Organ-on-Chips 에 의한 인간병리생리학의 Reverse Engineering

전문가 제언

○ 살아있는 장기에서 세포와 조직들의 기능을 조사하기 위하여 인간의 별리생리학적 특성을 이해하는 것이 필수적이다. 장기들은 다른 형태의 조직들로 구성되어 있으며, 이러한 조직들은 장기 내에서 3차원적 배열로 정렬되어 있다. 하지만 상당한 기술적 진보에도 불구하고, 현재의 2D/3D 배양 모델들은 특정 장기에 대한 in vivo 미세환경 다양성의 완벽한 재현은 불가능하다.

○ 이러한 제한들을 극복하기 위해 기존의 in vitro 세포배양 모델을 대체하여 살아있는 장기의 기능과 복잡한 구조를 모사한 모델개발이 이루어지고 있다. 최근 마이크로시스템 공학과 미세제조 기술은 미세유체공학 기술로 정밀한 유체흐름과 압력의 조절을 통해 세포배양 미세환경 형성이 가능하여 졌다. 이러한 미세유체공학과 세포생물학을 이용한 마이크로공학은 “Organs-on-Chips"의 개발을 통해 기존의 세포배양시스템에서 불가능한 다양한 생물학적 현상을 연구하게 하였다.

○ "Organs-on-Chips" 마이크로 시스템들은 미세유체 장치 내에서 세포를 배양시킬 수 있을 뿐만 아니라 특정 장기관련 생리현상과 in vivo 질병 모델을 개발하는 대도 매우 유용하다. 따라서 향후 제약산업에 커다란 영향을 줄 것이며, 특히 약물의 효능과 독성을 검사하기 위한 동물 실험모델을 대체할 수 있어 신약개발 비용을 크게 절감 할 수 있다. 또한 다양한 목적의 임상 의학/약학 실험에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

○ 국내 연구로 2011년 “형광 공명 에너지 전이를 이용한 Metalloproteinase 7 검출 마이크로바이오칩 개발” 논문에서 Bio-MEMS (micro electro mechanical system) 기술을 이용하여 microbiochip을 제작하였고, 이 chip에서 직접 fluorescence resonance energy transfer (FRET) 반응을 수행하고, 강한 형광 세기와 지속력을 가진 quantum dots (QDs)을 이용하여 형광 신호를 안정적으로 검출하였고, protease를 처리하기 전과 후의 형광세기의 변화를 이용하여 protease를 정량적으로 검출하였다

저자

Donald E. Ingber

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

바이오

연도

2016

권(호)

164()

잡지명

Cell

과학기술
표준분류

바이오

페이지

1105~1109

분석자

이*현

분석물

• Organ-on-Chip에 의한 인간병리생리학의 Reverse Engineering.pdf [495,732 byte]

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