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뇌 오가노이드 연구동향과 비즈니스 전망

◈ 목차

⑴ 뇌 오가노이드 연구 동향
⑵ 뇌 오가노이드 국내 특허 동향
⑶ 오가노이드 관련 기술과 정보
⑷ 오가노이드와 노 오가노이드 시장
⑸ 오가노이드 관련 비즈니스 전망
⑹ 오가노이드와 오픈 이노베이션

◈본문

■ 뇌 오가노이드 연구 동향

 그림 4. 뇌 오가노이드 활용 분야.

(출처: 장기 유형별 오가노이드 구축 및 활용 사례집 재구성 [2])

2024년 식품 의약품 안전평가원이 보고한 장기 유형별 오가노이드 구축 및 활용 사례집에 따르면, 뇌 오가노이드는 2013년 소두증 연구에서 시작되었고, 현재 지카바이러스 감염증 연구에 주로 활용되고 있으며, 그 외 파킨슨, 알츠하이머, 자폐증 스펙트럼 장애 등 다양한 뇌 질환 연구에 사용되고 있다 (그림 4, 5)

그림 5. 연도별 뇌 오가노이드 활용 질환.

(출처: 장기 유형별 오가노이드 구축 및 활용 사례집 재구성 [2])

예를 들어 알츠하이머 질환 연구에 사용된 뇌 오가노이드의 경우를 한번 살펴보자. 최근 Huang 연구진은 키메라 대뇌 오가노이드를 사용하여 알츠하이머의 타우 병리학에 대한 신경 세포 및 성상 세포 APOE4의 기능을 밝히기도 하였다. APOE4 유전자형은 알츠하이머 질환의 가장 강력한 유전적 위험 인자 중 하나이며 일반적으로 다양한 유형의 뇌 세포에서 광범위한 병리학적 변화를 일으키는 것으로 알려져 있다. 연구진은 뉴런과 성상세포에서 APOE4의 독특한 역할을 조사하는데 키메라 인간 대뇌 오가노이드(chCO)를 만드는 새로운 방법을 개발 하였다. NFIB와 SOX9를 유도만능줄기세포에 도입하여 성상세포의 유도를 촉진시킨 후, 유도된 유도만능줄기세포를 뇌 오가노이드의 표준 배양 조건에서 비감염 유도만능줄기세포와 혼합 및 공배양하여 예측한 대로 기능적 성상교세포는 빠르면 45일에 확인할 수 있었으며 대조군 인간 대뇌 오가노이드(hCO)와 비교하여 chCO에서 더 많은 뉴런이 성숙하였음을 관찰하였다. 이 방법을 통해 APOE3 또는 APOE4와 같은 유전자형이 다른 뉴런과 성상세포를 포함하는 chCO를 생성한 다음 chCO에서 성상 세포 APOE4가 이미 신경 세포에서 지질 방울 형

성과 콜레스테롤 축적을 유의하게 촉진한 반면 성상 세포와 신경 세포 APOE4는 모두 최대 효과에 기여하는 것으로 나타났다. 특히, chCO에서 신경 인산화 타우 수준을 높이는 데 성상 세포 및 신경 APOE4이 동시에 필요한 반면, 신경 APOE4가 있는 chCO에서는 Aβ 수준이 증가해야 한다는 것을 발견하였다. 이 연구는 타우 병리학에 대한 신경 세포 및 성상 세포 APOE4의 역할을 확인하고 AD 연구 및 약물 발견

에 병리학적 모델로서 뇌 오가노이드를 접목하여 chCO를 제작하였다는 점에서 의의가 있다 하겠다.

...................(계속)

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