무한우주와 지적설계의 진실

『Techno Leaders' Digest (TLD)』 제 189호 2008/01/29 

천연에 가까운 인공 장기 개발의 청신호

 미네소타 대학의 심혈관 재생 센터 연구자들은 최근 죽은 쥐와 돼지로부터 채취한 심장에 살아 있는 세포의 혼합물을 이식함으로써 정상동작을 하는 심장을 만드는 데 성공하였다.

 “이번 연구의 성공으로 환자가 자신의 세포를 이용하여 이식 가능한 혈관이나 장기로 발달시키는 것이 가능해졌다.”라고 연구의 총괄 책임자인 테일러(Taylor) 박사는 말했다.

 “실험실 수준에서의 심장 조직을 만들어 내는 기술은 계속 발전했으나, 복잡하고 오묘한 심근 구조를 모방한 완벽한 3차원의 골격 구조를 만들어내는 것은 역시 미스터리에 가까웠다.”라고 말한 테일러 박사는, 천연에 가까운 인공심장을 만들기 위해서는「세포 제거술(Decellularization)」이 가장 중요한 것임을 밝혔다.

 세포 제거술은 장기 조직에서 세포를 포함한 면역성을 가진 부분을 제거하는 과정으로 장기 조직세포 사이의 완전한 구조 골격만 남길 수 있으며, 이식수술 시에 사용되는 심장의 판막이나 혈관의 뼈대를 추출할 수도 있다.

 테일러 박사팀은 쥐와 돼지의 심장을 대상으로 여러 가지 세척 과정을 통하여 심장에서 모든 세포를 제거한 심장의 골격을 만들었다. 여기에 새로 태어난 쥐의 심장에서 분리한 전구 세포를 주사한 후 멸균장치에서 영양분을 공급해주며 배양하였다. 실험 결과는 매우 성공적이었다. 심장의 전구 세포를 심장의 골격에 주사한 후 4일째가 되었을 때 심장의 수축이 관찰되었으며, 인공박동기를 이용한 결과 8일 후에는 펌프운동을 시작하였다.

 “이번에 만들어진‘새로운 심장’의 일부분을 절개하여 관찰한 결과 세포가 원상태로 복귀하였고, 원래의 심장 조직과 똑같이 작용하며 세포들도 심장의 마커 단백질을 발현하고 있었다.”라고 테일러 박사는 말했다.

 미국에는 현재 약 5백만 명 이상의 심장질환을 가진 환자가 있으며, 매년 약 55만 명의 환자가 추가로 발생하고 있고, 그 중 5만명이 심장이식을 기다리다가 죽음을 맞이하고 있다. 일반적으로 장기이식을 위한 공급은 매우 제한적이며, 다른 기증자의 심장을 이식한 환자는 이식 거부를 억제하고자 평생을 면역 억제제를 투여받으며 생활해야 한다. 게다가 종종 고혈압과 당뇨병 등의 합병증에 따른 심장이나 신장 질환이 발견되기도 한다. 그러나 연구자들은 이번에 개발된 세포 제거술의 과정이 전혀 다른 새로운 개념의 이식용 장기에 사용될 수 있다는 희망에 차 있다. 환자 자신의 세포가 새로운 심장에 채워지기 때문에 환자의 체내에서 일어나는 이식 거부반응을 최소화할 수 있으며, 이식된 심장은 원래의 심장이 있던 위치에서 영양분을 공급받아 재생할 것으로 보이기 때문이다.

 “우리는 이론을 증명하려고 동물에서 분리한 미성숙한 심장세포를 사용하였고, 의미 있는 성과를 거두었다. 앞으로는 지속적인 연구를 통하여 환자의 줄기세포를 이용한 새로운 심장의 개발이 가능할 것이다.”라고 테일러 박사는 힘주어 말했다. 또한“심장 재생이 연구의 목적이었지만, 본 연구에 사용한 세포 제거술의 사용으로 심장 이외의 각종 장기의 재생에 희망이 있음을 보여 주었다.”라고 말하며, 이식 후 거부반응 때문에 많은 문제점이 지적됐던 각종 장기의 이식에도 널리 사용될 수 있을 것으로 내다보고, 인간을 대상으로 실험하기 전에는 물론 더욱 많은 것이 고려되어야 한다는 점을 강조하였다.

 연구팀은 돼지 심장에 대해서도 비슷한 실험을 한 것으로 알려졌으나 이번에는 쥐를 이용한 실험 결과만을 공개했다. 본 연구 결과는 세계적으로 저명한 과학 학술지인 네이처(Nature)의 자매지인 네이처 메디슨(Nature Medicine) 2008년도 1월 13일자에 공개되었다.