인간 iPS 세포로부터 창생한 「미니 장」으로 3대 영양(탄수화물·단백질·지질)의 흡수를 확인
인간 영양에 관한 국제 잡지 "Nutrients"에서 발표
2022년 2월 8일
다이니혼 인쇄 주식회사(DNP)는, 국립 성육 의료 연구 센터 연구소 생식 의료 연구부(아쿠츠 영헌 부장)와 공동 연구를 진행하는 가운데, 이번, 인간 iPS 세포로부터 창생한 소장의 입체 장기 모델 「미니 장」의 3대 영양소(탄수화물, 단백질, 지질)의 흡수 평가에 있어서, 그 유용성을 본 연구에 관한 논문이 인간의 영양에 관한 국제지 「Nutrients」(2022년 1월 19일·MDPI사 발행)에 게재되었습니다.
흡수 측정의 개략도
미니 장을 이용한 표지 시약 (녹색)의 흡수 반응의 관찰 이미지
【연구 배경】
최근, 식사에 의한 생활 습관병 예방의 유효성의 인식이 높아져, 식품 회사 등의 기업이 특정 보건용 식품이나 기능성 표시 식품의 개발을 진행하고 있습니다. 건강 유지에 빠뜨릴 수 없는 3대 영양소(탄수화물·단백질·지질)는 주로 소장으로부터 흡수됩니다만, 기능성 표시 식품등의 개발에 있어서의 중요한 평가 항목의 하나에, 이 영양 흡수가 있습니다. 종래, 영양 흡수의 기능성 검증은 마우스나 래트등의 실험 동물로 행해져 왔습니다만, 요즘은 동물 웰 페어(동물 복지) ※1의 관점에서, 식품 분야에서의 동물 실험이 금지되는 경향에 있습니다. 또한 마우스와 쥐는 인간과 종이 다르기 때문에 동물 실험의 결과가 반드시 인간에게 그대로 반영되는 것은 아닙니다. 따라서 인간의 영양 흡수와 흡수 과정에서 식품 성분의 영향은 명확하게 해명되지 않았다는 지적도 있습니다.
이러한 과제에 대해 DNP와 국립성육의료연구센터연구소 생식의료연구부는 이번 인간 iPS세포에서 생성되어 마우스나 쥐보다 인간에 가까운 '미니장'을 이용하여 3대 영양소의 흡수기능을 해석하여 신규흡수평가 도구로서의 활용 가능성을 제시하기에 이르렀습니다.
【연구 개요】
미니 창자는 생체와 유사한 입체 구조를 가지며 형상을 유지하면서 다양한 기능성 물질을 작용시킬 수 있다고 알려져 왔습니다. 본 연구에서는 미니장이 실제로 입체구조를 유지한 채 형광표지한 3대 영양소를 흡수시켜 탄수화물의 흡수억제 효과가 있는 성분을 미니장에 작용시킨 결과 탄수화물의 흡수가 억제되는 것을 확인하였다. 덧붙여 미니 장의 크기의 측정에는, DNP가 개발한 AI를 베이스로 한 측정 소프트 ※를 사용하고 있습니다.
※測定・解析用のソフトについて → https://www.dnp.co.jp/news/detail/10160896_1587.html
【본 연구 성과가 사회에 미치는 영향】
현재, 세계적으로 동물의 권리의 존중이 요구되고 있는 가운데, 동물 실험의 정지나 삭감이 요구되고 있으며, 특히 식품 분야에서는 동물 실험의 대체 방법의 개발이 시급히 요구되고 있다. 따라서 구조적 및 기능적으로 인간의 장과 유사한 미니 장이이 대체 기술의 하나로 기대되고 있습니다.
【“Nutrients” 발표의 논문에 대해서】
〇 제목: Xenogeneic-Free Human Intestinal Organoids for Assessing Intestinal Nutrient Absorption
〇 저자 : 마코토 아이누, 유이치 타나카, 사키코 마츠시타, 유리 시모자키, 히로히토 아이야무와 히데노리 아쿠츠
【향후의 전개】
DNP는 미니 창자의 영양 흡수 기능을 활용하여 식품 성분의 흡수 평가와 신규 탐색 등 영양 분야에 응용하기 위한 다양한 요구를 수집하여 추가 개발을 진행해 나갈 것입니다. 또한 미니 장을 다양한 기업·단체의 연구개발을 위한 평가 툴로 제안하는 등 새로운 대체 기술을 추진해 나갈 것입니다.
■DNP의 의료보건 분야에서의 재생의료영역의 대처
DNP는 인쇄기술이나 정보기술 등의 강점을 살려, 메디컬헬스케어 분야의 신규 사업 개발에 주력하고 있습니다. 지금까지, 박막 다층 패터닝 기술을 활용해, 세포를 다양한 패턴으로 안정적으로 배양할 수 있는 기재를 2008년에 국내에서 처음으로 제품화한 것 외에, 온도를 낮추면 배양한 세포를 시트상으로 깔끔하게 벗길 수 있는 온도 응답성 배양기재를 제조하고 있습니다. 앞으로도 특수한 세포 배양 용기의 품질이나 성능의 한층 더 향상과, 세포 화상 해석 기술을 살린 비파괴로의 세포 품질 관리 기술의 개발을 진행해 나갈 것입니다.
- 동물 웰페어(Animal Welfare): 동물의 삶과 그 죽음에 관련된 환경과 관련된 동물의 신체적, 심적 상태(국제 수역 사무국)
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