안전성연, 고려대와 공동연구···체내 유사 특성
신약후보 물질 간독성 여부 판별 유리

국내 연구팀이 인간 줄기세포 유래의 3D 간세포 구조체를 개발했다. 신약후보물질의 독성 검사 정확도를 높일 수 있어 맞춤형 신약개발에 기여할 것으로 기대된다.[사진= 안전성평가연구소]
국내 연구팀이 인간 줄기세포 유래의 3D 간세포 구조체를 개발했다. 신약후보물질의 독성 검사 정확도를 높일 수 있어 맞춤형 신약개발에 기여할 것으로 기대된다.[사진= 안전성평가연구소]
간세포 구조체를 3D 형태로 개발, 신약 후보물질에 대한 간독성 평가, 독성 스크리닝이 빨라지며 신약개발에 기여할 것으로 기대된다.

안전성평가연구소(소장 송창우)는 고려대와 공동연구를 통해 줄기세포 유래 3D 간세포 구조체 생산기술을 개발하고 이미징 기반 세포 독성평가 시스템을 통해 검증했다고 29일 밝혔다. 

기존 간세포는 2D 형태로 유리나 플라스틱 표면의 2차원 단일 층으로 생물학적 조직 환경을 잘 표현하지 못했다. 3차원 세포는 체내와 유사한 환경을 제공, 세포가 가지는 생리학적 특징을 잘 볼 수 있어 신약개발 후보 물질의 독성여부 확인에 유리하다.

신약개발을 위한 후보물질에 대한 간독성 평가 시 독성 스크리닝을 위해 균일한 세포 구조체의 대량생산이 필요하다. 또 실시간 신속 정확하게 독성 여부를 판별하는 기술이 요구돼 왔다.

하지만 지금까지 줄기세포 유래 간세포 구조체에 대한 생산기술과 이를 검증한 연구결과가 없었다. 동물모델의 종간 차이와 2D 간세포 모델의 세포 미성숙화로 독성평가의 결과가 부정확하다는 한계가 있었다. 

연구팀은 3D세포모델을 활용, 기존 간독성 평가 모델의 한계를 극복했다. 또 세포 구조체를 균일하게 대량생산할 수 있는 기술을 개발, 독성 스크리닝 활용 가능성도 이미지 기반 세포 독성 평가 시스템을 통해 검증했다.

이번 연구는 김종훈 고려대학교 생명과학대 교수 연구팀이 3D 간세포 구조체를 만들었다. 안전성연 연구팀은 세포모델연구그룹에서 간독성 약물 노출과 이미지 기반 독성 분석을 수행했다.

연구팀은 15종의 약물로 초대 배양 간세포(인체 간 조직에서 분리해 배양한 세포), 3가지 종류의 줄기세포 유래 2D 간세포, 3D 간세포 간의 독성 반응성을 비교했다.

그 결과 연구팀이 생산한 3D 간세포 구조체는 기존 2D 간세포에 비해 민감한 독성 반응을 보였다. 연구팀에 의하면 이번 성과로 3D 간세포 구조체가 신약개발 초기 단계에서 독성과 유효성 평가를 위한 신뢰성 있는 평가 플랫폼으로 활용될 것으로 전망된다.

연구팀은 이미징 기반의 독성 스크리닝 기술과 줄기세포 유래 간 인공장기를 접목해 고도화된 독성평가 기술을 개발해 나갈 예정이다.

김은미 그룹장은  "3D 줄기세포 유래 간세포 구조체가 다양한 질병을 치료할 수 있는 맞춤형 신약개발에 크게 기여할 것"이라고 기대했다.

한편 이번 연구는 안전성연의 기관 주요사업 '독성평가용 차세대 오가노이드 개발' 과제로 수행됐다. 결과는 생체재료공학분야 저널 'Biomaterials’ 제 269권호에 올해 2월 게재됐다. 제1저자에는 김혜민 안전성연 선임선구원·이경규 고려대 박사과정생, 교신저자로는 박한진 안전성연 책임연구원, 김종훈 고려대 교수가 참여했다.
 

저작권자 © 헬로디디 무단전재 및 재배포 금지