바이오 3D 프린터로 출력한 뇌조직

(Researchers have 3D printed brain tissue that grows and functions like regular brain tissue. Credit: Yan et al./UW-Madison)

조직을 3차원적인 형태로 출력하는 바이오 3D 프린팅 기술은 현실적인 질병 연구 모델이나 약물 연구 모델, 그리고 조직 재생 기술로 주목받고 있습니다. 하지만 뇌처럼 복잡하고 다른 세포와 많이 연결된 조직을 바이오 3D 프린터로 출력하는 것은 여전히 어려운 일입니다.

위스콘신 메디슨 대학 (University of Wisconsin–Madison (UW-Madison))의 수-젠 장 (Su-Chun Zhang)이 이끄는 연구팀은 이 문제를 극복할 수 있는 뇌 조직 바이오 3D 프린팅 기술을 선보였습니다.

연구팀은 특수 바이오 잉크에 뇌조직으로 분화할 수 있는 신경 줄기 세포 (neural progenitor cells (NPCs))를 담았습니다. 혈액 응고 인자인 피브리노겐과 트롬빈을 지닌 바이오 잉크는 출력 후 3차원 구조와 층을 유지하게 도와줍니다. 다만 너무 끈적하기 때문에 히알루론산 (hyaluronic acid) 하이드로겔을 섞었습니다.

이 바이오 잉크는 얇은 분리층과 함께 교대로 출력한 후 배양하면 2-5주 후 자라면서 서로 시냅스를 연결해 진찌 뇌조직처럼 자라납니다. 트롬빈 같은 응고인자가 세포층이 서로 섞이는 것을 막아주기 때문에 진짜 뇌조직처럼 떨어진 세포끼리 연결되는 것입니다.

연구팀은 이렇게 만든 인공 뇌조직이 약물 테스트나 기초 임상 연구, 각종 생물학 연구에 도움을 줄 것으로 기대하고 있습니다.

여담이지만, 이렇게 출력한 뇌조직도 생각이나 의식을 지닐 수 있을까라는 생각이 듭니다. 물론 자의식을 지니기 위해선 단순한 뇌조직이 아니라 매우 복잡하고 큰 뇌가 필요하지만, 언젠가 그런 단계까지도 도달하는 것이 아닌가 하는 생각입니다.

참고

https://newatlas.com/science/novel-3d-printing-technique-brain-tissue-functional-neurons/

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(23)00439-3?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1934590923004393%3Fshowall%3Dtrue

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