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[IT뉴스]약물 부작용·급성 신장 손상 예측…인체와 유사하게 분석

온카뱅크관리자

2026-01-05 15:57:33

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> KAIST, 바이오 미세유체시스템 개발..근육·신장손상 실험실서 재현 장기조직 연결 또는 분리한 모듈형 미세유체칩...독성물질도 확인 가능 
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 <img alt="KAIST가 개발한 ‘바이오 미세유체시스템’으로 약물로 인한 근육 손상이 신장 손상으로 이어지는 과정을 실험실에서 재현할 수 있다. 사진은 미세유체시스템을 AI로 생성한 이미지. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202601/05/dt/20260105155039493jgqp.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="zIbyvhgRlC" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202601/05/dt/20260105155039493jgqp.jpg" width="658">
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 KAIST가 개발한 ‘바이오 미세유체시스템’으로 약물로 인한 근육 손상이 신장 손상으로 이어지는 과정을 실험실에서 재현할 수 있다. 사진은 미세유체시스템을 AI로 생성한 이미지. KAIST 제공.
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 약물로 인해 생기는 근육 손상이 신장 손상으로 이어지는 과정을 실험실에서 재현할 수 있는 미세유체시스템이 개발됐다.
 KAIST는 전성윤·심기동 기계공학과 교수팀이 김세중 분당서울대학교병원 교수와 공동연구를 통해 약물 부작용과 급성 신장 손상을 예측할 수 있는 ‘바이오 미세유체시스템’을 개발했다고 5일 밝혔다.
 미세유체시스템은 아주 작은 칩 위에서 인체 장기 환경을 구현한 장치를 의미한다.
 횡문근융해증은 약물 복용 등으로 근육이 손상되면서 신장 기능 저하와 급성 신부전으로 이어질 수 있는 질환이다. 하지만 근육과 신장이 인체 내에서 어떻게 서로 영향을 주며 동시에 손상되는지를 직접 관찰하는데는 한계가 있었다.
 연구팀은 실제 인체 환경과 유사한 조건을 구현하기 위해 입체적으로 구현한 근육 조직과 근위세뇨관 상피세포(신장에서 핵심 역할을 하는 세포)를 하나의 작은 칩 위에서 연결할 수 있는플러그-앤-소켓 방식의 모듈형 미세유체 칩을 개발했다.
 작은 칩 위에서 사람의 장기처럼 세포와 조직을 배양하고, 서로 영향을 주고받도록 설계됐다.
 이 칩은 근육과 신장 조직을 각각 가장 적합한 조건에서 따로 배양한 뒤, 실험이 필요한 시점에서 두 조직을 연결해 장기 간 상호 작용을 유도할 수 있다.
 실험이 끝난 후에는 두 조직을 다시 분리해 각각의 변화를 독립적으로 분석할 수 있고, 손상된 근육에서 나온 독성 물질이 신장에 미치는 영향을 수치로 확인할 수 있다.
 연구팀은 이 장치를 활용해 임상에서 근육 손상을 유발하는 것으로 알려진 아토르바스타틴(고지혈증 치료제)과 페노피브레이트(중성지방 치료제)를 실험에 적용했다.
 그 결과, 근육 손상 정도를 보여주는 물질의 수치가 증가하는 등 횡문근융해증의 전형적인 변화가 관찰됐다.
 아울러 신장 조직에서는 정상적으로 살아 있는 세포 수가 감소하고, 세포 사멸이 증가했다. 급성 신손상이 발생할 때 증가하는 지표(NGAL·KIM-1)의 발현도 유의미하게 증가했다.
 손상된 근육에서 나온 독성 물질이 신장 손상을 단계적으로 더욱 악화시키는 연쇄적인 손상 과정까지 함께 확인할 수 있었다고 연구팀은 덧붙였다.
 전성윤 KAIST 교수는 “근육과 신장을 동시에 연결·분리할 수 있는 모듈형(조립형) 장기칩을 활용해 약물 유발 근육 손상이 신장 손상으로 이어지는 인체 장기 간 연쇄 반응을 실험실에서 처음으로 정밀 재현했다는 점에서 의미가 크다”며 “앞으로 약물 부작용의 사전 예측과 개인별 맞춤형 약물 안전성 평가까지 확장할 수 있을 것”이라고 말했다.
 이 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 지난해 11월 12일자에 실렸다.
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 KAIST가 개발한 ‘바이오 미세유체시스템’ 개념도. KAIST 제공.
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 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr
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