콜라겐, 하이드로겔 이용한 인공혈관 기술 개발
돼지, 생쥐 실험 통해 장기이식 거부반응 예측 가능 확인

국내 연구진이 이종장기이식에서 나타날 수 있는 거부반응을 예측해 이식성공여부를 판단할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다.

한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구센터, 서울대병원 장기이식센터 공동연구팀은 동물의 장기나 인공장기를 이식할 때 성공여부를 사전에 예측할 수 있는 바이오인공혈관을 개발하는데 성공했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다.

심각한 질병이나 상해를 치료할 때 장기이식이 대안이 되는 경우가 많은데 기증되는 장기의 숫자가 부족해 다른 동물의 장기(이종장기)를 이식하거나 인공장기를 이식하려는 시도와 관련 연구들이 늘고 있다. 특히 무균돼지는 침팬지나 원숭이와 달리 이식했을 때 결핵이나 에이즈 같은 질병이 발견되지 않고 저렴하게 대량생산이 가능해 주목받고 있다.

그럼에도 불구하고 장기 이식의 가장 큰 걸림돌은 면역거부반응이다. 대표적인 면역거부반응은 장기이식 과정에서 혈관이 연결된 뒤 혈액이 응고돼 혈관이 막히는 것이다. 이를 확인하기 위해서는 실제 혈액이 흐르는 혈관과 유사한 환경을 만들어 검증하는 방법 밖에 없다.

연구팀은 혈관을 구성하는 주요성분인 콜라겐과 피브린이라는 단백질을 바탕으로 튜브 형태의 틀을 만들고 여기에 하이드로겔을 넣고 섭씨 37도에서 굳혀준 뒤 압축하는 비교적 간단한 방법으로 인공혈관을 만들었다. 기존에 인공혈관을 만들려면 혈관내피세포를 7~21일 동안 배양해야 했지만 이번 기술은 하이드로겔로 만든 혈관에 혈관내피세포를 부착시켜 3일 이내에 인공혈관을 만들 수 있다.이번에 개발한 인공혈관은 체외 실험은 물론 동물모델을 이용한 체내 실험에서도 적용할 수 있다. 연구팀은 유전자 조작 돼지의 혈관내피세포를 인공혈관 안쪽에 배양해 인공돼지혈관을 만든 뒤 사람의 피를 순환시키는 체외 실험을 실시했으며 사람과 유사한 면역반응이 일어나도록 유도한 생쥐에게 인공돼지혈관을 이식해 체내실험도 실시했다. 연구팀은 이 같은 실험을 통해 특정 유전자를 조작해 혈관을 만들 경우 급성 면역거부반응을 잘 억제할 수 있다는 사실을 확인하기도 했다.

정영미 KIST 박사는 “이번에 개발한 인공혈관 플랫폼은 실제 혈관과 구조적, 물리적, 생물학적 특성까지 모사해 이식했을 때 혈관에서 나타날 수 있는 문제들을 사전에 파악할 수 있다”라며 “제작법도 간단해 의료기업이나 병원 등에서 신약이나 새로운 치료법을 개발한 뒤 전임상실험용으로도 사용할 수 있을 것”이라고 말했다.