국내 연구진이 세계 최초로 ‘인공태반 칩’을 개발하는 데 성공했다. 그동안 산모와 태아에게 위험해 제대로 탐구되지 못한 태반의 신비가 벗겨지면 임신으로 인한 합병증을 막고, 성공적인 임신을 돕는 새로운 길이 열릴 것으로 보인다.
분당서울대학교병원 산부인과 홍준석 교수팀 등은 최근 태반의 기능과 질환에 대한 연구를 용이하게 하는 인공태반 칩을 개발했다고 24일 밝혔다. 지금까지 폐와 같은 장기를 칩에 이식한 적은 있지만, 태반의 기능을 칩에 이식해 성공시킨 것은 이번이 세계적으로 처음이다.
산모와 태아를 연결하는 태반은 산소와 영양분을 태아에게 공급하고, 해로운 물질의 침투를 막아주는 역할을 한다. 임신을 유지하는 호르몬의 방출과 면역기능도 맡고 있다. 임신 중독증과 태아 발육부전 등 임신 합병증의 원인은 태반의 이상이다.
이 때문에 태반 연구는 임신 합병증 예방에 중요하지만, 출산 전 태반을 침습적으로 모니터링하면 산모와 태아에게 해로울 수 있어 제대로 된 연구가 이뤄지지 못했다. 출산 후 태반을 관찰하거나 동물모델 또는 실험실에서 배양한 인간세포를 이용해 한계에 부딪혔다.
홍 교수팀 등이 개발한 인공태반 칩은 태반의 구조와 기능을 미세한 형태로 모방했다. 칩은 반삼투성막으로 분리된 두 개의 작은 공간으로 구성돼 있다. 한쪽은 태반의 영양막 세포, 나머지 한쪽은 태아의 혈관내피세포로 채워져 있다. 연구진은 칩의 기능을 밝히기 위해 글루코스(포도당)를 통과시켜 영양분의 이동을 증명했다.
인공태반 칩을 이용하면 기존 동물실험보다 훨씬 더 효율적인 연구와 비용절감이 가능할 전망이다. 공동연구 책임자인 홍준석 교수는 “인공태반 칩을 통해 태반의 기능과 이상에 대한 연구가 진행되면 임신 중독증, 자궁 내 태아 발육부전, 거대아 등 산과적 질환에 대한 이해를 높이고, 예방과 치료에 대한 연구 성과를 얻을 수 있다”고 전했다.
이번 연구는 홍준석 교수를 비롯해 서울대 의대 의공학교실 김희찬 교수, 서울아산병원 병리과 김종재 교수, 미국 NIH 연구팀의 협력을 통해 진행됐다. 연구결과는 서울대 바이오엔지니어링 협동과정 박사과정 이지수씨를 제1저자로 ‘모체-태아-신생아 의학저널(Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine)’에 발표됐다.
