줄기세포는 불임 치료의 효과를 향상시킬 수 있습니다.

코펜하겐 대학교 연구진이 주도한 새로운 연구에 따르면, 초기 배아에서 유난히 다재다능하고 재생 능력이 뛰어난 줄기세포가 불임 치료에 새롭고 효과적인 치료법을 개발하는 열쇠를 쥐고 있을 가능성이 있습니다. Cell 저널 에 게재된 이 마우스 연구는 "원시 내배엽은 계통 가소성을 지원하여 조절 발달을 가능하게 한다"라는 제목으로, 이 분야에 새로운 관점을 제시합니다.

임신은 정자가 난자를 찾아 나팔관에서 수정시키는 복잡한 과정입니다. 난자는 분열을 시작하여 5일 후 배반포가 되고, 이는 결국 태아로 발달합니다. 그러나 불임이 더 흔해짐에 따라 생식 기술을 이용하는 사람들이 증가하고 있습니다. 덴마크에서는 이러한 사례가 임신 8건 중 1건을 차지합니다.

그럼에도 불구하고 이러한 시술의 성공률은 여성의 나이와 임신 가능성에 따라 약 20~30%에 불과하여 여전히 낮은 수준입니다. 이제 코펜하겐 대학교 연구진은 향후 더 나은 임신 치료로 이어질 수 있는 획기적인 발견을 이루었습니다.

"저희는 생쥐 배아에서 원시 내배엽 또는 하배엽이라고 불리는 세포를 연구합니다. 이 세포들이 독특하고 스스로 배아를 생성할 수 있다는 것을 발견했습니다. 최근 연구에 따르면 원시 내배엽이 임상 시험에서 높은 착상 성공률을 보인 배아 세포 유형 중 유일한 것으로 나타났기 때문에 이 연구는 특히 흥미롭습니다."라고 이 연구의 주저자이자 학생인 마들렌 린네베르크-아게르홀름은 말합니다.

그녀는 이렇게 덧붙여 말했습니다. "이러한 세포는 일반적으로 정상적인 배아에 영양과 지지력을 제공하지만, 우리가 이 세포를 분리하면 스스로 배아를 만들 수 있는데, 이는 매우 놀라운 발견입니다."

연구진은 또한 실험실에서 배양된 원시 내배엽 줄기세포가 페트리 접시에서 매우 높은 효율로 "배아줄기세포 모델"인 블라스토이드(blastoid)를 형성한다는 사실을 발견했습니다. 이 모델은 체외수정(IVF) 결과를 개선하는 신약 개발에 중요한 도구가 될 수 있습니다.

연구의 수석 저자인 조슈아 브릭먼 교수는 "이것은 현재의 불임 치료법을 개선하는 데 특히 중요할 수 있습니다. 왜냐하면 가소성과 회복력이 배아가 실험실에서 생존하고 어머니에게 이식되는 동안 생존하는 데 중요할 수 있기 때문입니다."라고 말했습니다.

이 연구는 쥐를 대상으로 수행되었지만, 과학자들은 이미 인간 줄기세포에 대해서도 비슷한 연구를 수행할 계획을 세우고 있습니다.

"북마크"로서의 원시 내배엽

배아가 발달하기 시작할 때는 단일 세포이지만, 이후 세포 덩어리가 되는데, 바깥쪽 세포는 미래의 태반이 되고 안쪽 세포는 원시 내배엽, 미래의 노른자낭 또는 상배엽을 형성하여 배아 자체를 형성합니다.

"배반포 발달의 마지막 단계는 원시 내배엽입니다. 원시 내배엽 주변의 모든 것을 제거해도, 원시 내배엽은 어떻게든 배아를 만드는 방법을 '기억'하고 스스로 만들어낼 수 있습니다."라고 브릭먼은 설명합니다.

"또한 원시 내배엽의 세포들이 다른 세포 유형을 만드는 방법을 기억한다는 것을 보여주었습니다. 이는 DNA의 중요한 조절 서열(인핸서)에 책갈피처럼 자리 잡고 있는 전사 인자를 가지고 있기 때문입니다. 이러한 인자들은 일반적으로 아무런 역할을 하지 않지만, 문제가 발생하면 어떻게 해야 할지 기억할 수 있습니다. 유전체를 책이라고 생각해 보세요. 이 책갈피는 다른 세포 유형을 만드는 지침이 몇 페이지에 있는지 알려줍니다."

잃어버린 연결고리?

연구자들은 이러한 연구 결과가 IVF의 성공 가능성을 높이는 방법을 이해하는 데 도움이 되고, 일부 사람들이 임신에 어려움을 겪는 이유에 대한 더 많은 통찰력을 제공하기를 바랍니다.

"여성이 임신에 어려움을 겪는 경우, 원시 내배엽의 결함이 원인일 수 있습니다. 원시 내배엽은 영양을 공급할 뿐만 아니라 손상 복구에도 중요한 역할을 하기 때문입니다. 이는 아직 가설일 뿐이지만, 이 세포 유형이 착상 성공의 강력한 예측 인자라는 점은 놀랍습니다."라고 브릭먼은 말합니다.

현재 연구자들은 원시 내배엽의 기능을 더 잘 이해하고 기존의 인간 원시 내배엽 줄기 세포를 개선하는 데 주력하고 있습니다.

"이는 초기 원시 내배엽이 손상되었을 때 손상된 계통을 재생시킬 수 있는 구조임을 시사한다고 생각합니다. 원시 내배엽 줄기세포를 만들었으니, 이 세포와 이를 유도하는 신호를 연구하여 체외수정(IVF) 치료를 개선할 수 있을 것입니다."라고 브릭먼은 덧붙였습니다.