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인간 췌장 슬라이스 장기간 배양으로 베타 세포의 재생이 가능하게 됨

과학기술발전

등록일  2020.07.10

조회수  647

실시간으로 인간 췌장 재생을 연구할 수 있는 췌장 슬라이스(pancreatic slices)를 장기 배양(long term culture)하는 방법을 마이애미 밀러 의대(University of Miami Miller School of Medicine) 당뇨병연구소(Diabetes Research Institute, DRI)의 과학자들이 개발하였음이번 주 네이처 커뮤니케이션즈 저널(journal of Nature Communications)에 게재된 이 결과는 내접하는 인간 췌장 조직의 배양을 확장하여 인슐린을 생산하는 베타 세포를 보충하는 살아있는 장기의 능력을 유지한다는 것을 처음으로 보여줌. 췌장 재생 연구를 위한 모델로 이 시스템을 사용하는 것은 당뇨병 치료에 중요한 치료적 함의를 가짐.

   ☞ 해당 논문: Qadir, M. M., Álvarez-Cubela, S., Weitz, J., Panzer, J. K., Klein, D., Moreno-Hernández, Y.,... Domínguez-Bendala, J. (2020). Long-term culture of human pancreatic slices as a model to study real-time islet regeneration. Nature Communications, 11(1). doi:10.1038/s41467-020-17040-8 (https://www.nature.com/articles/s41467-020-17040-8)

 

췌장 슬라이스는 세포 구조와 세포 대 세포 상호작용을 보존하는 장기의 매우 얇은 살아있는 부분임. 기증자의 슬라이스 생성은 당뇨병을 가진 췌장 기증자 네트워크(Network for Pancreatic Donors with Diabetes, nPOD)가 후원하는 이니셔티브의 맥락으로 DRI에서 처음 이루어짐. 그러나, 슬라이스들은 깨지기 쉬우며, 대개는 자기 소화력과 충분한 산소 공급 부족으로 인해 배양 시 매우 빨리 분해됨. 이 같은 급속한 악화는 제1형 당뇨병의 자가면역성으로 파괴되는 인슐린 생성 베타세포의 재생 연구와는 양립할 수 없었음. 그러나 DRI 과학자들은 이 슬라이스들을 조직의 산소를 증가시키는 배양 장치 위에 놓음으로써 이 문제를 해결했음. 이것은 수일 동안 이 조각들의 생존과 생물학적 기능을 연장시키는 결과를 가져왔음.

 

중개 연구를 위한 줄기세포 개발 책임자 및 미국 마이애미 밀러 의과대학 당뇨병 연구소의 연구 부교수이자 이번 연구의 연구 책임자인 후안 도밍게스-벤달라 박사는 "인간의 췌장 슬라이스를 2주 가까이 살려두는 능력은 실제 췌장과 매우 유사한 인간 모델에서 베타세포의 재생을 목격할 수 있는 기술적 돌파구"라고 말했음. "우리는 이제 이 연구 전에는 도저히 불가능했던 인간 고유의 장기를 들여다 볼 수 있는 창을 갖게 되었다."라고 함.

 

DRI의 재생 연구는 줄기처럼 생긴 "전구(progenitor)" 세포의 개체군에 초점을 맞췄음. 그것은 이전에 이 팀에 의해 특징지어져 온, 인간의 췌장에 있는 세포들 -오랜 기간 동안 제1형 당뇨병을 앓고 있는 환자들에게도 온전하게 남아 있는 세포들의 집합체-이었던 것임. 이 세포들은 자연적인 성장 요인인 BMP-7에 반응하여 인슐린을 생성하는 베타 세포를 증식시키는 것으로 나타났음.

 

"배양을 통해 이 슬라이스들의 수명을 늘리는 것은 당뇨병 기증자들로부터 얻은 슬라이스에서도 BMP-7이 추가된 후 베타 세포 재생을 실시간으로 관찰할 수 있는 열쇠였다. 이는 언젠가 살아 있는 환자들에게 이런 접근법을 적용할 수 있을지 모른다는 희망을 준다."라고 의학, 면역학, 미생물학 연구 교수 및 마이애미 밀러 의과대학 당뇨병연구소 분자생물연구소장이자 이 연구의 공동 연구자인 리카르도 파스토리 박사가 말했음

 

여기서 활용되는 결과 및 시스템은 인간 췌장의 향후 연구에 계속 영향을 미칠 것임. 동물의 임상 전 실험이 종종 인간에게 잘 전달되지 않는다는 점을 고려하면, 인간 췌장의 이 시험관내(in vitro) 모델은 환자의 반응을 예측하는 데 있어 비교할 수 없을 정도의 정확도로 추가적인 재생제를 검사하는 데 사용될 수 있음. 이는 제1형 당뇨병과 제2형 당뇨병의 임상시험에 더 빠르고 확실한 길을 안내할 수 있음.

 

기사 원문: https://www.technologynetworks.com/tn/news/long-term-culture-of-human-pancreatic-slices-reveals-regeneration-of-beta-cells-336937 (Technology Networks, 7.1)

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