약물 개발 과정에서 약물이 표적 세포와 장기에서 효과적인 활성을 나타내는지를 확인하는 것은 매우 중요하다. 그러나 약물이 효과적일지라도, 생체 내(in vivo)에서 독성을 보인다면 해당 약물은 환자에게 투여될 수 없다. 약동학에 근거할 때, 대부분의 약물은 체내로 들어온 후 간에서 제거되며, 치료 효과를 발휘하기 위해 표적 장기에 도달하는 것은 남아 있는 분율에 불과하다. 따라서 생체 내 독성을 지닌 약물은 종종 초기 징후로서 간독성(hepatotoxicity)을 나타낸다. 이는 약물 개발에서 간독성 평가의 핵심적 중요성을 부각한다. 현재 간독성 평가는 주로 동물 모델과 일차 인간 간세포를 기반으로 한다. 그러나 일부 약물은 이러한 평가를 통과하여 시장에 출시된 후, 환자에서 예기치 못한 독성이 발견되어 철회되는 경우도 있다. 예측 정확도를 향상시키기 위해 고도화된 3D 간 배양 시스템을 포함한 간독성 모델, AI 기반 모델과 같은 in silico 접근법, 그리고 개선된 in vitro 분석법이 주목받고 있다. 본 종설은 기존의 2D 모델, 동물 모델, 오가노이드 온 어 칩(organ-on-a-chip) 시스템, 계산 모델을 체계적으로 비교하고, 각각의 장점, 한계, 그리고 예측 신뢰성을 조명한다. 이러한 방법론들을 비판적으로 평가함으로써, 우리는 간독성 평가 전략을 정교화하기 위한 향후 방향을 제안하며, 특히 번역적(임상 적용) 관련성을 향상시키고 동물 실험 의존도를 줄이며 AI 기반 예측 모델을 통합하는 데 중점을 둔다.

자기조직화 간 오르가노이드의 생성은 동종(동종성) 간 이식에서 지속되는 장기 부족 위기 대응을 위한 의미 있는, 다만 제한적인 단계로 평가된다. 그러나 연구자들은 완전히 기능하는 전체 간을 구현하는 일이 여전히 먼 목표임을 인식해 왔으며, 오르가노이드 기반 간 생성이라는 초기의 야심은 일시적으로 보류되었다. 대신 간 오르가노이드는 간(肝)학 분야를 혁신하여 정밀의학 및 분자 의학의 다양한 영역으로 그 영향력을 확장시켰다. 사람 간 기능과 병리의 핵심 특징을 재현할 수 있는 이러한 3차원 배양 시스템은 동물 모델이 수행할 수 없는 사람에 관련된 질병 모델링, CRISPR 유전자 편집, 고처리량 약물 스크리닝을 위한 새로운 진로를 열었다. 또한 보다 복잡한 시스템을 구축하는 데 있어의 발전은 다세포 어셈블로이드(multicellular assembloids), 동적 오르가노이드-온-칩(organ-on-chip) 시스템, 그리고 3D 바이오프린팅 기술의 개발로 이어졌다. 이러한 혁신은 간 미세환경과 복잡한 조직 간 상호작용을 보다 상세하게 모델링할 수 있게 한다. 재생의학 및 이식 적용 분야에서의 진전은 계속해서 변화하고 있으며, 생체적합성 및 종양발생성(tumorigenecity)이라는 장애물을 극복하고자 노력하고 있다. 본 총설에서는 간 오르가노이드 연구의 현 상태를 살펴보고, 분야가 현재 어디에 이르는지에 대한 통찰과 이를 미래로 이끌어가는 핵심적인 발전들을 제시한다.