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3D 인간 폐로 코로나19 감염 과정 관찰

2020-10-26기사 편집 2020-10-26 16:27:25      장진웅 기자 woong8531@daejonilbo.com

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KAIST 등 국내연구진, 세계 최초 실험실 모델 개발
바이러스 노출 6시간 뒤 폐 세포 파괴 등 정밀 규명

첨부사진1국내 연구진이 코로나19 바이러스가 폐렴을 일으키는 이유와 치료 방향을 실험에서도 연구할 수 있도록 인체의 폐포(허파꽈리) 구조와 기능을 3차원적(3D)으로 재현한 배양 기술을 개발했다. 연구 요약도. 사진=KAIST 제공


코로나19 바이러스가 폐렴을 일으키는 이유와 치료 방향을 실험에서도 연구할 수 있도록 인체의 폐포(허파꽈리) 구조와 기능을 3차원적(3D)으로 재현한 배양 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 실험실에서 더 많은 사람들이 코로나19 연구에 대한 접근성이 높아져 관련 이해와 치료제 개발에 시간이 단축될 수 있을 것으로 기대된다.

26일 KAIST에 따르면 의과학대학원 주영석 교수 연구팀 등이 참여한 공동연구팀은 인체의 폐포 줄기세포를 실험실에서 3차원적으로 장기간(6개월 이상) 배양할 수 있는 배양 조건을 세계 최초로 확립하는 데 성공했다. 코로나19 바이러스가 생쥐 모델에겐 감염이 일어나지 않아 실험실에서 연구하기 위한 모델 개발이 필요한 상황이었다.

연구진은 특히 3D 폐포를 이용해 코로나19 바이러스가 폐 세포를 파괴하는 과정을 정밀 관찰했다. 3D 폐포를 코로나19 바이러스에 노출시킨 뒤 감염 전후의 폐 세포의 구조적·기능적 변화를 다각도로 분석했다.

그 결과 3D 폐포가 코로나19 바이러스에 노출되면 6시간 내 급속한 증식이 일어나 감염이 완료되는 모습을 확인했다. 이를 막기 위한 폐 세포의 선천 면역 반응에는 약 3일가량 걸리는 것도 관찰했다.

이와 함께 하나의 코로나19 바이러스 입자가 하나의 세포를 감염시키는 데 충분하다는 사실도 알아냈다. 그러면서 감염 3일째 세포 가운데 일부분이 고유 기능을 급격히 상실한다는 사실도 확인할 수 있었다.

주영석 교수는 "이번에 개발한 3차원 인체 폐 배양 모델 규모를 확대한다면 코로나19 바이러스를 비롯한 다양한 호흡기 바이러스에 대한 감염 연구에 유용하게 사용될 것"이라고 말했다. 이어 주 교수는 "동물이나 다른 장기 유래의 세포가 아닌 호흡기 바이러스의 표적 세포인 사람의 폐 세포를 직접적으로 질병 연구에 응용함으로써 효율적이고 정확한 기전 규명은 물론 치료제 개발에도 이용할 수 있다"고 밝혔다. 장진웅 기자





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