다”고 말했다.
이어 “공간전사체 분석으로 확인한 재생 신호를 다시 조직공학 설계에 적용해 인공간의 기능을 향상시킨 만큼, 향후 환자 맞춤형 인공간뿐 아니라 신장·심장·췌장 등 다양한 혈관화 인공장기 개발과 상용화에도 폭넓게 활용될 것으로 기대한다”고 밝혔다.
구지훈 더나은미래 기자
