[헬스인뉴스] 국내 연구진이 아토피 피부염 환자의 실제 병변 환경을 실험실에서 재현한 3차원(3D) 인공 피부 모델을 개발했다. 환자 데이터 기반으로 피부 미세환경을 구현해 약물 반응 예측과 신약 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

김락균 연세대 의대 교수팀은 박경민 인천대 교수, 최정민 고려대 교수팀과 함께 염증과 저산소 환경을 반영한 3D 아토피 피부 모델을 만들었다. 기존 연구가 2차원 세포 배양이나 동물 실험에 의존하면서 실제 환자 피부에서 나타나는 세포 간 상호작용과 만성 가려움 관련 복합 현상을 충분히 반영하지 못했던 한계를 넘어섰다.

연구팀은 먼저 환자 피부를 단일세포 RNA 시퀀싱으로 분석해 가려움 유발 인자를 과발현하는 섬유아세포 아형(COL6A5⁺)을 확인했다. 이 세포가 감각 신경과 상호작용하며 만성 가려움에 관여할 가능성이 제시됐다.

환자 맞춤형 3D 인공 피부 모델로 아토피 가려움증 치료와 약물 반응 예측이 가능해졌다. (사진 제공=클립아트코리아)
환자 맞춤형 3D 인공 피부 모델로 아토피 가려움증 치료와 약물 반응 예측이 가능해졌다. (사진 제공=클립아트코리아)


이어 젤라틴 기반 하이드로젤로 3차원 구조체를 제작하고 산소 확산을 조절해 병변과 유사한 저산소 환경을 구현했다. 여기에 아토피 주요 면역 자극 인자를 추가해 염증과 저산소가 공존하는 피부 미세환경을 재현했다.
실험 결과, 저산소 상태의 세포는 가려움 관련 물질을 다량 분비했고, 함께 배양한 감각 신경세포가 활성화되는 과정이 관찰됐다. 이는 아토피 가려움이 피부 구조·면역·신경계 상호작용 속에서 발생한다는 사실을 실험적으로 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)
(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 기반으로 실험 플랫폼을 설계했다는 점에서 의미가 크다. 동물 실험 의존도를 낮추면서 인간 질환 특성을 반영해, 향후 신약 후보 물질 평가와 개인 맞춤형 치료 전략 수립에 활용 가능성이 높다.

연구 결과는 국제 학술지 Bioactive Materials에 게재됐다.

임혜정 헬스인뉴스 기자 press@healthinnews.kr

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