심장 섬유아세포(cardiac fibroblasts)는 세포외기질(ECM) 단백질과 리모델링 효소를 생성함으로써 심장 항상성, 재생, 및 질병에서 중요한 역할을 한다. 정상 조건에서는 섬유아세포가 비활성(quiescent) 상태로 존재하며 조직 구조와 ECM turnover와 같은 항상성을 유지한다. 그러나 손상, 노화 또는 기계적 스트레스와 같은 자극에 의해 활성화되면 과도한 세포 증식과 ECM 생성으로 인해 질병을 유발할 수 있다. 질병 진행에서의 역할 외에도, 발달 동안 심장 섬유아세포가 심장 성숙에 어떻게 기여하는지, 그리고 발달 과정에서의 사이토카인 및 ECM 생성에 관여하는 기전이 병적 조건에서 관찰되는 것과 일치하는지 여부는 여전히 불명확하다. 본 연구에서는 3차원(3D) 체외 모델에서 섬유아세포 활성도를 조절하여, 공학화된 심장 조직의 기능적 및 구조적 성숙을 규명하고자 하였다. 이 모델에서 사람 유도만능줄기세포 유래 심근세포(hiPSC-CMs)와 사람 1차 심장 섬유아세포(FBs)를 피브린 겔(fibrin gel)에서 공배양하였으며, 이들의 형태, 박동 특성, 박동력, 그리고 mRNA 발현 양상을 분석하였다. 그 결과, 기능적 및 구조적 성숙은 섬유아세포가 유도하는 조직 수축과 콜라겐 침착에 의해 증진되었고, ECM 리모델링의 억제는 두 과정 모두를 저해하였다. 다만, 과도한 콜라겐 축적은 수축 효율을 제한함으로써 기능적 성숙을 감소시켰다. 본 데이터는 심장 섬유아세포에 의한 ECM 리모델링이 심장 조직의 유지와 성숙에 필수적임을 시사한다. 또한 섬유아세포 활성에 의한 콜라겐 침착의 조절은 향후 연구에서 핵심 초점이 될 것으로 보이는데, 이는 심장 발달과 심장 질환의 진행 모두에 결정적으로 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

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