(A cross section of a muscle fiber grown from induced pluripotent stem cells.(Credit: Duke University))
(A stained cross section of the new muscle fibers – the red cells are muscle cells, the green areas are receptors for neuronal input, and the blue patches are cell nuclei(Credit: Duke University))
듀크 대학의 연구팀이 피부에서 추출한 유도 만능 줄기 세포 (induced pluripotent stem cell, iPSC)을 이용해서 실제 수축이 가능한 새로운 근육 섬유를 만들었다는 소식입니다. 과거 듀크 대학의 연구팀은 근육에서 추출한 줄기 세포를 이용해서 근육 조직을 만들기도 했으나 이번 연구를 통해서 충분한 근육 세포를 확보할 수 없는 근육 위축 환자에서도 근육 조직을 재생할 수 있는 돌파구를 열었습니다.
연구팀은 유도 만능 줄기 세포가 근육 세포로 분화하기 위해서는 Pax7라는 단백질 신호가 필요하다는 사실을 발견했습니다. 하지만 단순히 이것만으로는 정상적으로 수축하는 근육 조직을 만들기 어려웠습니다. 근육 세포 덩어리와 수축하는 근육 조직은 분명히 다른 이야기이기 때문입니다.
이 문제를 극복하기 위해 연구팀은 3D matrix를 이용한 3차원 배양 방식을 통해 완전한 근육 세포의 다발인 근육 섬유를 만드는데 성공했습니다. 이 근육 섬유 (muscle fiber)는 정상적인 근육과 마찬가지로 수축할 수 있다고 합니다.
물론 이를 실제 임상에 응용하기까지는 아직 많은 과정이 남아 있습니다. 작은 근육 섬유로는 의미있는 근육 이식이 어렵기 때문에 이를 충분한 크기로 배양하는 기술과 더불어 이식된 근육이 정상적으로 신경 및 혈관과 연결되어 작동할 수 있는 기술이 필요합니다. 물론 이식된 근육이 다른 문제를 일으키지 않아야 하겠죠.
많은 기술적 과제가 산적해 있지만, 지금처럼 하나 씩 돌파구가 마련되면 언젠가는 문제가 해결될 수 있을 것으로 기대합니다.
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