파킨슨병의 병리 기전을 정밀 재현하고 치료제 개발에 활용 가능한 세계 최초의 인간 뇌 어셈블로이드 모델이 국내에서 개발됐다.
뇌 어셈블로이드란 미니장기라는 오가노이드를 융합해서 실제 뇌처럼 서로 다른 영역이 상호작용하는 네트워크까지 재현한 모델을 말한다.
아주대의대 약리학교실 조중현 교수 연구팀은 인간 전분화능 줄기세포(hPSC)로 만든 중뇌 오가노이드와 선조체 오가노이드를 융합한 인간 중뇌-선조체 어셈블로이드(hSMA) 제작에 성공했다고 신경과학·신경학 분야 국제학술지(Brain)에 발표했다.
연구팀에 따르면 이 모델은 도파민 뉴런과 GABA 뉴런 간의 시냅스 형성과 전기생리적 신호 전달 등 파킨슨병 발병과 밀접한 신경회로 활동을 충실히 재현했다.
또한 연구팀은 알파-시누클레인(α-synuclein) 과발현 조건에서 환자 뇌에서 나타나는 단백질 축적, 도파민 신경세포 소실, 루이소체 유사 구조 형성을 그대로 재현하는 데 성공했다.
연구팀은 "단순한 세포 집합체가 아니라 실제 환자 뇌의 병리 과정을 반영하는 정교한 질병 모델"이라고 설명했다.
아울러 단백질 응집 억제제 Anle138b와 자가포식 유도제 라파마이신(rapamycin)을 투여한 결과, 알파-시누클레인 축적이 줄어드는 치료 효과가 확인돼 신약 후보 물질 평가 활용 가능성도 제시됐다.
조중현 교수는 "이번 연구는 파킨슨병 병리 기전을 이해하고 새로운 치료 전략을 모색하는 데 매우 중요한 전환점"이라며 "앞으로 글로벌 수준의 전임상 연구 플랫폼으로 확산돼 환자 치료에 기여할 것"이라고 기대감을 나타냈다.