[스크랩/의료] 줄기세포로 장기 만드는 시대 `성큼`… 간·치아도 재생실험 성공

줄기세포로 장기 만드는 시대 `성큼`… 간·치아도 재생실험 성공

생쥐 혈관에 이식…사람의 간처럼 키워
3차원 위조직 재현해 위질환 활용 기대

◆ 줄기세포 다시 희망 쏜다 (下) ◆ 

줄기세포 연구에 몰두하는 서울대병원 심혈관줄기세포센터 연구원들. [매경 DB]

미국 연구진이 줄기세포를 이용해 3차원 위장 조직을 완벽하게 재현해 내면서 인간의 장기를 만드는 시대로 접어들고 있다. 이미 줄기세포를 활용해 간, 심장, 혈관 등을 만드는 기술이 개발됐으며 동물실험이 한창 진행 중이다. 상용화까지는 시간이 걸리겠지만 공상과학(SF) 영화 속 이야기로만 치부되던 일들이 점차 현실과 가까워지고 있는 셈이다. 줄기세포 치료제가 상용화된다면 미래에는 기능이 저하된 장기를 바꾸는 것이 가능해질 수 있다. 

미국 신시내티 아동병원 의학센터 연구진은 인간의 위장 조직을 만들기 위해 배아줄기세포와 역분화줄기세포(iPS)에 세포를 성장시키는 단백질인 `액티빈A`를 넣었다. 성장 유도 단백질을 넣은 지 34일 만에 줄기세포는 인간의 위장 내부 조직으로 자라났다. 

전 세계 인구의 10%는 소화성 궤양 질환과 위암과 같은 위장병으로 고통받고 있다. 하지만 동물 세포를 이용한 연구는 한계가 있었다. 김정범 울산과기대(UNIST) 한스쉘러줄기세포연구소장은 "동물 세포를 이용한 위장 연구는 사람과 특성이 달라 한계가 있었다"고 했다. 이번 연구로 인간의 위장 조직을 인위적으로 만들어낼 수 있게 되면서 관련 연구가 힘을 얻을 것으로 보인다. 

이미 줄기세포를 이용해 장기를 만드는 기초 연구는 전 세계적으로 상당한 수준까지 진행됐다. 지난해 7월 다케베 다카노리 일본 요코하마시립대 의학과 교수 연구팀은 역분화줄기세포(iPS)를 이용해 3차원 형태로 초소형 간을 만든 뒤 이를 생쥐 혈관에 이식해 사람 간 기능을 가진 구조로 성장시키는 데 성공했다. iPS를 활용해 신체 장기를 만든 것은 처음 있는 일이었다. 연구진은 "단백질을 생성하고 물질대사를 하는 등 간기능도 수행했다"며 "향후 초소형 간을 직접 간에 이식하는 연구를 이어나갈 것"이라고 말했다. 

올해 6월 발레리아 솔레르 미국존스홉킨스의대 교수 연구진은 iPS를 이용해 인간 망막을 만드는 데 성공했다. 연구진은 iPS로 망막세포를 만든 뒤 28주간 배양했더니 망막에 있는 세포가 빛에 반응하는 것을 확인했다. 연구진은 이번 성과로 죽은 망막세포를 새것으로 대체할 수 있는 가능성을 확인했다고 설명했다. 

신경섭 미국 아이오와대 치대 연구원은 올해 5월 레이저를 이용해 줄기세포를 재생시키는 물질을 자극해 어금니를 구성하고 있는 상아질을 재생시키는 데 성공한 바 있다. 충치를 치료할 때 대부분 금이나 아말감을 덧붙이지만 줄기세포를 재생시키는 방식도 가능함을 확인한 것이다. 이달 스웨덴 예테보리대 살그렌스카의대 연구진은 혈액 샘플에서 채취한 성체줄기세포로 혈관을 만들어 이식하기도 했다. 연구진이 2012년 소화관에서 간으로 연결되는 정맥이 없는 환자에게 이식한 결과 현재까지 어떤 부작용도 나타나지 않았다. 

장기이식과 관련해 이처럼 줄기세포에 거는 기대가 큰 이유는 기존에 사용되는 기계를 이용한 방식과 장기이식보다 장점이 많기 때문이다. 인공 신장, 인공 심장 등이 개발돼 사용되고 있지만 환자의 고통이 심하기 때문에 말기 신부전증 환자나 다른 대안이 없을 때 주로 사용한다. 인공 장기보다는 다른 사람의 장기를 이식받는 것이 좋지만 기증자가 많지 않고 환자 몸에 맞는 장기를 찾는 것도 어렵다. 

작년과 올해 줄기세포를 활용한 연구가 연이어 발표되면서 치료제 개발에 대한 기대가 점점 커지고 있다. 하지만 아직 넘어야 할 장벽이 많이 남아 있다. 바로 면역거부 반응이다. 특히 iPS처럼 바이러스를 이용해 유전자를 삽입하는 과정에서 종양이 발생하는 등 부작용이 나타날 수 있다.미국에서는 이달 iPS를 이용해 인슐린을 분비하는 `췌장 베타세포`를 만들었다. 당뇨병을 치료할 수 있는 획기적인 연구 성과로 평가받았지만 이 세포가 신체에 이식됐을 때 정상적으로 작동하는지는 또 다른 문제다.

배아줄기세포를 이용한 치료제는 iPS에 비해 부작용이 작을 것으로 예상되지만 역시 안심하기에는 이르다. 배아줄기세포를 활용해 특정 세포나 장기를 만들었다 하더라도 그 기능이 유지될 수 있는지는 아직 확인되지 않았다. 김정범 소장은 "줄기세포로 만든 장기나 세포가 5년을 정상적으로 움직이다가도 하루 아침에 기능을 상실할 수도 있다"고 말했다. 

[원호섭 기자 / 김미연 기자]

출처: http://news.mk.co.kr/newsRead.php?year=2014&no=1367975