뇌 오가노이드, 실험실에서 5년 넘게 성장·성숙

연구진이 인간 대뇌피질 오가노이드를 실험실에서 5년 넘게 유지했으며, 그동안 세포는 인간 뇌와 비슷한 시간표에 따라 계속 발달했다. 이 단순화된 조직 모델은 완전한 뇌가 아니다. 이런 모델은 대부분 수개월 안에 상태가 악화되기 시작하며 주로 초기 발달 과정을 재현한다. 연구팀은 오가노이드 34개를 분석하며 첫 18개월 동안은 3~6개월마다, 이후에는 매년 분자 수준의 변화를 추적했다.

배양한 지 15일~2개월 된 오가노이드에서 나타난 유전자 발현 변화는 임신 초기 3개월의 태아 뇌와 유사했고, 3~6개월에는 임신 중기 패턴과 일치했다. 1년 후에는 신생아와 비슷한 패턴을 보였으며, 5년 된 오가노이드는 일반적인 4세 아동의 대뇌피질과 유사한 활동을 나타냈다. 배양 조직에서는 수초화 등 세포 유형별로 나이가 들어감에 따른 징후도 나타났다.

세포 혼합 실험은 세포가 발달 연령을 유지한다는 추가 근거를 제시했다. 9~12개월 된 오가노이드의 세포를 불과 15일 된 세포와 함께 배양해도 초기 발달 프로그램으로 되돌아가지 않고 후기 단계의 신경세포를 계속 생성했다. 이렇게 장기간 유지되는 모델은 자폐증과 뇌전증 등 여러 질환이 발달 후기에 어떻게 나타나는지 연구하고 잠재적 치료법을 시험하는 데 도움이 될 수 있다. 다만 배양에는 여전히 높은 비용과 많은 노동력이 필요하다.