日 연구팀, 사람의 肝 만들어 냈다 (매일경제 2013.07.04 10:03:34)

日 연구팀, 사람의 肝 만들어 냈다

유도만능줄기세포 이용

 

 

일본 연구진이 사람의 ’유도만능줄기세포(iPS)’로 제 기능을 수행하는 3차원 구조의 ’간’을 만드는 데 성공했다. 줄기세포를 이용해 신체 특정 세포를 만든 연구는 있었지만 이번처럼 구조와 기능을 갖춘 장기를 만든 것은 처음이다.

다케베 다카노리 요코하마시립대 의학과 교수 연구팀은 유도만능줄기세포를 이용해 체외에서 3차원 형태의 초소형 간을 만든 뒤, 이를 생쥐 혈관에 이식해 사람의 간 기능을 가진 구조로 성장하는 것을 확인했다고 3일 밝혔다. 이 연구 결과는 세계적 과학저널 ’네이처’ 4일자에 게재됐다.

iPS는 이미 분화가 끝난 사람의 성체세포에 유전자 조작을 가해 신체 모든 장기나 조직으로 자랄 수 있는 원시 줄기세포로 되돌려 놓은 것을 말한다. 하지만 지금까지 iPS로 신체 장기를 만든 사례는 없었다. 장기가 갖고 있는 혈액이나 혈관이 만들어지지 않기 때문이다.

연구팀은 iPS에서 분화시킨 간세포에 혈액과 혈관을 만들 수 있는 ’사람 중간엽줄기세포(MSC)’와 ’제대혈 혈관내피세포(HUVECs)’를 함께 넣고 배양했다. 그 결과 400~500㎛(마이크로미터ㆍ1㎛는 100만분의 1ｍ) 크기의 3차원 구조를 갖는 초소형 간이 만들어지는 것을 확인했다. 이 초소형 간은 임신 5~6주차의 태아에서 보이는 간의 형태와 비슷한 구조와 기능을 갖고 있었다.

연구팀은 초소형 간을 간의 일부가 파괴된 생쥐의 뇌와 복부 혈관에 이식했다. 초소형 간이라 하더라도 간에 직접 이식하기에는 너무 커 뇌와 복부에 이식했다. 다케베 교수는 "쥐에 이식된 초소형 간이 48시간 뒤 혈액과 연결되면서 사람의 간과 같은 조직으로 자라나는 것을 확인했다"며 "단백질을 생성하고 물질대사를 하는 등 간 기능도 수행하는 것으로 나타났다"고 설명했다.

박세필 제주대 줄기세포연구센터 교수는 "기존에 배아줄기세포나 유도만능줄기세포를 이용한 치료는 세포 차원의 치료였다"며 "반면 이번 연구는 유도만능줄기세포를 이용해 3차원 형태를 갖춘 장기를 만들어 이식에 성공한 첫 사례로 굉장히 의미가 큰 연구"라고 평가했다.

 다케베 연구팀은 간뿐만 아니라 췌장, 신장, 폐도 만능유도줄기세포를 이용해 만들 수 있는지 연구를 진행 중이다.

정원일 KAIST 의과학대학원 교수는 "이번 연구에서처럼 생체 간을 만들 수 있는 기술이 개발되면 간 질병에서도 엄청난 변혁이 일어날 수 있다"고 말했다.

다케베 교수는 "간은 인체 장기에서도 매우 큰 장기 중 하나"라며 "앞으로 초소형 간을 직접 간에 이식해 발달시키는 연구를 진행할 것"이라고 밝혔다.

■ <용어설명>

▷ 유도만능줄기세포(iPS) : 사람 피부세포에 유전자 변형을 가해 만든 줄기세포로 배아줄기세포와 분화능력이 비슷하면서도 수정란이나 난자를 사용하지 않아 윤리 문제에서 자유롭다.