국내 의료진이 인간의 신장과 구조와 기능이 매우 유사한 3차원 '미니 신장'인 신장 오가노이드를 이용해 난치성 유전 질환인 파브리 신장병 치료제 개발에 성공했다.
가톨릭대학교 성빈센트병원 신장내과 김용균 교수팀(가톨릭대학교 의과대학 세포사멸질환 연구센터·알젠오가노 바이오테크놀로지)은 인간 유도 만능 줄기세포로 만든 ‘미니 신장’인 신장 오가노이드로 파브리 신장병의 병변을 만들어 발병 원인을 규명하고 치료제 개발에 성공했다고 16일 밝혔다.
연구팀은 인간 유도 만능줄기세포에서 유전자 편집기술(CRSPR-Cas9)을 이용해 파브리병 원인 유전자인 갈락토시데이즈-알파의 돌연변이를 유도하고, 이를 신장 오가노이드로 분화시켜 실제 인간의 파브리병과 같은 병리학적 병변을 만들었다.
또 전사체 분석을 통해 글루타티온 대사 이상이 파브리 신장병의 발병 원인이라는 사실을 규명했고 글루타티온 치료를 통해 파브리 신장병이 호전되는 것을 확인했다.
이번 연구는 차세대 신약 개발과 재생 치료의 핵심 요소 중 하나인 신장 오가노이드를 연구에 이용했다는 점에서 더욱 높이 평가 받고 있다. 줄기세포에서 분화되는 신장 오가노이드는 실제 인간의 신장을 구성하는 세포들로 이뤄져 있어 인간 신장과 구조와 기능이 매우 유사한 3차원 세포 구조체다.
파브리 신장병은 우리 몸에 알파-갈락토시데이즈 A라는 특정 효소가 부족해 생기는 희귀 유전 질환인 파브리병이 신장에 침범하는 것으로, 말기 신부전으로 진행해 투석치료나 신장 이식이 필요한 질환이다.
치료법은 α-Gal A 효소를 주입하는 효소 대체 치료가 주를 이루고 있다. 하지만 파브리 신장병의 진행을 막지 못해 새로운 치료법 개발이 절실한 상황이다. 특히, 파브리 신장병은 적절한 실험 모델이 없었기 때문에 치료법 개발에 더욱 난항을 겪어왔다.
김 교수는 “이번 연구로 파브리병 치료제를 개발하는 과정에서 신장 오가노이드를 이용해 난치성 신장 질환 치료제 개발이 가능하다는 것을 증명했다"며 “연구팀이 제시한 전략이 각종 난치성 신장 질환 치료에 적용될 수 있다는 점에서 의의가 있다"고 말했다.
