▲ 경희대학교 기계공학과 허윤정 교수(오른쪽)와 한유나 교수(왼쪽)의 모습 /사진제공=경희대학교

경희대학교 기계공학과 허윤정 교수 연구팀이 간 질환을 관측하는 인공 장기칩을 개발했다고 30일 밝혔다.

허 교수 연구팀은 한림대학교 박민 교수 연구팀과 공동 연구를 진행해 간의 저산소 환경을 본뜬 인공 장기칩을 개발, 연구 결과는 국제 학술지에 게재됐다.

인공 장기칩은 마이크로 기술과 생체 공학 기술을 융합해 인체 장기를 작은 칩 형태로 구현한 기술로, 작은 공간에서 장기 구조와 기능을 재현하는 데 활용된다.

저산소 환경을 구축하고 유지하는 데엔 한유나 학술연구교수(논문 제1저자)가 보유한 저산소 환경에서의 세포배양 모델이 큰 역할을 한 것으로 알려졌다. 각종 간 질환이 발병하면 간에 저산소 환경이 구현되기 때문이다.

연구팀은 간 기능 변화를 측정하기 위해 간의 주요 생체 마커로 알부민(Albumin)을 선택했다. 알부민은 생체 내 분자를 운반하고 항염증, 안정화, 삼투압 조절 등 다양한 역할을 하는 한편 간세포에서만 분비돼 간 기능 대변하는 대표적인 바이오마커다.

또, 발현된 바이오마커의 분비 변화를 측정하기 위해 전기화학 바이오센서도 제작했다. 그 결과 저산소 환경 이전 왕성히 분비되던 알부민이 저산소 환경에서 급격히 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

이번 연구는 인공 장기 칩과 적층 바이오센싱 시스템의 효과성을 입증했다. 인공 장기칩은 약물의 생리적 작용을 분석하고 예측하는 데 활용할 수 있어 의약품 개발에 활용될 수 있고, 해당 기술이 상용화되면 동물 실험을 대체할 수어 윤리적 실험 모델로 주목받고 있다.

연구팀은 간 외에도 췌장, 근육, 지방 등 4개의 인공 장기칩을 개발하기 위해 연구하고 있으며, 장기별 발생할 수 있는 질병 모델을 인공 장기칩으로 구현할 계획이다.

이번 연구는 한국연구재단의 4단계 BK21 사업과 기초연구실 사업의 지원을 받아 진행됐다.

/박지혜 기자 pjh@incheonilbo.com