줄기세포 배양...사람두뇌 만들었다

오스트리아 과학자들이 줄기세포로 미니 인간 뇌를 만드는 데 성공했다.

버지,BBC는 28일(현지시간) 네이처를 인용, 오스트리아 과학원 분자생명공학연구소의 위르겐 크노블리히 박사가 이끄는 연구팀은 배아줄기세포를 이용해 미니두뇌를 만드는데 성공했다고 보도했다.

보도에 따르면 연구진은 9주지난 태아의 뇌 크기 정도인 완두콩만한 미니 인간 뇌를 만들어 냈다. 이 두뇌는 극히 초기 발달단계에 불과한 것이지만 지구상의 동물 가운데 가장 복잡한 구조를 가진 인간뇌를 줄기세포로 만들어 낸 최초의 사례가 된다. 특히 이 연구실에서 배양한 미니 두뇌는 척추피질,복부 전대뇌,중간뇌, 후뇌는 물론 망막까지 모두 가지고 있었다.

이를 통해 뇌의 가운데 정신분열증, 자폐증 등의 질병을 치료할 수 있는 실마리를 찾을 수 있을 것으로 기대되고 있다.

살아있는 인간의 기관을 이용해 병든 뇌와 비교하면 쉽사리 치료의 실마리를 찾겠지만 이는 사실상 불가능한 일이다. 따라서 연구진은 이 인공배양 뇌를 뇌질환환자 체세포로 만든 뇌와 비교함으로써 정신분열증이나 자폐증 같은 뇌질환 치료의 실마리를 찾게 해 줄 것으로 기대하고 있다.

위르겐 크노블리히 박사는 “이 미니 뇌는 초기 발달 모형으로 뇌 발달 과정에서 발생하는 결함을 연구하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다. 그는 “궁극적으로 우리는 정신분열증이나 자폐증과 같은 질환의 치료에 진전을 가져오길 바란다”고 덧붙였다.

연구팀은 실험실에서 이 초기단계의 뇌를 2개월 만에 3~4mm 크기까지 자라게 할 수 있었다. 이 미니 뇌는 9주가 지난 태아의 뇌에서 볼 수 있는 것과 같은 대부분의 특수 부위들을 가지고 있었다.

이 미니 뇌는 거의 9주일 동안 생존했지만 2개월 후부터 더 이상 자라지 않았다. 산소와 영양소를 더 깊은 조직까지 공급할 혈액이 없었기 때문이다.

연구를 이끈 매들린 A 랭카스터 박사는 “연구진들은 이 두뇌를 연구실에서 배양하기 위해 줄기세포를 추출해 이를 배양했다. 이들 배양섬유는 점점 더 복잡하게 발전해 나갔다. 이들을 회전하는 바이오리액터에서 더많은 영양분과 산소의 교환이 이뤄졌다”고 설명했다. 그는 “이 방법은 정확하게 두뇌 샘플을 만들어 내도록 해 주었다. 또 불꽃튀는 뉴런세포가 9주동안 계속 활동했다. 각 부분이 인간두뇌와 비슷하게 작동했다. 이후 이 유기체는 인간두뇌와는 다른 방향으로 발전해 나갔다”고 말했다.

위르겐 크노블리히박사는 연구실에서 배양한 두뇌를 “엔진이 지붕에 있고 변속기는 트렁크에 있는 자동차”에 비교했다. 이 두뇌는 완전히 인간의 두뇌처럼 보이거나 작동하지 않았다는 의미다. 하지만 각 부위의 개별적인 기능은 정확하게 작동했다.

크노블리히 박사는 아주 초기단계의 뇌를 만들었기 때문에 윤리적인 문제는 없을 것으로 생각한다면서 그러나 이 보다 더 큰 뇌를 만드는 것은 바람직하지 않다고 말했다.

연구진들은 연구실에서 배양한 건강한 뇌와 소두중 환자의 줄기세포로 배양한 미니뇌를 비교함으로써 이 환자의 줄기세포로 만든 뇌가 너무 일찍 뉴런을 형성한다는 사실을 밝혀냈다.

이에따라 연구진은 이 미니두뇌 연구를 통해 인간두뇌성장과정에서 발생하는 정신분열증이나 자폐증뇌와 정상뇌를 비교해 해결 모델을 만들 수 있겠다는 희망을 품게 됐다.

연구진은 또 이 미니뇌에 약물을 투여해 환자뇌에 미치는 영향을 미리 알아 볼 수도 있게 됐다고 밝혔다.