위점막 보호하는 '위점막펩티드'...헬리코박터균 방어
위장 감염원 약물 개발·치료 접근성 향상 기대
(서울=내외방송) 사람의 위점막을 모사한 생체칩이 개발돼 위를 괴롭히는 헬리코박터균 등에 대한 치료법이 향상될 것으로 기대된다.
UNIST(울산과학기술원)는 "박태은 바이오메디컬공학과 교수 연구팀과 공성호 서울대병원 교수 연구팀이 오가노이드와 생체칩 기술을 접목해 실제 인간의 위점막 보호 기능을 모사한 생체모사칩을 개발했다"고 최근 밝혔다.
오가노이드는 줄기세포(특정 조직 세포로 성장할 수 있는 능력을 지닌 세포)를 통해 사람의 장기를 구현한 장기유사체다.
연구팀은 생체칩 내에 미세한 유체(자유롭게 흐를 수 있는 물질) 흐름을 줘 세포 간 상호작용의 흐름 등을 원활하게 만들었다.
이는 유체 흐름에서 중간엽 기질세포(조직 재생과 발달에 기여하는 세포)가 줄기세포의 증식을 활성화하고, 분화(세포나 조직이 미숙한 상태에서 성숙한 상태로 성장해 가는 것)의 균형을 유지한다.
따라서 위점막의 장벽을 발달시키기 위해 필요한 위점액 분비 세포들의 비율과 성숙도를 모방할 수 있게 된 것이다.
연구팀은 위점막층에 안정성을 부여하고, 외부 감염 인자로부터 위 상피세포를 보호하는 위점막펩티드를 발견했다.
위점막펩티드가 헬리코박터균 집단에 모자이크 형태로 발현돼 울타리를 만들어 효율적인 방어시템을 구축한다는 것이 세계 최초로 관찰됐다.
반대로 위점막펩티드의 발현을 억제시키면 더 심각한 염증 반응이 일어난다.
이 연구를 통해 위점막 장벽 안정성의 종합적인 이해를 도울 뿐만 아니라 동물 실험을 대체할 위장 체외 모델 개발에도 초석 역할을 할 수 있을 것으로 연구팀은 평가한다.
또, 위장의 박테리아와 바이러스 등 감염원에 대한 약물 개발과 치료 접근성을 향상시킬 것으로 기대하고 있다.
박 교수는 "이번 연구를 통해 실제 헬리코박터 파일로리균에 감염된 칩에서 상피세포(표면을 덮고 있는 세포)와 면역세포 간 역동적인 염증 체계 상호작용을 관찰할 수 있는 모델로서의 가능성을 제시했다"고 말했다.
정혜진 연구원이 제1저자로 참여한 이 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지인 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 최근 온라인 공개됐다(논문명: Organoid-Bassed Human Stomach Micro-Physiological System to Recapitulate the Dynamic Muscosal Defense Mechanism).
