건국대 캠퍼스 전경. 사진=건국대 제공

 

[대학저널 오혜민 기자]건국대학교는 의학전문대학 정형민 교수, 수의과대학 김시윤 교수, 클리셀 공동 연구팀이 인간 심장의 형태와 기능을 모사한 ‘미니 심장(심장 오가노이드)’을 개발했다고 7일 밝혔다.

 

오가노이드는 줄기세포에서 자라기 시작해 인체장기와 유사한 환경과 세포구성을 갖는 분화체를 뜻하며 ‘미니 장기’로 불리기도 한다. 현재까지 많은 장기를 모사하는 오가노이드 연구가 활발히 수행되고 있지만, 심장 오가노이드의 연구는 국내외적으로 부족한 상황이다.
 

연구팀은 만능줄기세포라고도 불리는 인간 전분화능 줄기세포(iPSC:생체의 거의 모든 조직으로 분화할 수 있는 줄기세포)를 이용해 분화를 유도시켜 심장 오가노이드를 제작했다.
 

개발된 심장 오가노이드는 규칙적이고 자발적인 수축기와 이완기를 보일 뿐 아니라 심실과 심방의 유사영역을 형성하고 심근세포, 심장섬유아세포와 같은 심장구성세포를 보유하는 등 생체 심장의 특징과 발달과정을 보였다.
 

또한 분화된 심장 오가노이드를 세포외기질 성분의 복합체인 메트리젤에 심은 결과, 오가노이드 내부에 존재하는 혈관구성세포들이 모세혈관처럼 뻗어져 나와 생체 외 혈관화 심장오가노이드를 형성했다.
 

혈관화된 심장 오가노이드를 배양배지 없이 면역결핍 마우스(실험 쥐)에 이식했으며, 이식한지 10일 후에도 생체 내에서 마우스 혈관과 공동 혈관으로 혈액을 공급받으며 기능성을 유지했다.
 

연구팀은 이번 연구가 유전성 심장질환 연구와 심혈관계 약리시험을 위한 동물대체시험법으로서의 최적의 원천이 될 것으로 기대하고 있다.
 

이번 연구는 생체재료 전문 저널인 국제학술지 바이오머터리얼 11월호에 게재됐다. 해당 연구는 식품의약품안전처 약리연구과 ‘첨단 독성 평가기술 기반 구축-인간 역분화 줄기세포 유래 심근세포 평가법 확립 및 검증 연구’ 과제의 지원을 받아 수행됐다.

 

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