사진출처= 성빈센트병원 홈페이지 성빈센트병원(원장 나승임)은 최근 신장내과 김용균 교수<사진>팀(가톨릭의대 세포사멸질환연구센터 김수아·남선아·김진원 연구원)이 신장 오가노이드의 성숙도를 높인 뒤 근위세뇨관 세포를 분리·배양해 '기능 강화 신장 오가노이드 유래 근위세뇨관 세포(FEKOPTCs)'를 구축하고, 신독성 평가와 질환 모델링 및 재생의학 분야에서의 활용 가능성을 확인했다고 22일 밝혔다. 교수팀에 따르면 신장 근위세뇨관은 체내 수분과 전해질 균형을 조절하고 다양한 물질의 재흡수와 배설을 담당하는 조직으로, 약물에 의한 신장 손상이 빈번하게 발생하는 부위이기도 해 실제 인체 신장의 특성과 기능을 재현할 수 있는 체외 세포 모델이 중요하다. 하지만 기존 근위세뇨관 상피세포 모델은 실제 사람의 근위세뇨관과 비교해 형태적·기능적 특성을 충분히 구현하는 데 한계가 있었다는 것. 이에 교수팀은 헤파란 황산염 프로테오글리칸(HSPG)과 혈관내피성장인자(VEGF)를 활용해 신장 오가노이드의 혈관 형성과 성숙도를 높이는 고도분화 기술을 적용했다. 오션파라다이스시즌7 이후 성숙한 신장 오가노이드에서 근위세뇨관 세포를 분리하고 배양 조건을 최적화해 FEKOPTCs를 제작했다. 그 결과 FEKOPTCs는 기존 인간 신장 근위세뇨관 세포보다 상피 장벽 형성과 세포 극성, 물질 수송 기능이 향상된 것으로 나타났다. 전사체 분석에서도 실제 성인 인간 신장의 근위세뇨관 세포와 높은 유사성을 보였다. 또 교수팀은 FEKOPTCs를 장기-온-칩에 적용해 약물에 따른 신독성 반응을 평가할 수 있는지도 검증했다. 검증 결과 신독성 약물에 대한 세포 반응을 민감하게 확인할 수 있어 신약 개발 과정의 신장 독성 평가 모델로 활용할 가능성을 확인했다. 더 나아가 교수팀은 CRISPR-Cas9 유전자 편집 기술을 활용한 파브리병 모델도 구축했다. 해당 모델에서는 파브리병의 주요 병리 특징인 Gb3 축적이 재현됐으며, 효소대체요법을 시행했을 때 회복되는 양상도 관찰됐다. 동물실험에서는 FEKOPTCs를 면역결핍 생쥐의 신장에 이식한 결과 근위세뇨관과 유사한 구조가 형성되고 혈관 생성도 확인됐다 모바일 바다이야기 온라인 . 연구팀은 이를 통해 향후 신장 재생치료 연구에 활용할 가능성도 제시했다. 특히 기존 신장 오가노이드는 냉동보관과 계대배양이 어렵고 제작 과정에서 배치 간 차이가 발생해 표준화에 한계가 있었으며 반면 FEKOPTCs는 냉동보관과 반복적인 계대배양 이후에도 세포 특성을 유지해 대량생산과 표준화에 유리한 특성을 보였다. 이번 연구는 신장 오가노이드 성숙화 기술을 기반으로 실제 성인 근위세뇨관과 유사한 기능을 갖는 세포 모델을 구축하고, 신독성 평가와 유전성 신장질환 모델링, 재생의학까지 적용 범위를 확장했다는 。에서 의미가 있지만 실제 치료에 적용하기 위해서는 추가적인 안전성과 유효성 검증이 필요하다는 게 교수팀의 설명이다. 김용균 교수는 "이번 연구는 신장 오가노이드의 성숙화 기술을 바탕으로 실제 성인 신장의 근위세뇨관 세포와 유사하면서 기능이 강화된 세포를 제작했다는 데 의미가 있다"며 "약물 평가와 신장질환 모델링은 물론 향후 신장 재생치료 연구에도 폭넓게 활용될 수 있을 것"이라고 기대했다. 한편 이번 연구는 국제학술지 'Experimental & Molecular Medicine'에 게재됐다. 0">바로가기 go