강스템바이오텍, 혈관·면역 기능 갖춘 차세대 피부 오가노이드 플랫폼 개발

혈관·면역세포 결합한 ‘혈관화 피부 어셈블로이드’ 구축 아토피 피부염 염증반응·치료제 반응 재현…Experimental & Molecular Medicine 게재

인체피부구조와 혈관을함께 구현한 피부어셈블로이드.©강스템바이오텍

강스템바이오텍(대표 나종천)은 피부 오가노이드에 혈관과 면역 기능을 결합한 ‘혈관화 피부 어셈블로이드(Vascularized Skin Assembloid)’ 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 실제 인간 피부의 구조와 질환 반응을 구현해 피부질환 연구와 신약 후보물질 평가에 활용할 수 있는 플랫폼이다.

이번 연구에서는 아토피 피부염의 염증반응뿐 아니라 기존 치료제에 대한 반응까지 재현했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘Experimental & Molecular Medicine(EMM)’에 게재됐으며 Nature 온라인 플랫폼을 통해 공개됐다.

EMM은 2025년 기준 Journal Impact Factor 17.5의 의생명과학 분야 국제학술지다.

피부 오가노이드는 줄기세포 등을 활용해 실제 피부와 유사한 구조와 기능을 구현한 3차원 모델이다. 기존 피부 오가노이드는 실제 피부에서 중요한 역할을 하는 혈관과 면역 기능을 충분히 구현하기 어렵다는 한계가 있었다.

서울대학교 교수이자 강스템바이오텍 최고과학자(CSO)인 강경선 교수 연구팀은 피부 오가노이드와 혈관 오가노이드를 결합해 이를 보완했다. 그 결과 표피와 진피를 비롯해 모낭, 신경 관련 구조, 혈관 네트워크가 함께 형성된 피부 모델을 구축했다.

여기에 면역세포를 추가해 혈관과 면역세포 간 상호작용도 관찰할 수 있도록 했다.

연구팀은 개발한 모델에 집먼지진드기 추출물을 처리해 아토피 피부염과 관련된 염증반응도 유도했다. 그 결과 피부 장벽 단백질인 필라그린(FLG)이 감소하고 피부세포 스트레스 반응과 면역세포 침윤이 증가했다.

IL-4, IL-13, TSLP, CCL17, CCL26 등 아토피 피부염과 관련된 주요 염증 인자도 증가했다. 알레르기 자극에 따른 피부 장벽 손상과 염증반응을 시험관 내에서 재현한 것이다.

치료제 반응 평가에서는 아토피 피부염 치료제인 우파다시티닙과 두필루맙을 적용했다. 두 치료제 투여 후 피부 장벽 관련 지표가 개선되고 염증 관련 신호가 감소했다.

특히 STAT6를 중심으로 한 염증 신호가 감소해 각 치료제의 알려진 작용기전과 부합하는 반응을 확인했다.

강스템바이오텍은 이번 플랫폼을 아토피 피부염을 비롯한 염증성 피부질환의 발병기전 연구와 신약 후보물질의 효능·작용기전 평가에 활용할 수 있을 것으로 보고 있다.

강스템바이오텍 연구소장은 “이번 연구는 피부의 형태를 구현하는 데서 나아가 혈관과 면역 기능을 결합하고 실제 질환과 치료제에 대한 반응까지 확인했다는 점에서 의미가 있다”며 “향후 다양한 피부질환 연구와 신약개발 과정에 활용할 수 있는 인간 피부 오가노이드 플랫폼으로 발전시켜 나갈 것”이라고 말했다.