새로운 인간 '다중 구역' 간 기관체는 설치류의 부상 생존율을 향상시킵니다.

간이 혈액계의 노폐물을 제거하는 데 탁월한 이유 중 하나는 간이 특정한 주요 기능을 수행하는 세 가지 핵심 "영역"에 따라 기능하기 때문입니다. 따라서 과학자들이 손상된 장기를 복구하는 데 도움이 될 수 있는 자가 증식형 간 오가노이드 조직 패치를 개발하려면, 실험실에서 배양한 조직이 이러한 영역을 충실하게 재현하는 것이 중요합니다.

2025년 4월 16일 네이처 (Nature) 저널에 발표된 획기적인 논문에서, 신시내티 어린이병원의 오가노이드 의학 전문가 팀은 인간 줄기세포를 이용하여 이와 같은 획기적인 성과를 달성했다고 보고했습니다. 이 인간화 오가노이드를 간-담관 시스템이 분리된 설치류에 이식했을 때, 개선된 오가노이드는 설치류의 생존율을 거의 두 배로 높였습니다.

이 연구의 교신저자인 타카노리 타케베(Takanori Takebe) 의학박사는 "인간의 간에는 설치류에는 존재하지 않는 뛰어난 간세포 다양성과 관련 기능적 조절이 존재하기 때문에, 연구계는 오랫동안 인간의 간 생물학 및 질병을 연구하기 위한 더 나은 모델을 필요로 해 왔습니다."라고 말했습니다. "이 새로운 시스템은 다양한 치명적인 간 질환을 연구하고 궁극적으로 치료할 수 있는 길을 열어줍니다."

타케베는 신시내티 어린이 줄기세포 및 오가노이드 의학 센터(CuSTOM)의 상업 혁신 책임자입니다. 그는 13년 넘게 간 오가노이드 배양 방법을 연구해 왔습니다. 그의 연구실에서 이뤄낸 획기적인 성과로는 세 개의 오가노이드를 하나로 연결하여 배양한 최초의 세트 제작, 연구 목적의 간 오가노이드 대량 생산을 위한 새로운 방법, 그리고 언젠가 중증 황달 치료에 도움이 될 수 있는 유전자 조작 간 오가노이드 등이 있습니다.

단기적으로 이러한 다구역 간 오가노이드는 과학자들이 당뇨병, 약물 유발 간 손상, 알코올 관련 간 질환, 바이러스성 간염 등의 질병에 대한 새로운 시각을 제시하는 데 도움이 될 것입니다. 이러한 연구는 간 건강을 회복하기 위한 약물 개발 및 기타 접근법을 가속화할 수 있습니다.

장기적으로 보면, 간 이식을 기다리는 사람들의 경우, 이 연구는 의료계가 장기 기증에 의존하는 대신 환자 자신의 간 대체 조직을 "성장"시키는 데 한 걸음 더 다가가는 계기가 될 것입니다.

연방 장기 조달 및 이식 네트워크(OTPN)에 따르면 현재 9,000명이 넘는 미국인이 간 이식 대기자 명단에 등록되어 있습니다. 매년 약 2,000명이 대기자 명단에서 사망하는 것으로 추산되며, 그보다 훨씬 더 많은 사람들이 이식 자격을 얻지 못하고 사망합니다.

CuSTOM의 공동 책임자인 Aaron Zorn 박사는 "이번 발견은 여러 가지 이유로 흥미롭습니다."라고 말했습니다. "어떤 면에서는 실험실에서 인간의 간 기능을 정확하게 모방하는 간 조직을 배양하는 데 있어 상당한 진전을 이루었다는 것을 보여줍니다. 인간 간 오가노이드 이식은 아직 최소 몇 년은 더 걸릴 것으로 예상되지만, 실험실에서 이러한 특수 조직을 활용하면 사람들이 간 이식을 받지 않도록 예방할 수 있는 방법을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다."

다음은 무엇인가요?

새로운 연구는 새로운 오가노이드가 어떻게 개발되었고, 어떻게 기능하는지에 대한 수많은 세부 사항을 제시합니다. 여기에는 단일 세포 수준까지의 유전 정보도 포함됩니다. 하지만 이 오가노이드가 인간의 자연적인 장기 발달과 어떻게 일치하는지 완전히 이해하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.

과학자들은 또한 새로운 오가노이드의 영역별 발달을 유도하기 위해 유전자 편집보다는 화학적 방법을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 이를 통해 질병 발생과 약물 반응을 개인 수준에서 연구하는 것이 더욱 실용적이 될 것입니다.

그러나 단기적으로 실험실에서 이러한 새로운 간 기관체를 사용하여 약물 대사와 독성을 보다 정확하게 예측하는 것이 이 혁신이 가져올 가장 큰 의학적 영향이 될 수 있다고 존은 말합니다.

연구에 관하여

신시내티 어린이 병원의 공동 저자로는 하산 알 레자(Hasan Al Reza, MS), 코니 산탄젤로(Connie Santangelo, MS), 아비드 알 레자(Abid Al Reza, PhD), 켄타로 이와사와(Kentaro Iwasawa, MD, PhD), 캐서린 글레이저(Kathryn Glaser, MS), 알렉산더 본독(Alexander Bondoc, MD), 조나단 메롤라(Jonathan Merola, MD, PhD)가 있습니다.

이 연구는 신시내티 어린이 병원의 여러 공동 시설 구성원의 지원을 받았습니다. 이 시설에는 공초점 영상 핵심, 병리학 연구 핵심, 다능성 줄기 세포 시설, 형질전환 동물 및 게놈 편집 핵심, 수의 서비스 시설, 단일 세포 게놈 핵심이 있습니다.

이 연구에 대한 자금원으로는 신시내티 어린이 연구 재단의 CURE 보조금, 팔크 혁신상, NIH 국장의 새로운 혁신상(DP2 DK128799-01), NIH 보조금(R01DK135478), 일본 의학연구개발기구의 보조금, 다케다 과학재단과 미쓰비시 재단의 지원이 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/04/250416135231.htm