서울대학교 수의과대학 강경선 교수 연구팀은 생체 혈관을 모사한 혈관 오가노이드 내 동맥경화증 표현형 재현에 최초로 성공하였으며, 이를 활용하여 나노 크기의 산화그래핀의 면역 조절을 통한 치료 효능을 확인하였다.

혈관 오가노이드는 분화 과정을 통해 구조적, 기능적으로 생체와 유사한 미세혈관을 대량 생산해낼 수 있는 차세대 기술이다. 이 모델은 내피세포, 혈관평활근세포, 주피세포 등으로 구성되어 혈관 미세환경을 모사할 수 있지만, 면역 세포가 부족한 모델이라는 한계점이 있다.

  ▲ 강 경선 교수

이에 연구팀은 동맥경화반 형성에 주요한 역할을 하는 단핵구를 공배양하고, 회전배양기에서 배양하며 저밀도 지단백질 및 친염증성 사이토카인을 처치하는 모델링 기술을 통해 혈관 오가노이드 내 동맥경화를 유발하였다.

동맥경화성 혈관 오가노이드 모델은 내피 기능 장애, 염증 반응, 거품세포 및 섬유성경화반 형성, 혈관 석회화 등의 대표적인 동맥경화증 표현형을 나타냈으며, 고지혈증 치료제인 로바스타틴을 처치 시 섬유성경화반 형성이 억제되는 등 동맥경화 모델의 약물 반응성을 검증하였다.

연구진은 해당 모델을 활용하여 꿈의 신소재라 불리는 나노 산화 그래핀의 동맥경화증에 대한 치료 효능을 검증하였다. 나노 산화 그래핀은 대표적인 동맥경화증의 단계별 병증을 크게 완화시키는 효과를 보였다. 또한 그래핀 유도체가 동맥경화반 축소와 관련이 있는 항염증성 M2 대식세포로의 전환을 촉진하는 효능 기전을 밝혀내었다.

연구팀의 이 같은 연구 성과는 세계적 국제학술지인 ‘어드밴스드 헬스케어 메터리얼즈 (Advanced Healthcare Materials)“ (IF=10)에 11월 24일 게재되었다. 본 학술지는 Wiley지가 발행하는 국제학술지로 JCR rank 5% 이내의 최우수학술지이다.

본 연구는 범부처 재생의료기술사업단(사업단장 조인호)의 지원으로 수행되었습니다.