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| 왼쪽부터 호흡기알레르기내과 정재욱 교수, 박동일 교수, 의생명연구원 이주은 박사, 충남대학교 의과대학 이다혜 대학원생./사진제공=충남대병원 |
[아시아뉴스통신=박희석 기자] 충남대학교병원 호흡기알레르기내과 정재욱, 박동일 교수 연구팀과 의생명연구원 이주은 박사, 충남대학교 의과대학 이다혜 대학원생이 흡연으로 인한 호흡기질환·폐암 발생 기전을 연구할 수 있는 인간 폐 오가노이드 기반 연구 모델을 구축했다.
이번 연구는 담배 연기 속 기체상 성분과 입자상 성분을 모두 반영한 만성 전(全)담배연기추출물 모델을 활용해 장기간 흡연 노출이 폐 상피세포와 폐 오가노이드에 미치는 영향을 분석한 것이다.
연구팀은 사람 폐 조직으로부터 오가노이드를 배양하고 흡연 노출 모델을 적용한 뒤 세포 생존, 미토콘드리아 기능, 산화스트레스 반응, 유전체 변화까지 분석하는 전 과정을 자체적으로 수행했다.
특히 이번 연구는 단순한 세포 배양 실험을 넘어 사람 폐 조직의 특성을 보다 잘 반영하는 3차원 폐 오가노이드 모델을 활용했다는 점에서 의미가 크다.
연구진은 장기간 흡연 환경에 노출된 폐 상피세포와 폐 오가노이드가 세포 사멸에 저항성을 보이고 미토콘드리아 기능을 유지하며 NRF2 항산화 방어 기전을 활성화하는 것을 확인했다.
또한 흡연과 관련된 유전체 변화 양상도 관찰해 흡연이 폐 세포의 손상뿐 아니라 장기적인 적응과 암 발생 초기 과정에 관여할 수 있음을 보여줬다.
기존 흡연 연구는 담배 연기의 일부 성분만을 사용하거나 단기간 급성 노출에 초점을 맞춘 경우가 많았다. 반면 이번 연구는 실제 흡연 환경을 보다 가깝게 재현할 수 있는 만성 흡연 노출 오가노이드 플랫폼을 구축함으로써 만성폐쇄성폐질환, 폐섬유화증, 폐암 등 흡연 관련 난치성 호흡기질환의 발생 기전을 연구할 수 있는 새로운 기반을 마련했다는 점에서 중요한 의미가 있다.
정재욱 교수는 “이번 연구는 조직 확보부터 오가노이드 배양, 흡연 노출 모델 구축, 분자생물학적 분석에 이르기까지 전 과정을 충남대병원 연구진의 자체 기술로 수행했다는 점에서 의미가 크다”며 “앞으로도 오가노이드 배양·분석 기술을 고도화해 치료가 어려운 호흡기질환과 폐암의 진단·치료 전략 개발에 기여하겠다”고 말했다.
이번 연구 성과는 흡연으로 인한 폐 손상과 폐암 발생 초기 과정에 대한 이해를 높이는 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다.
또한 충남대병원이 보유한 폐 오가노이드 연구 역량을 바탕으로 정밀의학 기반의 난치성 호흡기질환 연구를 확대하고 맞춤형 치료기술 개발에도 활용될 전망이다.
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