체외수정 실패 부부에 희소식…"인공 자궁 내막"에 인간배아 착상 성공

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체외수정 실패 부부에 희소식…"인공 자궁 내막"에 인간배아 착상 성공

하이커뮤니티매니져 0 7 12.25






난임 치료 새 단서









인공 자궁 내막에 착상한 14일 된 인간 배아의 현미경 사진. 가운데 밝은 파란색 세포는 미분화 상태의 외배엽 세포로 이후 신체의 모든 조직으로 발달한다. 주황색 세포는 영양막 세포로 나중에 태반을 형성한다. 배아를 둘러싼 파란색 세포는 자궁내막세포로 배아의 착상과 성장을 돕는다. Matteo Mole at the Babraham Institute 제공



인공 자궁 내막에 착상한 14일 된 인간 배아의 현미경 사진. 가운데 밝은 파란색 세포는 미분화 상태의 외배엽 세포로 이후 신체의 모든 조직으로 발달한다. 주황색 세포는 영양막 세포로 나중에 태반을 형성한다. 배아를 둘러싼 파란색 세포는 자궁내막세포로 배아의 착상과 성장을 돕는다. Matteo Mole at the Babraham Institute 제공




체외수정 시술을 받아도 착상에 실패해 임신에 이르지 못하는 환자가 많다. 착상 실패 원인을 밝히고 환자 맞춤형 치료제를 찾는 길이 열렸다.





중국·영국·미국 공동연구팀이 실험실에서 인공 자궁 내막을 만들어 인간 배아를 착상시키는 데 성공했다. 연구팀은 착상 실패 환자에게 효과적인 약물 후보군도 발굴했다. 연구 결과는 23일 국제학술지 '셀(Cell)'과 '셀 스템 셀(Cell Stem Cell)'에 게재됐다.





정자와 난자가 만나 수정란이 되면 수정란은 세포분열을 거듭하며 자궁으로 이동한다. 수정 후 8~10일쯤 되면 배아는 자궁 내막에 파고들어 뿌리를 내린다. 착상이다. 착상에 성공해야 태반이 형성되고 임신이 유지된다. 문제는 착상 성공률이 낮다는 점이다. 자연임신의 경우 약 3분의 1만 착상에 성공한다.



체외수정 시술에서도 착상 실패는 주요 난관이다. 문제는 착상 과정을 직접 관찰하기는 어렵다는 점이다. 기존 연구는 주로 50여 년 전 임신 초기 자궁적출술 사례에 의존했다.





위레첸 중국과학원 줄기세포·생식생물학 국가중점실험실 박사와 준 우 미국 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬센터 교수팀은 미세유체칩 위에 '세포 샌드위치'를 쌓았다.





먼저 자궁 생검 조직에서 기질세포를 분리했다. 기질세포는 자궁 내막의 구조를 지지하는 세포다. 연구팀은 기질세포를 하이드로겔 위에 펴 바르고 다시 하이드로겔을 덮은 뒤 자궁내막 오가노이드 세포를 얹었다.





하이드로겔은 물을 머금은 젤리 형태의 물질로 세포가 실제 조직처럼 3차원으로 자랄 수 있는 발판 역할을 한다. 오가노이드는 실제 장기와 유사한 구조와 기능을 갖춘 세포 집합체다.









착상 부위를 3D로 재구성한 영상으로 배아가 기질세포에 둘러싸여 있는 모습을 보여준다. 셀 제공




준 우 교수는 "기질세포는 착상 과정에서 배아와 가장 많이 상호작용하는 세포"라며 "인공 자궁 내막의 경도를 실제 임신 자궁과 일치하도록 정밀하게 조정했다"고 설명했다.





연구팀은 체외수정 시술 후 기증받은 수정 후 5~6일 된 배아인 배반포를 인공 자궁 내막 위에 안착시켰다. 배반포는 내막 표면에 붙고 단단히 부착된 뒤 내막 속으로 파고들었다. 실제 착상과 같은 3단계를 거쳤다. 배아는 발달 12일차까지 성장했다.





연구팀은 착상이 세 번 이상 실패한 체외수정 환자의 세포로도 인공 자궁 내막을 만들었다. 결과는 달랐다. 배아가 표면에 붙지 못하거나 붙더라도 깊이 파고들지 못했다.





연구팀은 미국 식품의약국(FDA) 승인 약물 1100여 종을 검사해 착상 촉진 효과가 있는 약물을 찾았다. 상위 50종을 착상 실패 환자 세 명의 세포로 만든 인공 자궁 내막에 테스트했다. 첫 번째 환자에게는 11종, 두 번째 환자에게는 10종, 세 번째 환자에게는 7종이 착상률을 높였다. 효과적인 약물은 환자마다 달랐다.





위레첸 박사는 "맞춤형 선별 방식으로 각 환자에게 효과적인 약물 목록을 제공할 수 있다"며 "다른 연구자들과 협력해 임상시험을 진행할 계획"이라고 밝혔다.





피터 러그-건 영국 배브라함연구소 박사 연구팀도 인공 자궁 내막을 개발했다. 기질세포를 하이드로겔에 넣고 그 위에 상피세포를 올렸다. 배아를 올려놓자 착상이 일어났고 임신 테스트기에서 감지하는 호르몬(hCG)을 분비하기 시작했다. 배아는 국제 지침상 한계인 14일까지 성장했다.





러그-건 박사는 "배아가 착상하는 지점에서 오가는 분자 신호를 해독했다"며 "모든 배아의 절반이 착상에 실패하는데 그 이유를 전혀 모른다. 이번 연구가 답을 찾는 출발점이 될 것"이라고 말했다.





배아 착상과 태반 발달 분야의 전문가인 존 애플린 영국 맨체스터대 교수는 "40여 년간 보조생식술이 발전했지만 착상률은 낮은 수준에 머물러 있었다"며 "착상이 일어나야 태반 발달이 시작되고 태아에게 영양분과 산소가 공급된다. 이번 연구는 착상 효율을 높이는 치료법 개발의 문을 열었다"고 평가했다.







https://m.dongascience.com/news.php?idx=75697


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