김덕호 존스홉킨스대 교수팀, '인공심장 칩' 우주정거장 실험
줄어든 심장조직 수축력, 지구 귀환 9일간의 회복 기간에도 지속

김덕호 미국 존스홉킨스대 의대 의생명공학과 교수팀이 인체 심장조직 바이오칩을 만들고 있다. /2024.9.24 존스홉킨스 의대
김덕호 미국 존스홉킨스대 의대 의생명공학과 교수팀이 인체 심장조직 바이오칩을 만들고 있다. /2024.9.24 존스홉킨스 의대

[포쓰저널=송신용 기자] 우주에 30일만 머물러도 심장 조직에 노화 등 부정적 현상이 발생한다는 실험 결과가 나왔다.

24일 미국립과학원회보(PNAS)에 따르면 김덕호 미국 존스홉킨스대 의대 의생명공학과 교수팀은 인공심장 칩(Heart-on-a-chip) 플랫폼을 국제우주정거장(ISS)에 30일간 놔두고 영향을 분석하는 실험에서 심근세포 수축력 저하 등 노화와 비슷한 현상을 확인했다.

화성 탐사 등 장기 우주비행이 심혈관 질환에 미치는 영향은 불분명하다. 지금까지 연구는 동물 모델과 2차원(2D) 배양 인간 세포를 이용한 실험에 국한돼 있었다.

연구팀은 인간 유도만능줄기세포((hiPSCs)에서 유래한 심근세포를 3차원(3D) 틀에서 배양해 만든 인공심장 칩 플랫폼을 국제우주정거장에 보내 30일간 놔두고 변화를 관찰했다.

칩이 지구로 귀환해 9일 동안 회복 기간을 갖고 우주 공간에서 변화했던 수치들이 정상적으로 돌아오는지도 살폈다.

국제우주정거장에 머물다 돌아온 인공심장 칩의 심장조직은 지구에 있던 심장조직에 비해 수축력이 현저히 감소하고 부정맥이 증가했다. 

우주 비행을 경험한 칩의 감소한 수축력은 지구로 돌아온 뒤 9일간의 회복 기간에도 지속됐다.

연구팀은 "이 연구 결과는 우주비행이 심혈관 건강에 미치는 영향이 노화의 영향과 유사하다는 것을 시사한다"며 "노화와 우주비행은 모두 심혈관 기능 저하와 심장 구조 및 기능 변화로 심혈관 질환 위험을 증가시킬 수 있다"고 밝혔다.

이어 "실험에 사용한 3D 인공심장 칩 플랫폼은 복잡한 사람 심장 근육의 움직임을 기존의 2차원 배양 심근 세포나 동물 모델보다 더 사실적으로 보여준다"며 "이 플랫폼을 노화 관련 심혈관 질환 연구에도 사용할 수 있을 것"이라고 했다.

저작권자 © 포쓰저널 무단전재 및 재배포 금지