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국내 연구진, 간유사체 완성도 측정할 알고리즘 개발
2017-07-24 14:00:00
양진영

순수 국내연구진이 인간 간세포(hepatocyte) 분화 수준을 평가하기 위한 정량적 예측 알고리즘을 개발했다. 이는 다양한 인간세포로 제작돼 고분화 간유사체 개발을 가속화할 것으로 기대되고 있다.

한국생명공학연구원(이하 생명연) 연구팀이 수행한 이번 연구는 생명연의 BIG 사업(Big Issue Group 사업)의 지원으로 수행됐고 생물학 분야의 세계적 저널인 헤파톨로지(Hepatology, IF 13.246) 6월 23일자 온라인 판에 게재됐다.

최근 간질환 연구와 신약개발을 위한 간유사체 연구가 활발히 진행되고 있다. 간은 우리 몸에서 해독을 담당한다. 해독작용, 단백질 합성, 양분 저장 등 물질대사에 중요한 역할을 담당하는 기관인데 간 기능이 정상적으로 작동하지 못할 경우 간염, 간경변, 간암 등의 질병이 발병하고, 심할 경우 사망에 이르기도 한다.

체내로 흡수된 약물의 대부분은 간에서 분해되고 약물에 의한 독성에 의하여 간이 손상되기도 한다. 따라서 신약 효능 및 독성 시험을 수행할 때에 간은 가장 중요한 장기이며, 이를 모방한 간유사체를 제작하기 위하여 인간 전분화능 줄기세포(Human Pluripotent Stem Cell; hPSC) 및 다양한 인간세포를 이용한 간세포 분화 기술 개발이 중요한 대안으로 부각되고 있다.

생명연 연구팀은 "인간 간세포의 3차원 배양을 이용한 간유사체 및 전분화능 줄기세포 기반 간유사체 개발은 각종 신약개발, 약리학적/독성학적 산업에서 질병 모델링과 약물 스크리닝을 위한 성공적인 모델이 될 가능성을 지니고 있다"라고 설명했다.

간유사체의 활용분야가 질병의 기전연구로부터 신약개발로 확대됨에 따라 고품질의 간유사체 제작 및 평가를 위해 새로운 정량적 평가 시스템 및 알고리즘 개발의 필요성이 대두되고 있다.

현재까지는 제작된 간 유사체 검증 시 간 특이적 단백질 발현 혹은 효소의 활성을 시험해 간유사체 분화와 기능을 정성적으로 평가했다. 그러나 각 실험실에서 제작된 간유사체의 정성적 평가는 기준이 각각 달라 품질의 정량 평가가 어려웠다.

이에 생명연 연구팀은 차세대 염기분석법(Next generation sequencing; NGS) 기반 인간 20개 장기 조직의 전사체 분석을 통해 ‘간유사체 평가 패널 및 알고리즘’을 구축했고, 이를 통해 간유사체의 분화도 측정 및 정량적 평가가 가능할 것으로 기대하고 있다.

생명연 연구팀은 “이번 연구성과는 최근 활발히 연구되고 있는 체외평가용 대체조직으로서 장기유사체의 정량적 분화도 및 성숙도를 측정하는 기반 기술을 개발한 것”이라며 "새롭게 개발된 정량적 평가 시스템을 통해 향후 다양한 조직에 대해서 분화 평가가 가능할 것이며, 이를 통해 줄기세포 기반 세포 치료제 개발 및 약물 스크리닝용 대체조직 모델 개발에 큰 기여를 할 것"이라고 밝혔다.


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