동국대학교 의과대학 곽봉섭 교수 연구팀,‘분리형 생체조직칩 기술’ 개발, 동물실험 없이 천연물 항암 신약 개발에 활용

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동국대학교 의과대학 곽봉섭 교수 연구팀에서 개발한 ‘분리형 생체조직칩’ 기술은 차세대 동물대체시험법으로 주목받는 기술로 천연물 유래 항암 신약 개발에 본격적으로 적용되며 국·내외 연구계의 이목을 끌고 있다.

기존 항암제 개발 과정에서는 실험동물을 이용한 효능 검증이 필수적이었으나, 인간과 동물 간의 해부학적 구조, 약물 표적 단백질, 면역계 등 여러 생물학적 차이로 인해 실제 임상에서의 효과는 종종 불확실했다. 특히 부작용 발생 여부를 예측할 확률은 50% 수준으로, 실질적으로 ‘동전 던지기’에 가까운 신뢰도를 보여 왔다.

이러한 문제점을 보완하기 위해 최근 미국 FDA는 현대화법 2.0(Modernization Act 2.0)을 통해 신약 개발 시 동물실험 의무 조항을 삭제했고, 유럽 의약청(EMA) 역시 3R 원칙(대체·축소·개선)에 기반한 대체시험법 활성화에 박차를 가하고 있다. 국내에서도 동물대체시험법의 제도적 기반을 마련하고자 관련 법률안이 발의된 상태다.

그 가운데, 생체조직칩 기술은 세포 수준에서 인체 환경을 정밀하게 모사할 수 있는 가장 진보된 동물대체시험법으로 꼽힌다. 그러나 기존 기술은 생산 효율이 낮고 공정이 복잡하다는 한계가 있어 산업계에서 적용하기 어려운 실정이다. 그러나 본 연구팀에서 개발한 ‘분리형 생체조직칩’은 이러한 한계를 극복한 혁신적인 기술로, 혈관, 세포외기질, 종양 오가노이드 등 종양미세환경 요소들을 분리해 독립적으로 형성한 뒤, 이를 재결합하여 하나의 완성된 시스템으로 구현하는 방식이다. 덕분에 다양한 세포 간 상호작용을 보다 정밀하게 조절할 수 있으며, 혈류와 같은 인체 내 물리적 환경까지 모사 가능하다는 장점을 가진다.

또한 제작 성공률이 높고 공정이 간단해 대량 생산이 가능하며, 이는 독창적인 동물대체 기반 신약 스크리닝 플랫폼으로서의 가능성을 더욱 높인다.


공동연구진인 성균관대학교 약학대학 김기현 교수 연구팀은 맹독성의 붉은뿔사슴버섯과 화경버섯에서 추출한 항암 성분 Roridin E와 Illudin S의 효능을 검증하기 위해 분리형 생체조직칩 기반 동물대체시험법을 도입, 해당 물질에 대한 항암 효과를 정밀하게 하였다고 밝혔다.

동국대 의과대학 곽봉섭 교수는 “천연물 유래 항암 성분을 동물실험 없이 검증할 수 있다는 점에서 이 기술은 항암제 개발 패러다임을 바꾸는 계기가 될 수 있다”며, “앞으로 다양한 천연물과 결합한 차세대 항암 신약 개발의 핵심 플랫폼으로 자리잡을 것”이라고 말했다.

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해당 연구 결과는 화학 및 재료과학 분야 상위 7% 이내의 국제 저명 학술지인 Advanced Science (IF: 14.1)에 최근 게재되며, 세계 학계에서도 높은 관심을 받고 있다.