신생아 뇌 수준 '미니 뇌' 제작…치매 연구 등에 활용

박주영 기자 기자 페이지

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 조승우 연구위원 연구팀은 실제 인간 뇌와 비슷한 환경의 배양 플랫폼을 통해 미니 뇌(오가노이드) 제작에 성공했다고 5일 밝혔다.

신생아의 뇌에 가까운 수준으로 정교하며, 크기도 기존보다 크다.

뇌 오가노이드는 유도만능줄기세포(체세포를 역분화시켜 다양한 세포로 분화할 수 있도록 만든 줄기세포)를 배양해 만든다.

기존 뇌 오가노이드는 배양 지지체가 뇌 발달에 필요한 환경을 구현하지 못해 성숙도가 태아 수준으로 낮고 오가노이드가 커질수록 중심부까지 산소와 영양분을 공급하기 어려워 세포가 죽는 등 한계가 있었다.

연구팀은 우선 뇌의 세포외기질(세포 밖 물질)과 비슷한 젤리 형태의 3차원 하이드로젤을 개발했다.

이어 미세한 채널로 이뤄진 미세 유체 칩(마이크로미터, 즉 100만분의 1ｍ 크기 지름의 미세한 관 안에서 액체 흐름을 조종해 각종 시료를 처리할 수 있는 칩)을 도입, 산소와 배양액이 오가노이드 중심부까지 효과적으로 전달될 수 있도록 했다.

개발한 하이드로젤을 이용해 뇌 오가노이드 배양 실험을 한 결과 대뇌피질을 구성하는 신경상피가 발달해 뇌 주름이 다량 생성된 모습을 보였다.

또 신경세포·성상교세포·미세아교세포 등 다양한 뇌세포가 발현한 것을 확인했다.

기존 2∼3㎜의 뇌 오가노이드보다 크기는 2배 수준으로 크고, 신경 기능도 더 발달했다고 연구팀은 설명했다.

조승우 연구위원은 "나노 기술을 이용해 새로운 뇌 오가노이드 배양 플랫폼을 개발했다"며 "치매와 파킨슨병 등 난치성 뇌 질환 연구에 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 이날 자 온라인판에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

제보는 카카오톡 okjebo <저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포, AI 학습 및 활용 금지> 2021/08/05 18:00 송고