생명/의료

난소 과립세포로 전환시킨 난자로 건강한 생쥐 획득

발행일 : 2020 / 01 / 03

난카이대학교 생명과학대학 및 약물화학생물학국가중점실험실 류린(劉林) 연구팀은 세계 최초로 완전 화학소분자 방법을 통해 난소 과립세포를 생식계 전이능력을 보유한 유도만능줄기세포로 성공적으로 재프로그래밍한 다음 난자를 분화형성하였고 또한 정상적 수정을 거쳐 건강한 생쥐를 획득하였다.

해당 성과는 생식능력 유지, 생체 분비 조절 등 연구에 새 아이디어를 제공하였다. 상기 화학적 재프로그래밍 방법은 윤리 문제를 효과적으로 회피함과 아울러 안전 위험을 낮출 수 있다. 최근 “Cell Reports”는 해당 논문을 게재하였고 “Cell”은 해당 발견을 헤드라인 문장으로 발표하였다.

여성의 난소 노화는 불임불육을 초래하는 외 관상동맥성 심장병, 골다공증, 내분비 장애 등 만성질환을 유발할 수 있다. 난자는 생명 잉태의 핵심이다. 체외에서 충분한 양의 난자를 획득해 난소에 보충하는 것은 생식능력 회복 및 임상 생식노화 치료에 중요한 가치가 있다. 이 또한 세계 각국 생물학계가 앞 다투어 해결하고자 하는 과학과제이다. 류린 교수 연구팀은 완전 화학소분자 재프로그래밍 방법으로 해당 문제를 해결하였다.

난소 과립세포는 난포에서 난모세포와 상호작용하며 또한 난자 생성을 촉진하는 일종의 체세포이다. 난소 과립세포를 만능세포로 유도해 난모세포로 전환시킬 경우 난자 수효 부족의 문제를 효과적으로 해결할 수 있다.

난소 과립세포에서 난자를 얻고자 연구팀은 재프로그래밍기술로 유도만능줄기세포를 획득하는 방법을 고안했다. 유도만능줄기세포는 배아줄기세포와 비슷한 발육잠재력을 보유하며 또한 생식세포를 분화형성할 수 있다.

일반적으로 형질전환 방식을 통해 유도만능줄기세포를 획득하지만 지금까지 형질전환기술 응용은 논쟁의 여지가 많아 임상 응용이 어렵다. 배합이 확실한 화학소분자물질로 난소 과립세포를 유도만능줄기세포로 전환시킬 경우 형질전환 방법이 가져다주는 위험을 회피할 수 있다.

이를 감안해 연구팀은 반복적 시험 끝에 CADS(Croconic acid disodium salt) 등 화학물질을 함유한 소분자 배양액을 제조하였고 또한 해당 배양액으로 세포를 처리하였다. 해당 방법은 난소 과립세포를 고효율적으로 유도만능줄기세포로 전환시킬 수 있다. 이렇게 획득한 유도만능줄기세포는 안정적인 유전체, 점진적으로 길어지는 말단소체(telomere), 비교적 좋은 품질을 보유함이 입증되었다.

인간 과립세포의 성질, 유도만능줄기세포 생성 및 생식세포의 발육패턴은 모두 생쥐와 어느 정도 차이가 있다. 하지만 최근 연구에서 인간 배아줄기세포를 이용해 난자의 전신인 난원세포(oogonium)를 분화형성시킴으로써 체외 난자 형성에 기반을 마련하였다.

해당 연구는 최초로 과립세포를 난모세포로 전환시켰는데 이는 발생 및 생식생물학 분야의 중요한 성과이다. 하지만 생쥐에서 인간에까지 응용되려면 아직도 가야 할 길이 멀다. 그러나 불임불육 치료에 비해 생식능력 및 내분비 기능 유지 면에서 그 전망이 더 밝다.

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