오가노이드사이언스·차병원, 망막 오가노이드로 치료 후보물질 평가

저산소 환경에서 망막 손상 재현…이카린 탑재 세포외소포 적용 후 조직 반응 확인

©오가노이드사이언스

오가노이드사이언스는 자사 RGB연구소와 차병원 안과 유혜린 교수팀이 인간 망막을 재현한 ‘망막 오가노이드’를 활용해 망막 손상과 치료 후보물질의 효과를 평가한 공동연구 결과를 국제학술지 《Frontiers in Cell and Developmental Biology》에 발표했다고 27일 밝혔다.

오가노이드는 인간 줄기세포 등을 배양해 실제 장기의 구조와 특성을 모사한 3차원 조직이다. 망막 오가노이드는 눈에서 빛을 감지하고 시각 정보를 전달하는 망막 조직을 실험실에서 재현한 것으로, 실제 사람의 망막에 가까운 환경에서 질환을 연구하고 신약 후보물질의 효과를 확인하는 데 활용된다.

기존에는 망막 질환 연구에 주로 단순 세포배양이나 동물실험을 이용해 왔다. 그러나 이 같은 방법만으로는 여러 신경세포가 복잡하게 연결된 인간 망막의 특성을 충분히 반영하기 어려웠다. 반면 망막 오가노이드는 인간 세포로 망막 조직을 구현해 기존 연구의 한계를 보완할 평가 기술로 주목받고 있다.

이번 연구에서 공동연구팀은 인간 줄기세포로 망막 오가노이드를 제작한 뒤 저산소 환경에서 발생하는 망막 손상을 재현했다. 실제 산소 공급이 부족해지자 망막 오가노이드의 조직 구조가 무너지고 신경세포가 손상되는 변화가 관찰됐다.

이어 연구팀은 천연 유래 성분인 이카린(Icariin)을 세포외소포(EV)에 담은 치료 후보물질을 적용해 손상된 망막 조직의 반응을 확인했다. 그 결과 망막 신경세포와 시각 기능 관련 유전자 발현이 회복되는 양상을 보였으며, 세포 에너지 생산을 담당하는 미토콘드리아 기능도 개선됐다.

이번 연구는 망막 오가노이드로 인간 망막의 손상 과정을 재현하고, 치료 후보물질이 조직에 미치는 영향을 평가했다는 데 의의가 있다. 특정 세포의 생존 여부만을 확인하던 기존 실험에서 나아가, 망막 조직 전체의 구조적 변화와 치료 반응을 함께 살펴볼 수 있게 됐다.

연구팀은 이 기술이 향후 망막 질환의 발생 원인 규명과 신규 치료 후보물질 선별에 활용될 것으로 기대하고 있다. 인간 유래 조직을 이용해 치료 반응을 확인함으로써 동물실험을 보완하고, 신약 개발 초기 단계에서 임상 전 정보를 확보하는 데 도움이 될 수 있다는 설명이다.

이번 연구에는 유혜린 차병원 안과 교수와 유종만 오가노이드사이언스 대표가 공동 교신저자로 참여했다. 박미라 차병원 연구원과 김현지 오가노이드사이언스 RGB연구소 연구원은 공동 제1저자로 이름을 올렸다.