간소엽을 모방한 고도로 정돈된 삼차원 스캐폴드에서의 간세포 배양 기술과 전망
하나의 약물이 식약청으로 부터 허가받고 상품화되기까지는 많은 시간(약 10년)과 비용(수억 달러)이 소요된다.[1] 보통 약물 후보군들은 전임상(동물실험)과 임상에서 독성이 없어야 하고, 약효능을 보여야 한다. 일부 약물 후보군들은 전임상을 통과한 후 임상에서 사람에 대한 독성이 늦게 밝혀져서 탈락되는 경우도 많다. 보통 90%의 약물후보물질들은 전임상과 임상과정의 독성평가를 통과하지 못하고 탈락한다. 간은 우리 몸에서 화학공장으로서 500가지나 되는 일을 하고 있는데 주로 대사, 합성. 해독 작용을 한다. 우리 몸에 약물들이 들어오면 해독작용으로 대사하는 기간이 간이기 때문에 대사물질이 간의 독성을 줄 수 있어 약물의 간세포 독성을 평가하는 것은 매우 중요한 의미가 있다. 그리고 사람과 동물의 간의 대사과정/산물이 다르기 때문에 동물실험에서 나타나지 않던 약물의 간세포 독성이 사람의 간세포에서 나타날 수 있다. 그러므로 약물독성을 사람의 간세포를 이용하여 세포 실험을 통해 예측할 수 있으면 동물 실험과 임상 연구에 소요되는 시간과 비용을 크게 줄 일 수 있다.
간독성을 예측할 수 세포 실험 모델에 사용되는 주요 세포은 간세포(hepatocytes)안데 간세포들은 구하기가 쉽지 않고 평평하고 딱딱한 2차원적 세포 배양 플라스크에서 배양될 때 간세포의 기능과 모폴러지를 쉽게 잃어버리는 경향이 있다.[1, 2] 간세포들은 80%의 간질세포(parenchymal cells; hepatocytes)과 20%의 비간질세포(nonparenchymal cells; stellate cells, Kupffer cells, sinusoidal endothelial cells 등) 로 구성되어 있으며 고도의 정렬된 육각형의 간소엽 구조에서 삼차원적으로 배열되어 있다 (그림1).[3] 그러므로 간세포들이 자라는 미세환경들 (collagen, fibronectin 등의 세포외기질, 0.15-6 kPa의 탄성을 갖는 부드러운 기계적물성, 육각형 구조에서 세포배열 등)을 모방한 삼차원 미세스스템들이 간세포 배양에 최적임이 보고 되고있다.[2] 본 보고서는 간소엽을 모방한 미세시스템들을 제조하는 기술들(예. 세포 패터닝, 바이오 프린팅, 마이크로몰딩)을 소개한다.