Microphysiological systems for human aging research

제목	Microphysiological systems for human aging research
추천 연구 논문	Park, S., Laskow, T. C., Chen, J., Guha, P., Dawn, B., & Kim, D.-H. (2024). Microphysiological systems for human aging research. Aging Cell, 23, e14070. https://doi.org/10.1111/acel.14070
선정 이유	2D 배양은 조직 구조를 재현하지 못하고, 오가노이드는 산소 및 영양 공급에 한계가 있으며, 동물 모델은 인간 생리와의 차이가 큼. 이 논문은 MPS(Microphysiological Systems)를 구축함. 이는 미세유체구조를 통해 산소, 영양소, 생체역학적 자극 등을 재현할 수 있음.
주요 내용	인간 노화 연구에서, 논문은 기존 모델에서 부족했던 미세 생리 시스템(MPS)의 가능성과 이를 활용한 노화 및 노화 관련 질환 연구의 메커니즘을 심층적으로 분석함. MPS는 2D 세포 배양, 동물 모델, 3D 오가노이드의 한계를 극복하며, 노화와 관련된 분자적, 세포적, 조직적 변화를 더 정밀하게 재현하고 연구할 수 있는 플랫폼을 제공함. 노화로 인해 발생하는 세포골격의 변화, ECM(세포외기질)의 경직화, 염증 반응과 같은 주요 노화 표현형을 MPS를 통해 모사하며, 이를 기반으로 다양한 노화 관련 질환(알츠하이머병, 심혈관 질환, 골다공증 등)의 병태생리학을 연구할 수 있는 가능성을 열었음. MPS는 미세 유체를 활용하여 산소와 영양분 공급을 최적화하며, mTOR, AMPK, SIRT1과 같은 주요 대사 경로의 조절과 노화 관련 기전을 연구할 수 있음. 또한, 다중 장기 시스템을 구현하여 노화가 장기 간 상호작용(예: 간-심장 축, 장-뇌 축)에 미치는 영향을 통합적으로 분석함으로써 노화의 복잡한 네트워크를 이해하는 데 기여함. 이 과정에서 MPS는 약물의 효능과 독성을 평가하는 데 있어 기존 모델 대비 높은 생리적 충실도를 제공하며, 노화 관련 대사 및 면역 경로를 조절하는 약물 개발 가능성을 제시함. 이를 바탕으로 MPS는 기존 연구의 한계를 극복하며, 인간 노화 연구와 신약 개발에서 중요한 도구로 자리 잡을 수 있는 잠재력을 가짐. 이 플랫폼은 노화 표현형과 질환 간의 상호작용을 심층적으로 분석하고, 새로운 치료 전략 개발에 기여할 수 있는 과학적 방법론을 제공함.
시사점	이 논문은 미세 생리 시스템(MPS)을 활용하여 인간 노화 연구의 한계를 극복할 수 있는 가능성을 제시하며, 노화로 인한 세포골격 변화, ECM 경직화, 염증 반응 등 주요 생리적 변화를 정밀히 재현하고 연구할 수 있는 플랫폼을 제안함. MPS는 다중 장기 시스템 구현을 통해 노화와 장기 간 상호작용을 통합적으로 분석할 수 있어, 노화 표현형과 관련 질환 간의 병태생리학적 메커니즘을 심층적으로 이해하는 데 기여할 수 있음. 이를 통해 MPS는 약물 개발과 효능 평가에서 기존 모델의 한계를 극복하며, 노화 연구와 신약 개발의 정밀성을 높이고 정밀 의학의 발전에 중요한 도구로 자리 잡을 가능성을 보여줌.