국내 연구진이 인간의 신장과 매우 유사한 '신장 오가노이드'를 이용해 난치성 유전 질환인 파브리 신장병 치료제 개발에 성공했다. 

오가노이드는 '장기유사체'로 성체줄기세포, 배아줄기세포, 유도만능줄기세포로부터 형성된 세포집합체로 3차원 배양법으로 다시 응집 재조합하여 만들어 모델 장기의 세포를 포함하고 있다.

가톨릭대 성빈센트병원 신장내과 김용균 교수팀(가톨릭의대 세포사멸질환 연구센터, 알젠오가노 바이오테크놀로지)은 인간 유도 만능 줄기세포로 만든 미니 신장인 '신장 오가노이드'로 파브리 신장병 발병 원인을 규명하고 치료제를 개발했다고 전했다.

파브리 신장병은 우리 몸에 갈락토시데이즈-알파(galactosidase alpha)라는 특정 효소가 부족해 생기는 희귀 유전질환인 파브리병이 신장에 침범하는 것으로, 말기 신부전으로 진행돼 투석치료 또는 신장 이식이 필요한 위험한 질환이다.

파브리병 치료는 α-Gal A 효소를 주입하는 '효소 대체 치료'가 주를 이룬다. 그러나 이 치료법으로는 파브리 신장병의 진행을 막지 못해 효과적인 새로운 치료법 개발이 절실한 상황이었다. 특히 그동안 파브리 신장병을 모사할 적절한 실험 모델이 없었다는 점에서 치료법 개발에 난항을 겪어왔다.

김용균 교수팀은 인간 유도 만능줄기세포에서 CRSPR-Cas9 유전자 편집기술을 이용해 파브리병의 원인 유전자인 갈락토시데이즈-알파의 돌연변이를 유도하고, 이를 신장 오가노이드로 분화시켜 실제 인간의 파브리병과 같은 병리학적인 병변을 만드는 데 성공했다.

또 연구팀은 전사체 분석을 통해 글루타티온 대사이상이 파브리 신장병의 발병 원인이라는 사실을 규명했다. 이어 글루타티온 치료를 통해 파브리 신장병이 호전되는 것을 최초로 확인했다.

김용균 교수는 "이번 연구는 난치성 유전병인 파브리병 치료제를 개발하는 과정에서 신장 오가노이드를 이용해 난치성 신장질환 치료제 개발이 가능하다는 것을 실제로 증명했다"며 "연구팀이 제시한 전략이 각종 난치성 신장질환 치료에 적용될 수 있다는 것에 의의가 있다"고 강조했다. 

이번 연구 결과는 'Experimental & Molecular Medicine'에 게재됐다.