장 오가노이드에 유산균이 살아있다

성인 소장 조직과 똑같이 만든 오가노이드
세계 최초로 오가노이드서 유산균 증식 성공
장내 미생물 연구 모델로 적합하다는 증거

기존 오가노이드(왼쪽 위, 아래)와 생명공학연구원이 만든 체외 성숙 오가노이드에 유산균인 락토바실러스 플란타룸을 주입해 12시간 후 비교한 결과 체외 성숙 오가노이드에서 유산균이 약 8배 증식했다. 생명공학연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 성인의 소장 조직과 똑같은 장 오가노이드를 만들어 장내 유산균들이 살아 증식하는 것을 세계 최초로 보고했다. 연구진은 이 오가노이드 기술을 좀 더 발전시켜 향후 임상시험 전 동물모델 실험을 보완할 수 있을 것으로 보고 있다.

한국생명공학연구원은 줄기세포연구센터 손미영 박사팀, 생물자원센터 박두상 박사팀과 한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구단 김상헌 박사팀이 장 오가노이드와 장속 유용한 미생물들간의 상호작용을 연구할 수 있는 모델을 증명해냈다고 11일 밝혔다. 연구진에 따르면 이번 연구결과는 장내미생물 연구를 위한 오가노이드 모델 수준을 한 단계 높여 기존 장세포 모델의 세포 다양성과 기능성 부족 문제를 해결한 최초의 성과다.

연구진이 이미 2018년에 개발한 장 오가노이드에 유용 프로바이오틱스 '락토바실러스'를 주입해 12시간 동안 배양한 결과 약 8배 증식했다. 유산균들은 보통 인간의 장속 점막층의 분비물질등을 먹고 자란다. 연구진이 개발한 장 오가노이드에도 이러한 점막층과 소장 상피막이 존재해 유해 미생물들이 생존할 수 있는 것이다.

한국생명공학연구원 줄기세포연구센터 손미영(가운데) 박사가 연구팀과 함께 장 오가노이드에서 배양한 유산균을 들고 논의하고 있다. 생명공학연구원 제공

마이크로바이옴은 장에 존재하는 유용미생물, 병원성미생물 등을 다 포함한다. 우리는 현재 유산균을 건강보조식품으로 많이 먹고 있다. 그런데 이 유산균이 어디에 어떤 현상이 일어나는지 아직까지도 정확히 알지 못하고 있다.

이번 연구는 '제2의 장기' 장내 미생물을 좀 더 정확하게 연구하는 모델로 이 오가노이드를 활용할 수 있다는 것을 보여준 것이다. 이 연구결과는 생물학 분야의 권위지인 '파셉 저널' 6월 30일자 온라인 판에 게재됐다.

한편 이 오가노이드 기술을 이용해 다양한 동물실험의 부족한 부분을 보완할 수 있다. 현재 모든 실험은 동물시험이 임상에 들어가기 전까지는 가장 좋은 모델이다.

손미영 박사는 "오가노이드를 동물과 상호보완적으로 사용을 하다가 언젠가 동물을 사용할 수 없는 시점이 됐을때 오가노이드 기술이 대체하는 것을 가장 궁극적 목표로 하고 있다"고 설명했다.

[e-mail] 김만기 기자