이종이식
분야
hwp동물의 간, 심장, 신장 등 기관이나 장기를 사람에게 이식하는 것이다. 돼지의 경우에는 장기가 사람의 것과 크기가 비슷하고 유전자 배열도 유사하여 인체에 이식될 가능성이 가장 큰 동물로 평가되고 있다. 현재 개발되었거나 개발을 목표로 하는 인체의 각 부위는 심장, 수정체, 귀, 코, 뼈, 치아, 어깨관절, 팔관절, 무릎관절, 전자팔, 전자다리, 유방 등에서 피부에 이르기까지 50여 종에 이른다.
그러나 유전자의 구조가 인간과 다른 동물의 장기가 이식되면, 인체의 면역체계는 거부반응을 일으켜 15분 내에 사망하게 된다. 이를 최소화하기 위하여 면역억제제를 사용하는 등 여러 방법이 동원되고 있지만 현재까지는 만족스러운 결과를 얻지 못한 단계이다.
동물의 장기를 사람에게 적용시키기 위해서는 자기(self)가 아닌 이물질을 자신으로 오인하게 만들 수 있는 완벽한 면역억제제를 개발하거나 인간에게 장기를 이식할 동물에게 유전자적인 변이를 일으켜서 인체와 그 조건을 똑같이 맞추어야 하는 등의 과제가 남아 있다.
황우석 박사의 인간배아 줄기세포 연구
복제 인간배아 줄기세포 배양
서울대 황우석, 문신용 교수팀이 세계 최초로 사람의 난자와 체세포만을 이용한(여자의 난자에서 핵을 제거한 후 환자의 체세포에서 핵을 분리하여 핵을 제거한 빈 난자에 환자의 체세포에서 분리해낸 핵을 이식 융합하여 인간 배아줄기세포를 배양) 배아 줄기세포 배양에 성공했다. 미국 피츠버그대의 제럴드 섀튼 박사가 ‘사이언스’에 "인간을 포함한 영장류를 복제하면 염색체 이상이 필연적으로 발생하기 때문에 정상적인 배아를 얻을 수 없다."고 발표한 후 인간복제는 현재로선 불가능하다는게 과학계의 정설이었다. 그간 종교단체 라엘이나 몇몇 과학자가 복제인간 탄생을 발표했었지만 사실로 확인된 적은 없었다. 따라서 황우석 교수팀의 이번 연구는 이런 회의론을 종식시켰다는 의미를 갖고 있어 일부에서는 복제양 돌리의 탄생에 버금가는 놀라운 사건으로 받아들이고 있다.
연구과정
연구진은 자원 여성 16명에게 배아 복제와 줄기세포연구에 이용된다는 것을 미리 주지시키고 모두 242개의 난자를 채취했다. 이 가운데 176개를 대상으로 난소를 둘러싸고 있는 난구세포의 핵을 이식(체세포 복제)해 모두 30개의 배아를 배반포기까지 배양하는 데 성공했다. 이 배아에서 세포덩어리 20개를 얻어 최종적으로 1개의 줄기세포주(株)를 확립했다. 세포주란 몇 차례 분열하면 죽는 보통의 세포와 달리 영원히 분열하도록 만든 세포를 말한다.
분석 결과 이 줄기세포는 기능면에서 정상적인 배아 줄기세포와 차이가 나지 않았으며 외부 배양액에서 신경세포로 분화시키는 데도 성공했다. 또 줄기세포를 쥐의 고환에 주입한 결과 생식세포의 대표적 세 가지 형태가 모두 발현되는 것도 확인했다. 이번 연구에는 그동안 인간 배아 복제 방법에서 사용된 방식과는 다른 새로운 기술이 적용되었다고 한다. 한 예로 일반적인 동물 복제에서는 미세 유리관을 난자에 찔러 넣어 핵을 제거하는데, 이 방법을 사람의 난자에 적용하면 유리관과 난자가 달라붙어 제대로 조작할 수 없다. 연구팀은 난자에 미세한 구멍을 내고 압력을 가해 오렌지를 짜듯 핵을 뽑아냈다는 것이다.
연구의의
이번 성과는 배양된 줄기세포를 통해 손상되고 파괴된 세포를 재생시킬 수 있다는 점에서 큰 의미를 찾을 수 있다. 그동안 현대의학에서는 단지 손상된 부위를 제거하거나 일시적으로 회복시킬 수는 있지만 정상세포로 다시 회복시키지 못한다는 한계를 갖고 있었으나 이를 극복할 수 있는 길을 제시한 것이다. 실제 뇌졸중과 심장병, 간경변, 당뇨 등 대부분의 난치병들은 세포의 손상 때문에 발생한다. 이에 파괴된 세포 대신 거부 반응이 없는 줄기세포를 환부에 이식하거나 혈관으로 주사할 경우 질병을 근본적으로 치료할 수 있다.특히 교통사고 등으로 신경이 끊어져 발생한 사지마비 등 세포 재생이 불가능한 신경질환의 경우나 신경세포 칩의 재생 효과로 치매 예방에 도움을 줄 것으로 기대된다. 또한 파킨슨병, 척수손상 등은 물론 암의 치료에도 새 장이 열릴 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이 중 당뇨와 파킨슨 병, 척수손상 등은 수년안에 환자에게 활용될 수 있을 전망이며 항암제 시장에도 줄기세포의 무한 공급 가능이라는 측면에서 그 의미가 남다르다. 항암치료로 인해 혈액세포나 면역세포가 파괴되는 경우에 이를 활용해 세포를 무한정 보충할 수 있도록 하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행될 것으로 전문가들은 보고 있다. 또한 수만분의 1의 확률로 조직 적합성이 맞는 기증자의 골수를 애타게 기다리지 않아도 되는 장점이 있어 골수 관련 시장에도 긍정적 작용을 할 것으로 전망된다.
연구특징
지금까지 치료용 줄기세포를 얻는 방법은 크게 두가지였다. 첫 번째 방법은 불임 부부가 시험관 아기 시술의 실패에 대비해 미리 만들어 놓은 잉여 수정란을 이용한 것이다. 이 잉여 수정란은 대개 5년 동안 냉동 보관했다가 폐기 처분되는데 이를 다시 녹인 뒤 시험관에서 배양해 줄기세포를 얻는 것이다. 마리아생명공학연구소 박세필 박사 등 국내 연구진도 이 방법으로 줄기세포를 얻어 심장 세포까지 분화시키는 기술에 성공했다. 이 기술의 장점은 어차피 버려질 수정란을 이용한 것이기 때문에 윤리적 문제가 없다는 것이다. 그러나 세포가 필요한 환자와 냉동 수정란 사이에는 유전적 근친관계가 전혀 없기 때문에 이식을 할 경우 면역거부반응이 필연적으로 따르게 된다. 흔히 타인과 유전자가 일치할 경우는 수만분의 1로 알려져 있기 때문에 적어도 한 번의 이식을 위해서는 수만개의 수정란이 필요하다는 계산이 나온다.
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