생체외 환경 신장기능 연구 가능해져

(서울=연합뉴스) 김영섭 기자 = 국내 연구진이 마이크로 유체역학 및 의생명공학 기술을 접목해 간단하면서도 신장 모사에 중요한 필수 조건을 갖춘 '신장 칩'을 개발하는 데 성공했다.

서울대 기계항공공학부 서갑양 교수팀은 생체 내부와 비슷한 조건에서 신장세포를 배양하고 세포의 반응을 테스트할 수 있는 신장세포 연구용 칩을 개발했다고 28일 밝혔다.

이번 연구결과는 권위 있는 국제학술지인 '랩 온 칩'(Lab on a chip) 내년 1월호 전면표지 논문으로 출간될 예정이다.

연구진은 신장 세포가 받는 유체 환경을 재현하기 위한 채널, 세포를 통과하는 물질 이동이 가능한 바닥면, 튜블 세포 기저면을 모사한 층 등으로 이뤄진 삼중 구조의 칩을 개발했다.

연구진에 따르면 이번에 개발된 신장 칩을 통해 신장세포가 생체 내에서 받는 다양한 범위의 전단응력을 조절하면서 세포의 구조적, 기능적 변화를 분석할 수 있고 기저면을 통한 호르몬이나 약물의 자극에 대한 변화를 테스트할 수 있다.

연구를 주도한 박사과정 장경진 연구원은 "생체 외 환경에서 신장을 연구하기 위해서는 조직 공학적으로 신장과 비슷한 환경을 만드는 것이 선행돼야 한다"며 "유체 환경과 물질이동이 가능한 배양환경을 제공했을 때 신장세포는 기존의 배양 조건과는 큰 차이를 보였고, 이것은 생체 내에서 신장세포가 반응하는 현상과 매우 유사한 것으로 나왔다"고 말했다.

연구진은 이번에 개발한 생체 신장 모사 칩이 신장 생리학 연구에 도움이 될 뿐 아니라 신장 질환에 대한 약물 검출이나 진단 테스트 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

신장은 우리 몸의 생체 항상성을 유지하기 위해 수분과 전해질 균형을 조절하고 노폐물을 제거해주는 매우 중요한 기능을 수행하는 기관이다.

신장은 약 100만 개의 네프론이라고 하는 기능적 단위로 이뤄져 있으며, 하루 약 180ℓ의 물이 신장을 통과한다. 신장의 기능에 이상이 생기면 부종, 고혈압, 요독증, 신부전, 신장암 등이 발생할 수 있다.

하지만 신장의 복잡한 구조와 복합적인 호르몬에 의한 조절 기작으로 인해 우리 몸의 다른 기관에 비해 신장 모사 환경에 대한 연구는 거의 돼 있지 않았다.

kimys@yna.co.kr

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