입력 2026.06.16 15:37
- 흡연 관련 폐질환·폐암 연구 위한 3차원 인간 폐 오가노이드 모델 구축
-“오가노이드 배양 및 분석 기술 활용, 호흡기질환·폐암 진단 및 치료에 기여”
충남대학교 의과대학 호흡기내과 정재욱·박동일 교수 연구팀이 흡연과 관련된 다양한 호흡기질환 및 폐암 발생 기전을 연구할 수 있는 인간 폐 오가노이드 기반 연구 모델을 구축했다.
이번 연구는 국제 학술지 ‘Experimental & Molecular Medicine’(IF: 12.9)에 6월 8일 게재됐다. 이번 논문에는 이주은 박사, 이다혜 박사과정생이 제 1저자, 정재욱, 박동일 교수가 공동교신저자로 참여했다.
연구팀은 담배 연기 속 기체상 성분과 입자상 성분을 함께 반영한 만성 전(全) 담배연기추출물 모델을 이용해, 장기간 흡연 노출이 폐 상피세포와 폐 오가노이드에 미치는 변화를 분석했다. 연구팀은 사람 폐 조직으로부터 오가노이드를 배양하고, 흡연 노출 모델을 적용한 뒤, 세포 생존, 미토콘드리아 기능, 산화스트레스 반응, 유전체 변화까지 분석하는 전 과정을 자체적으로 수행했다.
특히 이번 연구는 단순한 세포 배양 실험을 넘어, 사람 폐 조직의 특성을 보다 잘 반영하는 3차원 폐 오가노이드 모델을 활용했다는 점에서 의미가 크다.
연구진은 장기간 흡연 환경에 노출된 폐 상피세포와 폐 오가노이드가 세포 사멸에 저항성을 보이고, 미토콘드리아 기능을 유지하며, NRF2 항산화 방어 기전을 활성화하는 것을 확인했다. 또한, 흡연과 관련된 유전체 변화 양상도 관찰해, 흡연이 폐 세포의 손상뿐 아니라 장기적인 적응과 암 발생 초기 과정에 관여할 수 있음을 보여줬다.
기존 흡연 연구 모델은 담배 연기의 일부 성분만 사용하거나, 짧은 기간의 급성 노출을 분석하는 경우가 많았던 반면, 이번 연구는 실제 장기간 흡연 환경을 보다 정밀하게 모사할 수 있는 만성 흡연 노출 오가노이드 플랫폼을 제시했다는 점에서 차별성이 있다. 이를 통해 만성폐쇄성폐질환, 폐섬유화증, 폐암 등 흡연과 관련된 다양한 난치성 호흡기질환의 발생 기전을 연구하는 데 중요한 기반이 될 것으로 기대된다.
이번 연구 성과는 흡연으로 인한 폐 손상과 폐암 발생의 초기 생물학적 변화를 이해하는 데 중요한 단서를 제공하며, 충남대 및 충남대병원이 보유한 폐 오가노이드 연구 역량을 바탕으로 난치성 호흡기질환 정밀의학 연구를 확장하는 계기가 될 것으로 기대되고 있다.
정재욱 교수는 “이번 연구는 충남대 의과대학 연구진이 조직 확보, 오가노이드 배양, 흡연 노출 모델 구축, 분자생물학적 분석까지 전 과정을 자체 기술로 수행했다는 점에서 의미가 크다”며 “앞으로 이러한 오가노이드 배양 및 분석 기술을 활용해 치료가 어려운 호흡기질환과 폐암의 진단 및 치료 전략 개발에 기여하겠다”고 밝혔다.
□ 논문 제목: A chronic whole cigarette smoke extract model reveals redox–mitochondrial adaptation in human lung epithelial and organoid models
□ 논문 DOI: https://doi.org/10.1038/s12276-026-01743-x