비만 관련 질병 규명과 치료제 개발 가능해…Acta Biomaterials 게재
구미현 기자 = 국내 연구진이 지방 조직의 미세 환경을 그대로 옮긴 생체모사칩을 개발했다. 지방과 관련된 다양한 질병을 연구하거나 비만 치료제 개발 등에 도움이 될 전망이다.
UNIST(울산과학기술원)는 바이오메디컬공학과 박태은 교수팀이 인체 백색지방조직의 생리·병리학적 특징을 모사하는 생체모사칩(microphysiological system)을 개발했다고 6일 밝혔다.
전 세계적으로 비만의 관심이 커지면서 지방조직의 생리·병리학적 특징을 모사할 수 있는 모델이 개발되고 있다. 하지만 기존의 배양법은 단일구 형태의 지방 덩이를 함유하는 지방세포로의 분화와 분화된 세포의 기능성을 유지하는 데 어려움이 있었다. 더 나아가 지방조직의 미세환경을 모방하고 생리·병리학적 특징을 재현하는 데도 한계가 있었다.
연구팀은 비만 지방조직의 생리·병리학적 특징을 모사하는 지방조직 생체모사칩을 성공적으로 개발했다. 개발된 생체모사칩은 지방조직에서 분리한 세포외 기질 기반 하이드로젤 구조체 안에 지방세포가 3차원으로 배양된 상부 미세채널과 지방 내피세포가 공동배양된 하부 미세채널로 구성됐다.
연구팀은 각각 비만과 정상 지방조직 생체칩을 제작해 비만 지방 조직내에 혈관 내피세포에서 관찰되는 기능 장애를 재현했다. 비만에 의해 증가된 지방 내 염증 반응은 혈관내피 세포를 활성화시키며 지방내 면역세포의 수를 증가시킨다. 이러한 병리학적 특징은 개발된 비만 지방조직 생체칩에서 약 2배 높은 면역세포 부착을 통해 관찰할 수 있었다.
또 명확히 밝혀지지 않은 비만과 암의 연관성에 대해서도 연구를 진행했다. 개발된 지방조직 생체칩을 통해 비만 조건에서 암세포의 이동성과 조직에 부착되는 양이 약 2배가량 증가하는 것을 확인했다. 이를 통해 비만 지방조직과 암세포의 직접적인 상호작용을 간단하게 시각화·정량화할 수 있음을 보여줬다.
제1 저자인 윤희정 연구원은 “이번 연구를 통해 비만 지방조직의 미세 환경을 모사했다”며 “생체모사칩을 활용하면 비만 조직으로 인한 혈관내피세포의 활성화, 염증 및 기능 장애 뿐 아니라 다른 세포들과의 상호작용을 관찰할 수 있어 지방과 관련된 다양한 질병 기전을 규명하거나 비만 치료제 개발 등에 이용될 수 있을 것이다”고 전했다.
본 연구는 2023년 1월 29일 생체소재 분야 국제 학술지 ‘악타 바이오머터리얼리아(Acta Biomaterialia)’에 게재됐다.
