검색 본문 바로가기 회사정보 바로가기

> 지방 > 대전ㆍ충남

IBS, 뇌 환경과 유사한 뇌 오가노이드 배양 플랫폼 개발

치매 등 난치성 뇌 질환 활용 기대

(대전=뉴스1) 심영석 기자 | 2021-08-05 18:00 송고
연구진이 개발한 ‘인간 미니 뇌 배양 플랫폼’ 모식도(IBS 제공)© 뉴스1

기초과학연구원(IBS) 나노의학 연구단 조승우 연구위원 연구팀이 실제 인간 뇌와 유사한 환경을 구현한 ‘뇌 오가노이드 배양 플랫폼’을 개발, ‘미니 뇌’ 제작에 성공했다.

이는 신생아의 뇌 수준에 가깝게 성숙한 수준으로, 기존보다 2배 이상 크게 제작됐다.

5일 IBS에 따르면 ‘뇌 오가노이드(organoid)’는 뇌 연구를 위한 최적의 모델로 각광받는다. 다만, 기존 뇌 오가노이드는 태아 수준에 머물러 있다.

연구진은 나노기술로 이러한 한계를 극복했다.

우선 뇌의 미세환경과 유사한 젤리 형태의 ‘3차원 하이드로젤(hydrogel)’을 개발했다.

이는 세포를 제거한(탈세포) 뇌의 세포외기질(세포와 세포 사이의 공간을 채움)을 활용한 것이다.

더 나아가 미세한 채널로 구성된 ‘미세유체칩’을 도입, 배양액 흐름을 정밀 조정하여 산소와 배양액을 중심부까지 효과적으로 공급하도록 했다.

뇌 오가노이드의 피질 및 구조 발달을 확인하는 3차원 이미지 분석(IBS 제공)© 뉴스1

이후 개발한 하이드로젤을 이용해 뇌 오가노이드 배양실험을 진행했다.

그 결과, 대뇌 피질(cortex)을 구성하는 신경상피(neuroepithelium)가 발달해 뇌 주름이 다량 생성됐다.

특히, 신경세포·성상교세포·미세아교세포 등 다양한 뇌세포가 기존 방식보다 많이 발현했다.

이는 뇌 구조 및 기능이 그만큼 더욱 성숙해졌다는 의미다.

여기에 미세유체칩을 적용하면 기존 뇌 오가노이드(2~3mm)보다 약 2배가 큰 4~5mm 수준으로 커지고 신경 기능이 증진됐으며, 반복 실험을 통해 최대 8mm까지 커지는 것을 확인했다.

이로써 기존보다 월등히 크고 발달한 인조 뇌를 제작할 수 있게 됐다.

조승우 연구위원은 “난치성 뇌질환 기전 규명 및 치료제 개발을 위한 효과적인 체외모델로 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구성과는‘네이처 커뮤니케이션스’ 온라인판 5일자에 게재됐다.


km5030@news1.kr

이런 일&저런 일

    더보기