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연구지원

연구성과

인간 폐 면역 반응을 재현한 줄기세포 기반 '폐포 어셈블로이드' 개발

원문링크

Nature Communications

지원사업

국가전임상지원체계구축사업, 바이오의료개발사업, 우수신진연구자사업, 질병청 사업, 생명공학연구원 주요사업

지원 기관

과학기술정보통신부, 한국생명공학연구원

연구 기관

한국생명공학연구원, 아주대학교, 질병관리청

연구자

이미옥,김정현,강지수,이영선,이영선,길다연

보도자료 발간일

2025-05-19

조회수

386

연구장비 상세내역
개요 한국생명공학연구원(원장 권석윤, 이하 생명연) 줄기세포융합연구센터 이미옥 박사 연구팀은 질병청 김정현 박사 연구팀(現 아주대학교 약학대학)과 공동으로 실제 인간 폐 환경을 모사할 수 있는 ‘폐포 어셈블로이드(iAlvAssemb)’를 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구성과는 세계적인 과학저널인 Nature Communications (IF 14.7) 온라인 판에 게재되었다.
연구 내용 지금까지 폐포 상피세포와 상주 대식세포 간 상호작용과 면역 기능에 대한 연구는 주로 마우스 등 실험동물 모델에 의존해왔다. 하지만 인간과 동물 간의 생리적 차이로 인해 실제 인간 폐의 세포 간 상호작용과 면역 반응을 정확히 재현하는 데 한계가 있었으며, 기존 폐 오가노이드 모델에는 면역세포가 포함되어 있지 않아 실제 폐의 복잡한 면역환경을 재현하는 데도 역부족이었다. 연구팀은 인간 줄기세포로부터 유도된 폐포 상피세포의 유사 세포와 대식세포의 유사 세포를 공동 배양하여 실제 인간 폐의 구조와 면역 반응을 재현할 수 있는 ‘유도 폐포 어셈블로이드(iAlvAssemb)'를 만들어냈다. 또한, 두 세포군 각각의 분화 및 기능적 특성을 최적화하고 공동 배양을 위한 맞춤형 배양 조건을 확립하여 세포 간 상호작용을 안정적으로 유지하는데도 성공하였다. 이를 통해 생체 외 환경에서 폐와 대식세포의 상호작용 및 조직적응을 보여주었다. 특히, 손상된 상피세포 제거, 산화 지질 흡수, 결핵균 감염 반응 등 실제 폐포 대식세포가 수행하는 기능을 정교하게 재현할 수 있어 현재 중증 코로나바이러스 감염증 및 고위험조류독감 연구에 활용되고 있다. 또한, 국가전임상지원센터는 개발된 모델을 산ㆍ학ㆍ연에서 발굴한 호흡기바이러스(SARS-CoV-2, Influenza) 치료제 후보물질들의 유효성 평가에 이용하고 있다.
기대효과 연구책임자인 이미옥 박사는 “그동안 오가노이드연구에서 면역세포의 부재가 주요 기능적 한계로 지적 받아왔는데, 이번 연구를 통해 폐 손상 및 감염성 질환 연구를 위한 새로운 3D 연구플랫폼이 개발되었다.”라며, “향후 폐포 어셈블로이드를 활용하여 빠르고 정확한 폐면역반응모사를 통해 폐 재생 신약 개발 및 신변종 감염병의 신속한 대응에도 기여할 것으로 기대된다”라고 밝혔다.