생명연구원, 상처 재생 돕는 상피 오가노이드 개발

마우스 유도만능줄기세포에서 세포외소포체 분비

피부재생 치료제·질환 치료제 개발 새로운 접근법

[대전=뉴시스] 생명연구원이 개발한 상피 오가노이드 유래 세포 외 소포체의 피부상처 치유 효과. 생리식염수(PBS), 2차원 모델 유래 세포외소포체(2D-EV), 3차원 모델 유래 세포 외소포체(3D-EV)를 면역결핍 마우스의 상처 부위에 주입하고 2주간 치유 속도를 관찰한 결과, 3차원 상피 오가노이드 모델에서 분비된 세포 외 소포체가 가장 뛰어난 상처 치유 효과를 나타냈다. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 피부를 모사한 기능성 상피 오가노이드가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국생명공학연구원은 환경질환연구센터 이정운 박사팀이 상처치료를 촉진하는 3차원 피부 상피모델 개발에 성공했다고 17일 밝혔다.

오가노이드(organoid)는 인체 장기 등에서 추출한 조직샘플이나 줄기세포를 3차원으로 증식해 만든 장기유사체로 생체 특성을 모사할 수 있어 질병 메커니즘 연구, 신약개발 등 다양한 바이오 분야에서 활용 중이다.

뇌와 위, 장, 간 등 여러 신체기관을 비롯해 피부도 오가노이드를 통해 다양한 연구가 진행되고 있으며 그동안 피부 상피 연구는 사람의 표피에서 분리한 각질형성세포를 2차원 배양한 세포주를 이용하지만 세포 본연의 생리조건을 모사하는 데에는 한계가 있었다.

이번에 이 박사팀은 유도만능줄기세포로부터 상피 오가노이드 모델을 최초로 개발하고 상피 오가노이드 유래 세포외소포체의 기능적 생체분자 분석과 피부 상처 치유 효과를 규명했다.

이 상피 오가노이드는 피부조직 내 상피 줄기세포를 포함해 실제 표피와 동일하게 기저층, 유극층, 과립층, 각질층 등 4개 상피 세포층 구조로 구성돼 있다.

또 기존 각질형성 세포 유래 오가노이드보다 상피 줄기세포군을 많이 포함하고 있고 미세환경 변화에 따라 모낭 줄기세포군으로의 분화 능력이 높다.

이어 연구팀은 다량의 세포외소포체를 분비해 상피세포 배양 복합체보다 우수한 상처 치료효과를 확인, 피부질환 모델로 활용 가능성을 검증했다.

이번 연구성과는 지난달 6일 국제 과학저널인 '바이오머티어리얼즈(Biomaterials, IF 14.0)' 온라인 판에 게재됐다.(논문명 : Development of pluripotent stem cell-derived epidermal organoids that generate effective extracellular vesicles in skin regeneration / 교신저자 : 이정운 박사 / 제1저자 : 곽소정 박사)

연구책임자인 이정운 박사는 "새롭게 개발된 생체 외 피부 모델을 통해 질병, 노화 등 피부재생에 영향을 주는 다양한 물질을 평가할 뿐만 아니라 치료제 개발의 기초자료를 제공할 수 있게 됐다"며 "향후 인체 생체 외 피부 모델과 함께 생물학적 및 임상연구에 주요하게 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.


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