[Hinews 하이뉴스] 국내 연구진이 아토피 피부염 환자의 병변 환경을 실험실에서 재현한 3차원 인공 피부 모델을 개발했다. 환자 데이터에 기반해 실제 피부와 유사한 미세환경을 구현한 것으로, 약물 반응 예측과 신약 평가에 활용 가능성이 제기된다.
김락균 연세대학교 의과대학 의생명과학부 교수 연구팀은 박경민 인천대학교 교수, 최정민 고려대학교 교수팀과 함께 아토피 피부염의 염증·저산소 환경을 반영한 3D 인공 피부 모델을 만들었다.
환자 맞춤형 3D 인공 피부 모델로 아토피 가려움증 치료와 약물 반응 예측이 가능해졌다. (사진 제공=클립아트코리아)
기존 연구는 2차원 세포 배양이나 동물 실험에 의존해 왔다. 하지만 실제 환자 피부에서 나타나는 구조세포와 면역세포의 상호작용, 저산소 상태 등 복합적인 병태생리를 충분히 담아내는 데 한계가 있었다. 특히 가려움은 염증뿐 아니라 피부 세포, 면역 반응, 감각 신경이 얽힌 증상이지만 이를 통합적으로 분석할 모델은 부족했다.
연구팀은 먼저 아토피 환자 피부를 단일세포 RNA 시퀀싱으로 분석해 가려움 유발 인자를 과발현하는 섬유아세포 아형(COL6A5⁺)을 확인했다. 이 세포가 감각 신경과 상호작용하며 만성 가려움에 관여할 가능성을 제시했다.
이어 젤라틴 기반 하이드로젤로 3차원 구조체를 제작하고, 산소 확산을 조절해 병변과 유사한 저산소 환경을 구현했다. 여기에 아토피의 주요 면역 자극 인자를 더해 염증과 저산소가 공존하는 미세환경을 재현했다.
실험 결과, 저산소 상태에 놓인 세포는 가려움 관련 물질을 다량 분비했고, 함께 배양한 감각 신경세포가 활성화되는 과정도 관찰됐다. 아토피 가려움이 피부 구조·면역·신경계의 상호작용 속에서 발생한다는 점을 모델로 확인한 셈이다.
(왼쪽 윗줄부터) 김락균 연세대학교 의과대학 의생명과학부 교수, 박경민 인천대학교 교수, 최정민 고려대학교 교수, 김수민 연세대 박사, 나경석 인천대 학생, 박주영 고려대 학생 (사진 제공=강남세브란스병원)
이번 연구는 환자 유전체 데이터를 바탕으로 실험 플랫폼을 설계했다는 데 의미가 있다. 동물 실험 의존도를 낮추면서도 인간 질환 특성을 반영해, 향후 신약 후보 물질 평가와 개인 맞춤 치료 전략 수립에 활용될 가능성이 있다.
