원시적인 눈을 지닌 뇌 오가노이드

(A brain organoid with optic cups. Credit: Elke Gabriel)

(This graphical abstract shows how optical vesicle brain organoids are developed. Credit: Gabriel et al./Cell Stem Cell)

독일 뒤셀도르프 대학 병원 (University Hospital Düsseldorf)의 과학자들이 인간 유도 줄기 만능세포 (human iPSC)를 이용해 미니 뇌인 뇌 오가노이드 (Organoid)에 원시적인 초기 단계 눈인 안배 (optic cup, 眼杯)를 발생시키는 데 성공했습니다.

안배: https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1122383&cid=40942&categoryId=32317

눈은 뇌와 매우 밀접한 감각 기관으로 발생 초기에 뇌의 일부가 움푹하게 들어가 형성된 안포 (optic vesicle)에서 형성됩니다. 안포가 발달한 것이 안배로 망막과 렌즈가 될 부분이 분화하기 시작합니다. 따라서 단순히 움푹 패인 구조가 아니라 눈 같은 동그란 구조물이 생깁니다. (사진 참조)

안배는 상당히 복잡하고 분화한 구조물이라 기존의 뇌 오가노이드에서는 완전히 발생에 성공한 적이 없었습니다. 뒤셀로르프 대학 연구팀은 새로운 프로토콜을 이용해서 발생 30일째 안배의 초기 구조물을 만들고 50일에는 완전한 형태의 안배를 발생시키는 데 성공했습니다. 연구팀의 프로토콜은 314개의 오가노이드에서 72%의 성공률을 보여 매우 재현율이 높아 앞으로 뇌와 눈의 발생 연구나 관련된 약물 테스트 등 여러 가지 연구에 도움이 될 것으로 생각됩니다.

오가노이드는 실제 장기의 미니 버전으로 매우 작고 단순하기 때문에 진짜 장기를 대체하기는 어렵습니다. 안배가 있더라도 이 오가노이드가 더 분화해서 완전한 눈과 뇌가 되기는 어렵다는 이야기입니다. 하지만 그래도 뭔가 눈까지 있으니 진짜 미니 사람 같은 느낌이 드는 것도 사실입니다. 과연 어디까지 줄기 세포 연구를 허용해야 하는지 하는 생각도 드는 연구입니다.

참고

https://medicalxpress.com/news/2021-08-brain-organoids-optic-cups.html

Elke Gabriel et al, Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles, Cell Stem Cell (2021). DOI: 10.1016/j.stem.2021.07.010

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