농촌진흥청(청장 권재한)은 돼지 소장에서 추출한 성체줄기세포를 증식해 실제 돼지 소장 조직과 유사한 3차원 형태의 오가노이드(미니장기)를 만드는 데 성공하고, 이를 2차원으로 전환하는 방법을 개발했다고 최근 밝혔습니다.

이번에 개발한 3차원 형태의 돼지 소장 오가노이드는 생체 조직과 매우 유사하고, 소장에서 발현하는 줄기세포 및 상피세포 표지인자가 강하게 나타났습니다. 또한, 비교적 크기가 작은 탄수화물도 오가노이드 세포를 투과하는 성질이 있음을 확인했습니다.

아울러, 3차원 형태의 돼지 소장 오가노이드의 생체 조직 구조상 정밀 실험이 어려운 한계를 극복하기 위해 생체 조직과 구조적·기능적으로 유사한 '2차원 장 상피세포 모형'을 확립했습니다. '2차원 장 상피세포 모형'은 3차원에 비해 소장 점막에 접근하기 쉽고, 실험 간 변이가 적다는 장점 덕분에 영양분 흡수 능력이나 독성 평가 등 다양한 실험에 활용할 수 있습니다. 

이번 연구 성과는 올해 초 국내 동물생명공학 분야에서 저명한 학술지 ‘한국동물생명공학회지’ 1호에 게재됐으며, 국내 특허도 출원했습니다.

농촌진흥청 국립축산과학원 동물바이오공학과 류재규 과장은 “돼지 3차원 소장 오가노이드로부터 확립한 2차원 장 상피세포 모형은 동물실험 대체제로 실제 활용할 수 있다”라며 “가축의 사료 효율 향상 연구, 유용 미생물 선발, 사료 안전성 평가 및 첨가제 개발 등 가축 생산성 향상 연구에 유용하게 활용되길 바란다”라고 전했습니다.

한편 오가노이드 기술은 동물실험에 대한 윤리 의식과 규제 강화가 확산함에 따라 동물시험법을 대체할 대안으로 떠오르고 있습니다.

국립축산과학원에서는 가축 생산성 향상을 위한 사료 효율 및 안전성 평가, 질병 연구 등에 오가노이드를 활용할 수 있도록 가축 실험 대체기술을 연구·개발하고 있습니다. 지난해에는 가축 원료사료의 유해물질과 동물의약품 등의 독성 평가에 활용할 수 있도록 돼지 간세포를 이용한 ‘돼지 간세포 오가노이드’를 개발한 바 있습니다. 

이득흔 기자(pigpeople100@gmail.com)