방추사(spindle. 흰 점)가 있는 인간 체세포 핵이식(SCNT) 난자 [Mitalipov laboratory 제공. 재판매 및 DB 금지]
韓美 연구팀 “불임 치료 적용 기대…임상 적용하려면 추가 연구 필요”
환자의 체세포(피부세포) 핵을 핵이 제거된 기증 난자에 이식(체세포 핵이식. SCNT)해 정상적으로 수정 가능한 난자를 만들고, 이를 정자와 수정해 배반포기까지 배양하는 데 성공했다.
미국 오리건 보건과학대(OHSU) 슈크라트 미탈리포프 교수팀과 차의과대학 강은주교수·이연미 박사팀은 1일 과학 저널 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)에서 피부세포 핵을 핵이 제거된 난자에 삽입한 뒤 염색체를 반으로 줄이는 과정을 거쳐 수정할 수 있는 난자를 만드는 데 성공했다고 밝혔다.
연구팀은 이렇게 만든 난자는 정자와 수정한 후 6일째 배반포(blastocyst) 단계까지 발달하는 것으로 확인됐다며 이는 세포 재프로그래밍(cell reprogramming)이 사람의 불임 치료에서도 실행 가능한 방법이 될 수 있음을 보여준다고 말했다.
불임은 전 세계 수백만 명에게 영향을 미치며, 수정란을 만드는 데 필요한 부모의 정자와 난자 중 하나의 기능 장애나 부재로 발생할 수 있고 기존의 체외수정(IVF)이 효과적이지 않은 경우도 있다.
이에 대한 잠재적 해결 방안 중 하나가 환자 체세포에서 핵을 꺼내 핵이 제거된 기증 난자에 이식하는 체세포 핵이식으로 정상 기능을 하는 난자를 만드는 것이다.
그러나 난자에 이식된 체세포 핵은 염색체 23개가 있는 난자나 정자와 달리 염색체가 23쌍(46개)을 가지고 있어 그대로 수정되면 수정란의 염색체 수가 69개가 되는 문제가 있다.
연구팀은 앞서 생쥐를 이용한 실험에서 체세포 삽입 난자가 수정된 후 체세포 염색체가 절반으로 줄어들게 하는 체세포 감수분열(mitomeiosis) 기법을 개발해 시험한 바 있으나, 지금까지 인간 세포에서는 이 방법이 검증되지 않았다고 밝혔다.
이들은 이 연구에서 사람 피부세포의 핵을 핵이 제거된 난자에 삽입한 다음 정자와 수정시키면서 전기 자극과 약물(roscovitine) 투여해 체세포 염색체가 절반으로 줄어들게 하는 체세포 감수분열을 일으켰다.
연구팀이 이렇게 만든 체세포 핵이식 수정란을 배양한 결과 일부는 4~10세포기까지 발달했으며, 약 9%는 수정 6일째 배반포 단계까지 발달했다.
배반포기는 체외수정(IVF) 치료에서 자궁에 배아 이식이 이루어지는 단계로, 연구팀은 윤리 및 연구 규제에 따라 배반포기 이후에는 배양을 중단했다고 밝혔다.
연구팀은 이어 이 연구는 대부분 배아가 수정 단계 넘어서 진행하지 못했고 배반포에서 염색체 이상이 관찰되는 등 한계가 있다고 지적했다.
그러나 연구팀은 이 개념 증명 연구(proof-of-concept study)는 체세포 핵이식과 유사 감수분열 방법이 인간 세포에서도 실현할 수 있음을 보여준다며 향후 이를 임상에 적용하려면 효과와 안전성 확보를 위한 추가 연구가 필요하다고 밝혔다.
강은주 교수는 “‘난자가 없는 여성이 아이를 낳을 수 있는 방법은 없을까’라는 고민에서 이 연구를 시작했다”며 “체세포 핵이식 및 감수분열을 통해 수정 가능한 난자를 만드는 원천기술을 개발했지만 국내에서는 사람 난자를 이용한 연구가 어려워 미국 연구팀과 공동 연구를 이어가고 있다”고 말했다.
◆ 출처 : Nature Communications, Shoukhrat Mitalipov et al., ‘Induction of experimental cell division to generate cells with reduced chromosome ploidy’, https://www.nature.com/articles/s41467-025-63454-7
