김기현 교수 연구팀은 동국대학교 의과대학 곽봉섭 교수 연구팀과의 공동연구를 통하여 이중 종양 미세환경 온 칩(Binary Tumor-Microenvironment-on-a-Chip, T-MOC) 시스템을 개발하고, 이를 천연물 유래 항암제의 전임상 평가에 성공적으로 활용한 연구 결과를 발표했다. 이번 연구는 기존 동물 모델이 가진 비효율성, 높은 비용, 그리고 윤리적 문제 등의 한계를 극복하고, 생체 내(in vivo) 환경을 정밀하게 모사하는 대체 평가 플랫폼의 가능성을 제시하는 중요한 결과로 평가된다.

이중 종양 미세환경 온 칩(T-MOC, Tumor-Microenvironment-on-a-Chip) 모델은 독립적으로 개발된 혈관 및 침윤성 유관암(ductal carcinoma) 구획을 통합하여, 실제 생체 내에서의 약물 전달 장벽과 생리적 역학을 효과적으로 모사한 혁신적 플랫폼이다. 동물실험과 달리, T-MOC 시스템은 매우 적은 양의 항암제와 세포만으로도 실시간 관찰이 가능하며, 약물의 이동, 분포, 작용기전 등을 기하학적 분석을 통해 시각적으로 확인할 수 있다. 이 플랫폼은 천연물 기반 항암제 평가, 나노입자 약물전달시스템(DDS), 면역세포의 혈관-종양 이동 분석, 면역치료제 효능 검증 등 다양한 분야에 적용될 수 있다. 또한, 동물모델 의존도를 줄이고, 전임상 약물평가의 정확도를 향상시키며, 윤리적·효율적인 대체시험 플랫폼으로서 약물 용량 예측 및 생체 내 효과 시뮬레이션에 유용한 도구로 주목받고 있다. 

 ※침윤성 유관암: 유방암 중 가장 흔한 유형으로, 암세포가 유관을 뚫고 주변 유방 조직으로 퍼져나간 상태

김기현 교수는 이중 T-MOC 시스템 연구는 항암제 효능 평가의 정확도를 높이고, 약물 전달 및 미세환경 요인의 영향을 분석하는 신뢰할 수 있는 데이터를 제공하기 때문에, 이 플랫폼이 전임상 단계에서의 동물 모델 의존도를 줄이고, 천연물 기반 신약 발굴의 효율성을 제고하는 유효한 대체 검증 도구가 될 것이라고 밝혔다.  

이 연구결과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초의과학연구센터(MRC)사업과 중견연구자지원사업의 지원으로 수행되었으며 CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY분야 국제학술지 Advanced Science (IF = 14.1)에 10월 27일에 게재되었다. 

※논문명:Alternative Models for Anticancer Drug Discovery From Natural Products Using Binary Tumor-Microenvironment-on-a-Chip

※저자명: 김기현(교신저자), 채시현 (제1저자), 이다혜 (제1저자), 이범수 (공동저자)

※논문링크 : https://doi.org/10.1002/advs.202507944