센서를 이용한 실시간 신장 세포 손상 정도 평가로 치료제 효과를 더 정밀하게 규명할 수 있는 플랫폼이 구현됐다.

분당서울대병원 신장내과 김세중 교수와 바이오스페로 최경현 대표 연구팀(이하 연구팀)은 3차원 조직 칩 기술을 이용해 허혈성 신손상 모델을 구축하는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 이번 연구는 국제학술지 ASC Biomaterials science&engineering 최신 호에 게재됐다.

신장 세포의 갑작스러운 손상으로 인해 신장 기능이 약화하는 ‘급성 신손상’은 병원에 입원하는 환자의 약 10%에서 발생하는 비교적 흔한 질환이다. 급성 신손상으로 인해 신장이 제 기능을 못 하게 되면 노폐물이 배설되지 않고 몸 안에 그대로 쌓이기 때문에, 조기에 발견해 바로 치료하는 것이 매우 중요하다.

급성 신손상을 일으키는 3대 주요 원인으로는 약물에 의한 신손상, 허혈성 신손상, 패혈증 신손상이 있다. 이 중 허혈성 신손상 모델은 주로 동물실험을 통해 진행되어 왔지만, 허혈(장기의 산소 수요에 대해 공급원인 혈류가 부족한 상태)의 조건이 실험실마다 다양하고, 실험실 온도, 날씨 같은 외부 조건에 영향을 받는 등의 한계가 있었다.

이에 연구팀은 미세유체역학 분야의 조직 칩 기술로 인간의 신장 세포와 혈관 세포를 3차원 조직 칩에 배양하고, 세포배양액의 산소 분압을 조절하는 방법으로 허혈성 환경을 구현했다. 조직 칩은 허혈 조건을 일정하게 유지할 수 있고 인체 반응 예측에 동물실험 모델보다 유용한 장점이 있다.

연구를 주도한 김세중 교수는 “이번 연구를 통해 인간의 신장 내 미세환경을 조직 칩에서 그대로 재현하여, 허혈성 신손상의 병태 생리뿐 아니라 다양한 항산화 효과를 지닌 치료제의 효과를 비교 평가하는 플랫폼을 제공할 수 있게 됐다”고 말했다.