College Of Engineering
서울공대 이야기
장경진 연구원과 서갑양 교수
 
생체 신장 모사 칩 개발
- 신장칩 (Kidney on a chip)으로
생체외 환경에서 신장 기능 연구 가능 -

  신장은 우리 몸의 생체 항상성을 유지하기 위해 수분과 전해질 균형을 조절하고 노폐물을 제거해주는 매우 중요한 기능을 수행하는 기관이다. 신장은 약 백만 개의 네프론이라고 하는 기능적 단위로 이루어져 있으며, 하루 약 180 리터의 물이 신장을 통과한다. 신장의 기능에 이상이 생기면 부종, 고혈압, 요독증, 신부전, 신장암 등이 발생할 수 있다. 이러한 중요성에도 불구하고, 신장의 복잡한 구조와 복합적인 호르몬에 의한 조절 기작으로 인해 우리 몸의 다른 기관에 비해 신장 모사 환경에 대한 연구는 거의 되어 있지 않았다.
  최근 서울대학교 기계항공 공학부 서갑양 교수 (38, 사진) 연구팀은 생체 내부와 비슷한 조건에서 신장세포를 배양하고 세포의 반응을 테스트할 수 있는 신장 세포 연구 용 칩을 개발하여 이를 권위 있는 국제학술지인 'Lab on a chip' 저널에 발표하였고, 이 논문은 2010년 1월호에 전면 표지 논문으로 출간될 예정이다. 연구팀의 마이크로 유체역학 및 의생명공학 기술을 접목하여 간단하면서도 신장 모사에 필요한 필수 조건을 갖춘 신장 칩을 개발하였다고 밝혔다.
  연구팀은 신장 세포가 받는 유체 환경을 재현하기 위한 채널, 세포를 통과하는 물질 이동이 가능한 바닥면, 튜블 세포 기저면을 모사한 층으로 이루어진 삼중 구조의 칩을 개발하였다. 신장 칩을 통해 신장 세포가 생체 내에서 받는 다양한 범위의 전단응력을 조절하면서 세포의 구조적, 기능적 변화를 분석할 수 있고 기저면을 통한 호르몬이나 약물의 자극에 대한 변화를 테스트 할 수 있다.   
  연구를 주도한 박사과정 장경진 연구원(31, 사진)은 "생체 외 환경에서 신장을 연구하기 위해서는 조직 공학적으로 신장과 비슷한 환경을 만드는 것이 선행되어야 한다” 며,  “유체 환경과 물질이동이 가능한 배양환경을 제공하였을 때 신장 세포는 기존의 배양 조건에서와는 큰 차이를 보였고 이것은 생체 내에서 신장 세포가 반응하는 현상과 매우 유사한 것으로 연구 결과가 나왔다” 고 말했다.
  연구팀은 개발한 생체 신장 모사 칩이 신장 생리학 연구에 도움이 될 뿐만 아니라 신장 질환에 대한 약물 검출이나 진단 테스트 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
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