국내 연구진이 사람의 위점막 시스템을 모사해 개발한 생체칩에서 헬리코박터균의 방어기제 중 하나를 발견했다.

울산과학기술원(UNIST)에 따르면 바이오메디컬공학과 박태은 교수 연구팀과 서울대병원 공성호 교수 연구팀은 오가노이드(Organoid)와 생체칩(Organ-on-a-chip) 기술을 접목해 실제 인간의 위점막 보호 기능을 모사한 생체모사칩을 개발했다.

오가노이드는 줄기세포를 통해 사람의 장기를 구현한 장기유사체다.

기존 배양법보다 특이적 기능을 잘 모사해 동물 실험을 대체할 체외 모델로 주목받고 있으나, 인간의 기계적 자극이나 세포 간 상호작용을 구현할 수 없다는 한계점이 있다.

이에 연구팀은 생체칩 내 미세 유체 흐름을 통해 기계적 자극을 모방하고, 세포 간 상호작용의 흐름을 원활하게 만들었다.

이를 통해 실제와 유사한 위점막을 구현하고, 방어기제 특성을 모사하는 데 성공했다.

연구팀은 개발한 생체칩에서 기존 모델로는 관찰할 수 없었던 헬리코박터균의 방어기제 중 하나를 발견했다.

위점막펩티드는 위점막층에 안정성을 부여하고, 외부 감염 인자로부터 위 상피세포를 보호한다.

연구팀은 위점막펩티드가 집단으로 형성된 헬리코박터균에 모자이크 형태로 발현해 울타리를 형성함으로써 효율적인 방어시스템을 구축하는 것을 세계 최초로 관찰했다고 설명했다.

반대로 위점막펩티드의 발현을 억제한 경우엔 더 심각한 염증 반응이 일어나는 것을 확인했다.

제1저자 정혜진 연구원은 "이번 연구는 위 점막 장벽 안정성의 종합적 이해를 돕고, 동물 실험을 대체할 위장 체외 모델 개발의 초석 역할을 할 것"이라며 "위점막 장벽의 체내 환경을 재현할 수 있는 첫 번째 인간 위장관 생체모사칩으로서 위장의 박테리아·바이러스와 같은 감염원에 대한 약물 개발과 치료 접근성을 향상할 것으로 기대한다"고 말했다.

연구 결과는 와일리(Wiley)에서 출판하는 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스'(Advanced Science)에 7월 31일 온라인으로 공개됐다.

연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 기초연구실지원사업과 우수신진연구과제로 진행됐다.