사상 처음으로 인간의 혈관 오가노이드(organoid) 배양에 성공했다는 발표가 나왔다. 전문 저널 네이처에 발표한 논문에 따르면 이를 통해 당뇨병 같은 심각한 질병에 대해 더 깊이 이해하게 될 것으로 기대된다.
만성적으로 혈당이 높은 상태에 있는 당뇨병 환자는 혈액 순환이 나빠져 버리기 일쑤다. 그 결과로 심근경색이나 뇌졸중 심지어 다리를 절단하는 상태가 되어버리기도 한다. 연구팀은 쥐 같은 동물을 이용해 당뇨병 진행을 연구해왔다. 하지만 생쥐 모델로 당뇨병이 어떻게 혈관에 손상을 줄 것인지에 대해 인간에 보이는 당뇨병의 모든 측면을 포착해낼 수는 없다.
가장 좋은 결과를 얻으려면 어떤 질병이든 가능하면 인간과 흡사한 것으로 영향을 확인하는 게 좋다. 배양한 소형 장기, 오가노이드는 이를 위한 선택이다. 지금까지 연구자들은 연구 시설에서 인간 혈관을 충실하게 재현할 수 없었다. 하지만 브리티시콜롬비아 대학에 따르면 연구팀이 만든 혈관은 완벽하다고 한다.
오스트리아 비엔나에 위치한 오스트리아분자생물학연구소 IMBA 박사 과정을 수료한 연구원인 리머 위머(Reimer Wimmer)는 이번에 만든 오가노이드가 분자 수준으로도 상당히 인간의 모세 혈관과 비슷하며 인간 조직에서 직접 혈관 질환을 연구하는 데 이용할 수 있다고 설명하고 있다.
오가노이드는 다른 세포 종류로 분환하는 능력을 지닌 미성숙 세포인 줄기페소에서 배양한 것이다. 인간처럼 오가노이드에도 결합, 조직에 접하고 혈관 구조를 지탱하는 기저막인 모세혈관 네트워크가 있다. 연구팀은 연구를 진행해 오가노이드 면역 시스템 없이 쥐에 이식을 했다. 오가노이드는 어려움 없이 새로운 곳에 적응해 순환 시스템에 연결했으며 동맥과 작은 정맥 그리고 세동맥 같은 곳과 연결됐다.
오가노이드는 두꺼워진 기저막이 특징인 당뇨병 혈관을 재현, 쥐를 이용한 실험과 이전 연구를 지원하는 형태로 단백질 NOTCH-3을 포함한 신호 전달 경로가 당뇨병 환자의 혈관에서 보이는 기저막이 두꺼워지는 현상에서 중요한 역할을 했다는 증거를 발견했다.
연구팀은 실험 결과에 따라 기존 쥐 모델에서 이런 혈관 오가노이드가 당뇨병을 연구하기 위해 적합한 모델로 보고 있다. 몸에 순환계가 중요하다는 걸 봐도 이런 실험실에서의 성장 복제 잠재력은 당뇨병 연구 이상에서 활용될 가능성이 있다.
연구팀은 체내 모든 장기는 순환계와 연관되어 있다면서 줄기세포에서 성장한 혈관 오가노이드는 당뇨병과 알츠하이머, 심혈관 질환, 뇌졸중, 암 등 다양한 혈관 질환의 병인과 치료에 대한 해명이 가능하게 될 혁신적 모델이 될 것이라고 설명하고 있다.
오가노이드 개발에서 혈관은 마지막 영역이다. 연구팀은 이미 소형 버전 위나 폐를 만들고 뇌마저도 연구하고 있다. 이런 오가노이드는 다양한 분야가 주는 영향을 조사하기 위해 이용될 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.