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오가노이드

장기유사체 또는 미니 장기로도 불리는 오가노이드는 줄기세포나 장기 기원세포로부터 분리한 세포를 3차원 배양법으로 다시 응집·재조합하여 만든 장기 특이적 세포 집합체이다. 오가노이드는 자가 조직화(Self-organization)가 가능해일반적인 배양 세포보다 복잡한 생체의 장기를 모방할 수 있어 신약 개발, 인공 장기 및 질병 치료 등로 활용되고 있다. 개념 및 동향 자세히 보기
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기술동향 [독성] 장기 유형별 오가노이드 구축 및 활용 사례집 [독성] 장기 유형별 오가노이드 구축 및 활용 사례집 ◈ 목차Ⅰ. 서론Ⅱ. 오가노이드의 개요Ⅲ. 오가노이드를 이용한 장기별 질환 모델1. 뇌 오가노이드2. 망막 오가노이드3. 내이 오가노이드4. 피부 오가노이드5. 심장 오가노이드6. 신장 오가노이드7. 폐 오가노이드8. 간 오가노이드9. 췌장 오가노이드10. 위장, 대장 및 소장 오가노이드11. 암 오가노이드Ⅳ. 결론Ⅴ. 참고문헌◈ 본문Ⅰ. 서론오가노이드는 실험동물 또는 인체에서 유래한 세포의 자가조직화 능력을 이용하여 3차원 증식을 유도하고 이를 생체 모델 시스템으로서 활용하는 생명공학 기술이다. 2000년대에 네덜란드의 연구자인 한스 클래버스 박사(Hans Clevers)가 생쥐의 장 줄기세포를 3차원 배양하여 '미니 장기'로 소개하였고 이후 기술이 꾸준히 발전하면서 광범위한 조직에서 오가노이드 생성이 가능하다는 것이 밝혀지고 있다.이 기술의 활용범위도 윤리적인 문제가 걸려있는 동물실험 대신 동물에서 모델링이 어려운 인간 질환에 대한 연구와 이식치료를 목적으로 하는 인공 조직 생성으로 확장되고 있으며, 현재 세계 여러나라에서 인체의 일부 손상된 조직을 대체할 수 있는 오가노이드의 임상 시험도 진행되고 있다.본 사례집은 130건의 오가노이드 관련 문헌을 조사·분석하여 뇌·망막·내이·피부·심장·신장·폐·간·췌장·장(위장, 소장, 대장) 등 10종 장기 및 11종의 암 오가노이드 각각에 대해 장기별 대상 질환 및 암에서의 오가노이드를 활용한 질환 및 유효성 모델 확립 사례에 대한 정보를 요약하여 일목요연하게 수록하였다. 본 정보를 활용하면 관련 연구자가 각 장기 유형별 오가노이드의 활용 사례를 편리하게 파악할 수 있으며, 또한 신규 오가노이드 구축 시 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.Ⅱ. 오가노이드의 개요오가노이드(organoid)는 1차 조직으로부터 유래한 세포나 배아줄기세포 (embryonic stem cell; ESC), 또는 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell; iPSC) 등 다양한 세포를 3차원 배양법으로 응집·배양한 단순화된 장기유사체이다. 특히 오가노이드는 자가 조직화(self-organization)를 통해 해당 모델 장기와 유사한 세포 구성 및 구조를 지니고, 기능을 모사할 수 있다. (1) 이러한 특성 덕분에, 오가노이드는 현재 학계와 산업계 전반에 걸쳐 2차원 배양세포에 비해 유용한 질환 모델로서 인정받고 있다. 국내·외 많은 연구자들이 오가노이드를 이용하여 기초연구분야에서는 질병의 병리학적 기전을 연구하거나, 응용연구분야에서는 약물 스크리닝, 독성 평가 등에 이용하는 등 다양한 분야에서 오가노이드 모델을 적용 중이다. 이러한 연구동향은 오가노이드는 2차원 세포 배양과 유사하여 조작이 간단한데 비해 2차원 배양된 세포보다 생체 조직과 비슷하다는 장점이 있고, 동물 모델과 비교하였을 때, 윤리적·경제적 부담이 적다는 이점이 있다.(2-6)<표 1. 2D 세포배양, 오가노이드, 동물모델 간의 차이점>">...................(계속) ☞ 자세한 내용은 내용바로가기 또는 첨부파일을 이용하시기 바랍니다.
  • 등록일 2022.05.30
  • 출처 식품의약품안전평가원
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개념 및 동향 자세히 보기

장기유사체 또는 미니 장기로도 불리는 오가노이드는 줄기세포나 장기 기원세포로부터 분리한 세포를 3차원 배양법으로 다시 응집·재조합하여 만든 장기 특이적 세포 집합체이다. 오가노이드는 자가 조직화(Self-organization)가 가능해일반적인 배양 세포보다 복잡한 생체의 장기를 모방할 수 있어 신약 개발, 인공 장기 및 질병 치료 등로 활용되고 있다.


오가노이드 연구는 2009년 Hans Clevers 연구팀의 연구성과 발표 이후 급격히 발전하여 암 연구를 위한 암 오가노이드 및 장, 간, 폐, 위, 신장, 뇌, 심장에 이르는 다양한 장기의 오가노이드 개발에 성공하였다. 하지만 현재의 오가노이드 기술로는 실제 장기의 복잡한 환경을 반영하지 못하며, 재현성 및 고비용 등 해결과제가 있어 이를 극복하기 위한 다양한 연구개발이 진행되고 있다.


여기에서는 바이오인에서 담고 있는 오가노이드에 관련된 다양한 자료들을 종합적으로 살펴볼 수 있다.



오가노이드 연구 동향


오가노이드라는 개념은 1957년 Etienne Y.에 의해 만들어졌으며 2009년 네덜란드 Hans Clevers 연구팀이 3D 배양을 통한 보다 정교한 구조의
장 오가노이드를 제작하고 연구결과를 Nature지에 발표하면서 오가노이드 연구가 본격적으로 시작되었다.
2010년 이후 유도만능줄기세포, 성체줄기세포를 이용한 오가노이드 연구가 활발해져 장, 폐, 위, 신장, 뇌, 간 등의 장기를 비롯하여 다양한 암,
눈물샘, 침샘 등의 오가노이드 제작에 성공하였다. 최근 코로나19 감염 기전 규명 및 치료제 개발에도 활용되는 등 기존 동물실험보다 안전하고
효과적인 약물 개발을 기대할 수 있다. 또한 오가노이드 기술의 한계를 극복하려는 다양한 연구개발도 진행중에 있다.

오가노이드 활용 분야


오가노이드는 자가조직화 능력을 기반으로 포유류의 배아 발달 및 질병 발병 기전에 대한 이해, 약물 반응·효과를 예측하는 맞춤 의료 및 손상된
장기를 대체하는 인공장기 개발 등에 활용되고 있다. 특히 암 연구에서 환자의 특성을 그대로 재현하는 환자 유래 암 오가노이드를 제작하여
약물 반응을 정확히 예측하여 치료하려는 연구가 활발하다.
손상된 장기를 재생 치료하는 오가노이드 치료제 개발이 시도되고 있다. Hans Clevers 연구팀이 개발한 침샘 오가노이드가 네델란드 정부로부터
임상 1상 시험 승인을 받았으며, 일본에서는 장 오가노이드의 임상 1상이 진행된다(2021년).

글로벌 시장 동향


글로벌 오가노이드 시장규모는 2019년 6.89억달러(약 7,687억원)에서 연평균 22.1%로 성장하여 2027년 34.2억달러(약 3.82조원)의 규모로
확대될 전망이다 (출처 : Research and Markets, 2021.1). 유형별로는 위, 장, 간, 폐, 뇌, 신장 등의 오가노이드 시장이 형성되어 있으며, 2019년 기준 장 오가노이드 시장이 가장 큰 점유율을 차지하고 있다.
대표적인 오가노이드 기업으로는 STEMCELL Technologies, Cellesce, Hubrecht Organoid Technology, Definigen, 3Dnamics,Organoid
Therapeutics 등이 주요하게 활동하고 있으며, 국내 기업으로는 T&R 바이오팹, 오가노이드사이언스 등이 있다.

내용 출처

한국바이오협회, BIO ECONOMY BRIEF, 오가노이드(Organoids) 시장현황, 2019.9
생명공학정책연구센터 BioINwatch 19-51, 바이오 인공장기를 위한 핵심기술, “오가노이드(Organoids), 2019.7.25
한국경제, [이달의 논문 리뷰] 인간 오가노이드의 현재와 미래, 2021.2.19.
동아일보, 재생치료-신약개발의 미래… 2조원대 ‘오가노이드 시장’ 잡아라, 2021.4.5.

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