줄기세포로 미니 뇌를 만들었다

IBS 연구진 '뇌 오가노이드 배양 플랫폼' 개발
인공 미니 뇌를 최대 4배 더 크게 만드는데 성공
치매 미니 뇌로 질환 현상 밝혀내고 치료제 연구

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 사람의 뇌를 연구할 수 있는 미니 뇌를 만들었다. 이 미니 뇌는 실제 신생아의 뇌 구조와 비슷하게 성장해 기존 뇌 오가노이드보다 최대 4배 크게 만들었다. 연구진은 이 미니뇌가 치매, 간질, 파킨슨병 등 뇌 질환을 연구하고 치료제 개발하는데 사용될 것이라고 설명했다.

기초과학연구원(IBS)은 나노의학 연구단 조승우 연구위원팀이 실제 사람의 뇌와 유사한 미니 뇌를 만드는데 성공했다고 5일 밝혔다.

연구진은 현재 이 기술을 이용해 뇌질환 환자에서 얻은 유도만능줄기세포로 알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌전증 등을 가진 미니 뇌를 만드는 중이다.

조승우 연구위원은 "이 미니 뇌를 이용해 지금까지 단순 세포실험이나 동물실험에서 밝혀내기 어려웠던 뇌질환 현상을 밝혀 낼 수 있을 것"이라고 전망했다. 또한 "나아가 치료제 개발을 위한 후보 약물의 효능과 부작용 평가에도 도움이 될 것"이라고 말했다.

연구진은 먼저 '뇌 오가노이드 배양 플랫폼'을 개발했다.

연구진은 세포사이 공간이 채워져 조직을 형성하는 세포외기질 성분이 들어간 '3차원 하이드로젤'을 개발했다. 3차원 하이드로젤은 뇌 속 환경과 유사한 젤리형태로 이뤄져 있다.

미니 뇌는 줄기세포에서 성장해 커질수록 내부까지 산소와 영양분을 공급받지 못해 죽는 문제가 있다. 이문제를 해결하기 위해 하이드로젤에 직경이 매우 가는 관을 만들어 산소와 영양분을 공급할 수 있게 만들었다.

이 플랫폼으로 120일간 미니 뇌를 배양한 결과, 최대 8㎜까지 성장했으로, 신상아 수준까지 발달했다. 기존 미니 뇌는 2㎜ 크기의 태아 수준에 불과하다.

이번 연구결과는 조안나 박사와 진윤희 연구교수, 안연주 학생연구원이 주저자로 참여해 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 온라인판에 5일 18시(한국시간)에 공개됐다.

[e-mail] 김만기 기자