세계 최초로 인간의 세포가 들어간 돼지 태아 생성 성공!

장기 이식에 사용되는 장기가 부족하여 발생되는 문제가 모두 해결될지도 모르겠습니다.

동물의 체내에서 인간의 장기를 만드는 "키메라 기술"이 착착 진행되고 있습니다.

미국 캘리포니아 주에 있는 솔크 연구소에서 그 실현을 향한 큰 걸음을 내디뎠습니다.    

세계 최초로 인간과 돼지의 키메라 베아를 반드는세 성공한 것입니다.

쥐(Rat) 및 실험용 쥐(Mouse)의 키메라 생성 부터 응용

이 연구팀은 먼저 쥐의 실험용 쥐의 키메라 베아를 만드는데 착수했었습니다.

이에 성공한 것은 2010년의 일로, 일본에서 쥐의 줄기 세포에서 발달시킨 췌장을 가진 실험용 쥐가 탄생했었습니다.

연구팀은 이 때의 경험을 통해 한 걸음 더 나아가, CRISPR-Cas9라는 게놈 편집기술을 사용해 췌장뿐만 아니라 심장이나 눈 등의 장기 관련 유전자까지 실험용 쥐에서 제거했습니다.

이어서 제거된 장기의 대안으로 쥐의 줄기 세포를 주입했습니다.

특정 장기의 주요 조절 인자의 기능을 멈추어도 세포의 가이드가 되는 환경 자체는 남아있기 때문에 그곳에 대리역할을 하게되는 세포를 이식한 셈입니다.

돼지와 인간의 키메라 배아 생성

팀은 또한 쥐와 돼지의 키메라 배아 생성에 도전하게 되었습니다.

그러나 너무나 다른 두 종이었기 때문에 제대로 작동하지는 않았습니다.

그래서 소와 인간의 줄기 세포를 결합하여 배아를 생성하기로 했습니다.(종 끼리의 장기의 크기가 비교적 동일)

인간 - 소의 키메라 배아 생성에 성공하게 되었으며, 그 후 그보다 비용이 낮은 돼지에서 같은 배아를 복제하는데 성공하게 되었습니다.

이렇게 생성된 배아를 돼지에 이식하고 3~4주 동안 성장시킨 결과 본래의 줄기 세포보다 약간 성장이 진행된 중간 줄기 세포가 확인되었습니다.

그러나 이 중간 세포조차도 결국 돼지 바애에 포함된 인간 세포의 수가 너무 적었기 때문에 키메라 배아의 대부분이 미성장된 채로 남게되는 문제가 있었습니다.

팀에 따르면, 인간 - 돼지의 키메라 배아가 쥐와 실험용 쥐처럼 잘되지 않았던 이유는 여러가지가 있었다고 합니다.

그 중의 하나는 인간과 돼지는 그렇게 많이 닮아있지 않았기 때문이라고 합니다.

예를 들어, 실험용 쥐와 쥐의 임신 기간인 며칠 차이 밖에 나지 않지만, 인간과 돼지는 임신 기간은 5게월 이상이 차이가 나기 때문에, 3배 더 빠른 돼지 세포의 발달에 맞춰야만 했습니다.

그래도 인간 줄기 세포의 일부가 근육 세포 및 췌장이나 간 등 장기의 전구 세포로 변화되고 있었던 점은 확인되고 있습니다.

연구원들에 따르면, 다음 단계는 CRISPR-Cas9으로 결합하기 전에 돼지 배아에 대한 인간 세포의 기여율을 향상시키는 전략을 만들어내는 것이라고 합니다.

현 단계에서는 돼지 세포 10만개에 인간 세포 1개 밖에 포함되어 있지 않지만, 그것을 0.1 내지 1%까지 끌어올리는 것이 목표라고 합니다.

이식에 적합한 인간의 장기를 동물로 만드는 키메라 기술의 미래

이식이 적합 장기를 만들겠다라는 궁극적인 목표는 아직 미흡하다고 할 수 있습니다.

그러나 또 다른 중요한 한 걸음을 내딛고 있습니다.

그것은 동경대학에서 쥐에서 키운 실험용 쥐의 췌장을 생쥐에 이식하는게 성공했다는 것입니다.

그 장기는 1년 이상 제대로 기능하고 있다고 합니다.

반면 연구팀은 키메라 베아의 다른 응용 방법도 제창하고 있습니다.

인간의 발달 및 질병 연구와 치료의 평가입니다.

이식하지는 않더라고 그러한 용도에 적합한 것을 만드는 것은 꿈같은 이야기가 아닙니다.

한편, 인간과 동물의 키메라 배아 생성에는 윤리적인 문제가 포함되어 있습니다.

그 중에서 가장 문제시 되는 것은 키메라 배아에서 인간의 뇌 세포와 생식 기관이 발생할 가능성입니다.

이에 대하 연구팀은 그러한 가능성을 인정하면서도 동시에 그것을 막을 방법도 있다고 주장합니다.

예를 들어, 키메라 베아가 완전히 발달하기 전에 실험을 중지하는 방식과 그러한 기관이 발달되지 않도록 유전적 또는 후천적으로 줄기 세포를 유도하는 방식입니다.

향후 특정 조직이 숙주 세포에 의해 식민지 화 되는 정도를 신중하게 평가하고 제대로 제어할 수 있는 방법을 확립하는 것이 요구될 것임에는 틀림없어 보입니다.