뉴스 | 최초의 인간 모유 분비 모델 공개, ETH Zurich 3D가 미니 모유 공장을 인쇄하다
인간의 모유는 영아에게 맞춰진 천연 ‘슈퍼 영양 용액’이지만, 놀랍게도 과학계는 유선에서 모유가 합성되는 기전에 대해 아직 아는 것이 많지 않습니다. 이 중요한 생명 과정을 밝히기 위해 스위스 ETH Zurich 조직공학·바이오제조학 석좌교수 Marcy Zenobi-Wong이 이끄는 연구팀은 실험실에서 모유를 생산할 수 있는 3D 프린팅 인간 유방 조직 모델을 개발했습니다.
이 성과는 모유 생산 기전을 연구할 혁신적인 플랫폼을 제공할 뿐 아니라, 모유 수유 장애, 약물 안전성, 유방암 기전 및 기타 문제를 탐구하는 새로운 길을 열 수 있습니다.
모유 세포로 미니어처 ‘수유’ 유선 모델 구축
연구팀은 모유에서 자연적으로 존재하는 유선 상피세포를 추출했습니다. 이 세포들은 수유 중인 유선 조직에서 유래해 모유와 함께 배출됩니다. 연구진은 특수한 3D 바이오프린팅 공정을 통해 이 세포들을 유관을 모방한 삼차원 구조에 ‘파종’했고, 실험실에서 인간 유선의 주요 구조를 성공적으로 재현했습니다.
이 획기적인 인쇄 기술은 체적 바이오프린팅이라고 합니다. 레이저가 액체 젤을 여러 각도에서 조사하고, 특정 부위가 충분한 광량을 받으면 물질이 수초 안에 원하는 방식으로 굳어 유방포와 유관을 닮은 작은 삼차원 구조를 만듭니다.
인쇄에 사용된 물질은 소 유선 추출물에서 유래했으며, 생물학적 성분이 인간 유선과 유사해 세포의 ‘성장 기반’으로 적합합니다. 더욱 고무적인 점은 연구진이 모델 안에서 이 상피세포들이 베타카제인과 유지방구 등 전형적인 모유 성분을 분비하기 시작한 것을 관찰했다는 것입니다.
연구 논문의 첫 저자이자 박사과정 학생인 Amelia Hasenauer는 “처음에는 이 세포들이 실제로 자랄 수 있을지, 모유를 생산할 수 있을지는 더더욱 확신할 수 없었습니다”라고 말했습니다. “여러 차례 시도한 끝에 적절한 배양 조건을 찾아냈습니다. 많은 동료들이 이 모유 세포들이 조직으로 자랄 수 있다는 사실에 놀랐습니다.”
인공 모유를 만드는 것이 아니라 기초과학을 위한 모델
이 모델이 일부 모유 성분을 실제로 생산하지만, Zenobi-Wong 교수는 목표가 인공 모유 제조가 아니라고 강조했습니다.
그녀는 “모유의 구성은 단백질, 지방, 탄수화물부터 면역세포와 미생물까지 수백 가지 물질을 포함할 정도로 매우 복잡합니다. 지금까지 우리는 첫걸음만 내디뎠습니다”라고 설명했습니다.
Hasenauer는 “이 모델의 진정한 의미는 처음으로 체외에서 수유 세포의 행동을 관찰하고 조절할 플랫폼을 제공한다는 데 있습니다. 모유 수유 중 어려움을 겪는 많은 여성을 알고 있으며, 이 모델이 앞으로 근본 원인을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다”라고 덧붙였습니다.
이 모델은 약물과 화학물질이 수유 과정에 미치는 영향을 연구하는 데도 사용할 수 있으며, 유방암 연구와 조직 복구 응용 분야로 확장할 수도 있습니다. Zenobi-Wong은 다음 단계로 인쇄 효율을 개선해 더 많은 수유 데이터를 수집하고 고처리량 분석을 진행할 계획이라고 밝혔습니다.
모유 세포에서 유래한 모델, 여성 건강 연구의 새로운 길을 열다
이 연구는 여성 생리 연구 분야의 공백도 부각합니다. Zenobi-Wong 교수는 “자궁내막증과 산후 유방염부터 난임까지, 너무 오랫동안 소외된 여성 건강 문제가 여전히 너무 많습니다”라고 말했습니다. 전통적인 동물실험이나 침습적 검체 채취와 비교해, 모유에 존재하는 유선 세포라는 ‘자연적으로 배출되는 체액’을 이용해 모델을 구축하는 연구팀의 접근법은 윤리적 부담이 낮고 조작이 간단하며 진정성 있고 통제 가능한 데이터를 제공해 여성 건강 연구의 패러다임을 바꿀 가능성이 있습니다.
그녀와 연구팀은 이 모델이 수유 기전 연구를 발전시킬 뿐 아니라, 오랫동안 소홀히 다뤄진 여성의 생리 과정에 더 큰 과학적 관심과 자원 투자를 이끌어 내기를 희망합니다.
뉴스 | 최초의 인간 수유 모델: ETH 취리히, 3D 프린팅으로 모유를 생산하는 미니어처 시스템 제작
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인간의 모유는 영아에게 맞춰진 천연 ‘슈퍼 영양 용액’이지만, 놀랍게도 과학계는 유선에서 모유가 합성되는 기전에 대해 아직 아는 것이 많지 않습니다. 이 중요한 생명 과정을 밝히기 위해 스위스 ETH Zurich 조직공학·바이오제조학 석좌교수 Marcy Zenobi-Wong이 이끄는 연구팀은 실험실에서 모유를 생산할 수 있는 3D 프린팅 인간 유방 조직 모델을 개발했습니다.
이 성과는 모유 생산 기전을 연구할 혁신적인 플랫폼을 제공할 뿐 아니라, 모유 수유 장애, 약물 안전성, 유방암 기전 및 기타 문제를 탐구하는 새로운 길을 열 수 있습니다.
모유 세포로 미니어처 ‘수유’ 유선 모델 구축
연구팀은 모유에서 자연적으로 존재하는 유선 상피세포를 추출했습니다. 이 세포들은 수유 중인 유선 조직에서 유래해 모유와 함께 배출됩니다. 연구진은 특수한 3D 바이오프린팅 공정을 통해 이 세포들을 유관을 모방한 삼차원 구조에 ‘파종’했고, 실험실에서 인간 유선의 주요 구조를 성공적으로 재현했습니다.
이 획기적인 인쇄 기술은 체적 바이오프린팅이라고 합니다. 레이저가 액체 젤을 여러 각도에서 조사하고, 특정 부위가 충분한 광량을 받으면 물질이 수초 안에 원하는 방식으로 굳어 유방포와 유관을 닮은 작은 삼차원 구조를 만듭니다.
인쇄에 사용된 물질은 소 유선 추출물에서 유래했으며, 생물학적 성분이 인간 유선과 유사해 세포의 ‘성장 기반’으로 적합합니다. 더욱 고무적인 점은 연구진이 모델 안에서 이 상피세포들이 베타카제인과 유지방구 등 전형적인 모유 성분을 분비하기 시작한 것을 관찰했다는 것입니다.
연구 논문의 첫 저자이자 박사과정 학생인 Amelia Hasenauer는 “처음에는 이 세포들이 실제로 자랄 수 있을지, 모유를 생산할 수 있을지는 더더욱 확신할 수 없었습니다”라고 말했습니다. “여러 차례 시도한 끝에 적절한 배양 조건을 찾아냈습니다. 많은 동료들이 이 모유 세포들이 조직으로 자랄 수 있다는 사실에 놀랐습니다.”
인공 모유를 만드는 것이 아니라 기초과학을 위한 모델
이 모델이 일부 모유 성분을 실제로 생산하지만, Zenobi-Wong 교수는 목표가 인공 모유 제조가 아니라고 강조했습니다.
그녀는 “모유의 구성은 단백질, 지방, 탄수화물부터 면역세포와 미생물까지 수백 가지 물질을 포함할 정도로 매우 복잡합니다. 지금까지 우리는 첫걸음만 내디뎠습니다”라고 설명했습니다.
Hasenauer는 “이 모델의 진정한 의미는 처음으로 체외에서 수유 세포의 행동을 관찰하고 조절할 플랫폼을 제공한다는 데 있습니다. 모유 수유 중 어려움을 겪는 많은 여성을 알고 있으며, 이 모델이 앞으로 근본 원인을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다”라고 덧붙였습니다.
이 모델은 약물과 화학물질이 수유 과정에 미치는 영향을 연구하는 데도 사용할 수 있으며, 유방암 연구와 조직 복구 응용 분야로 확장할 수도 있습니다. Zenobi-Wong은 다음 단계로 인쇄 효율을 개선해 더 많은 수유 데이터를 수집하고 고처리량 분석을 진행할 계획이라고 밝혔습니다.
모유 세포에서 유래한 모델, 여성 건강 연구의 새로운 길을 열다
이 연구는 여성 생리 연구 분야의 공백도 부각합니다. Zenobi-Wong 교수는 “자궁내막증과 산후 유방염부터 난임까지, 너무 오랫동안 소외된 여성 건강 문제가 여전히 너무 많습니다”라고 말했습니다. 전통적인 동물실험이나 침습적 검체 채취와 비교해, 모유에 존재하는 유선 세포라는 ‘자연적으로 배출되는 체액’을 이용해 모델을 구축하는 연구팀의 접근법은 윤리적 부담이 낮고 조작이 간단하며 진정성 있고 통제 가능한 데이터를 제공해 여성 건강 연구의 패러다임을 바꿀 가능성이 있습니다.
그녀와 연구팀은 이 모델이 수유 기전 연구를 발전시킬 뿐 아니라, 오랫동안 소홀히 다뤄진 여성의 생리 과정에 더 큰 과학적 관심과 자원 투자를 이끌어 내기를 희망합니다.
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