유도만능 줄기세포로 만든 근섬유. 출처=듀크 대학

인간을 비롯한 생물체는 어느 정도 자가 치유 능력이 있어 작은 상처는 쉽게 치유할 수 있다. 하지만 내장이나 손발에 큰 손상을 입은 경우에는 저절로 회복하기 어렵다. 예를 들어 잘려나간 손가락이 다시 돋아나지는 않는 것이다. 도마뱀처럼 꼬리가 잘려나가도 다시 재생되는 일은 인간에서는 불가능하다.

따라서 많은 과학자가 이 한계를 극복하기 위해 연구 중이다. 여기에는 로봇 의수나 인공 장기를 이용하는 방법도 있지만, 최근에는 환자 자신의 줄기세포를 이용해서 조직이나 장기를 재생하는 연구가 많이 진행되고 있다.

미국 듀크 대학 연구팀은 2015년에 환자의 근육에서 추출한 줄기세포를 이용해서 실제로 수축이 가능한 근육을 재생한 데 이어 피부에서 추출한 세포를 이용한 유도 만능 줄기세포(induced pluripotent stem cells, iPSC)를 이용해서 진짜 근육처럼 수축할 수 있는 근섬유(muscle fiber)를 재생하는 데 성공했다.

유도만능 줄기세포는 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 능력이 있지만, 그렇다고 바로 근육이나 뼈가 될 수는 없다. 벽돌을 무더기로 쌓아서 건물이 되는 것이 아니듯 조직 역시 여러 종류의 세포가 목적에 맞게 유기적으로 조합되어야 제대로 작동할 수 있기 때문이다. 연구팀은 3차원 배양 기술과 줄기세포가 근육 세포로 분화하도록 만드는 Pax7 단백질을 이용해서 실제로 수축이 가능한 근섬유를 만드는 데 성공해 저널 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 발표했다.

물론 당장에 환자에 적용할 수 있는 것은 아니지만, 연구팀은 듀켄씨근이영양증(Duchenne muscular dystrophy)처럼 근육 위축이 오는 질환에서 근육 대신 다른 조직에서 근섬유를 공급할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또 근육을 이용한 여러 가지 약물 반응 테스트 및 연구에도 활용될 수 있을 것으로 보인다.

다만 환자에게 이식할 수 있는 수준의 인공 조직을 만들기 위해서는 앞으로 갈 길이 멀다. 일반적인 조직은 한 가지가 아니라 여러 세포로 구성되어 있으며 건물내에 복잡한 배관과 전선이 있는 것처럼 신경과 혈관이 나 있기 때문이다. 다만 과거 그랬던 것처럼 지속적인 연구를 통해 새로운 돌파구가 열릴 수 있을 것으로 기대된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

출처:서울신문