농촌진흥청(청장 권재한)은 2022년 개발한 돼지 간세포 오가노이드*(미니 장기)를 이용해 알코올성 지방간 모형(모델)을 재현하는 데 성공했다고 밝혔다.

 * 줄기세포를 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 장기 유사체로 ‘미니장기’ 혹은 ‘유사 장기’로 불리기도 함

 돼지 간세포 오가노이드를 활용해 급성 알코올성 지방간 손상 모형을 구축하고, 알코올이 간에 미치는 영향을 분석할 수 있음을 확인한 것이다.

 돼지 장기는 사람과 생리학적으로 가장 유사해 오가노이드, 이종이식 연구 등에 사용되고 있으며, 간 등 내부 장기 연구에도 적합하다고 알려져 있다.

 연구진이 알코올을 간세포 오가노이드에 매일 투여한 결과, 세포 사멸이 증가하고 과도한 지방 축적이 발생하는 것을 알 수 있었다. 특히 알코올 해독에 중요한 역할을 하는 유전자 중 CYP1A2*가 기존에 알려진 CYP2E1보다 급성 알코올성 손상에 더 큰 영향을 미친다는 것을 새롭게 밝혀냈다.

 * CYP2E1(사이토크롬 P450 2E1)과 CYP1A2(사이토크롬 P450 1A2)는 모두 간에서 해독에 관여하는 중요한 역할을 하는 효소들임

 또한, 돼지 중간엽 줄기세포를 간세포 오가노이드와 함께 배양했을 때, 중간엽 줄기세포가 간 기능을 강화한다는 사실을 확인했다. 이로써 중간엽 줄기세포가 알코올로 인한 간세포 손상을 막고, 지방 축적을 완화해 간을 보호하는 역할을 한다는 것을 밝혀냈다.

 이번 연구는 돼지 간세포 오가노이드가 간 독성을 평가하는 체외 모형으로 매우 적합하다는 것을 제시했다는 점에서 의의가 있다. 추후 사료첨가제, 동물의약품 등의 개발 과정에서 안전성 연구 시간을 단축하고, 정밀한 평가가 가능한 대체 시험법으로 활용될 것으로 예상된다.

 농촌진흥청은 이 연구 결과를 국제 학술지‘Cells’에 논문*으로 게재했다.

  * 논문명: Enhanced in-vitro recapitulation of in-vivo liver regeneration by co-culturing hepatocyte organoids with adipose-derived mesenchymal stem cells, alleviating steatosis and apoptosis 4 in acute alcoholic liver injury, 옥 등 2024)

 농촌진흥청 국립축산과학원 동물바이오공학과 류재규 과장은 “이번 연구 결과는 비만과 알코올이 주요 원인인 지방간 질환 연구 및 치료제 개발에 중요한 지표로 활용될 수 있을 것이다”라며, “오가노이드를 이용한 대체 시험법 개발을 계기로 향후 사람과 동물 모두의 행복권을 보장할 수 있는 동물 실험 대체 연구에 더욱 매진하겠다”라고 말했다.