혈액세포가 인간 정자로, 인공 고환에서 성숙

미국 과학자들이 사람 혈액 세포로 만든 줄기세포를 정자로 자라게 하는
데 성공했다. 특히 고환 세포와 같이 성숙시켜 인체 환경에 더 가까워졌
다.

미국 펜실베이니아대 의대 교수 연구진은 “사람의 혈액 세포로 만든 인간
유도만능줄기세포(iPS세포)를 미성숙 정자로 분화시켜 쥐의 신장에 이식한
인공 고환 조직에서 배양했다”고 10일(현지 시각) 국제 학술지 ‘셀 스템
셀’에 발표했다.

iPS세포는 피부 세포나 혈액 세포처럼 이미 다 자란 체세포에 특정 유전자
나 단백질을 넣어 발생 초기의 배아줄기세포 상태로 만든 것이다. 정자와
난자가 만난 수정란에 있는 배아줄기세포는 인체의 모든 세포와 조직으로
자란다.

사사키 교수는 2020년 펜실베이니아대에서 인간의 미성숙 정자 세포를 생
쥐의 고환 세포와 같이 섞어 배양하는 방법을 고안했다. 그러면 실제 인체
처럼 고환 세포가 미성숙 정자를 보호하고 영양분을 제공한다. 하지만 정자
발달의 초기 단계를 넘어서지는 못했다.

이번에 연구를 한 단계 더 발전시켰다. iPS세포에서 나온 정자 전 단계 세
포를 고환 세포와 섞은 다음, 생쥐 신장에 이식했다. 세포들은 스스로 고환
에서 정자가 생성되는 곳처럼 관상 구조로 바뀌었다. 이식 6개월 후, 인간
세포들은 정모세포로 발달했다. 정모세포는 꼬리가 달린 정자가 된다.

연구진은 앞으로 iPS세포로 만든 인간 정모세포가 실질적인 정자 기능을
할 수 있는지 알아볼 계획이다. 하지만 대부분 국가에서 줄기세포와 난자,
정자를 이용한 연구를 엄격히 제한하고 있다. 사사키 교수가 이런 법적 규
제와 윤리적 논란을 피하려고 같은 연구를 마카크 원숭이를 대상으로 계속
할 계획이다.

iPS세포로 생식세포를 만드는 연구는 빠르게 발전했다. 일본 교토대 연구
진은 2011년 피부 세포로 iPS세포를 만들고 이를 정자로 자라게 했다. 규
슈대 연구진은 2023년 엄마 없이 아빠가 아기를 낳을 길도 열었다.

민간 기업들도 실험실에서 난자와 정자를 생산하기 위해 노력하고 있다.
지난달 캘리포니아주 버클리의 바이오 기업인 컨셉션(Conception)은 줄기
세포를 이용해 실험실에서 미성숙 인간 난자를 배양했다고 발표했다.

본문 이미지: 조선비즈.