日 연구진, 남성불임 해결에 한걸음…무정자증 치료하고 정자 운동성도 개선

하이커뮤니티매니져 0 11 10.14

전세계 커플 6쌍 중 1쌍은 불임으로 어려움을 겪으며 이중 남성 불임이 약 절반을 차지한다. 남성 불임은 유전자 결함으로 정자 생산이 멈추거나 정자의 운동성이 떨어지는 등 다양한 사례가 있다. 게티이미지뱅크 제공

일본 연구팀이 쥐 고환에 유전물질을 보충해 유전자 결함으로 인한 무정자증을 치료하는 데 성공했다. 정자의 운동성을 조절하는 핵심 인자를 규명하는 데도 성공해 남성 불임 치료를 한 단계 더 진전시켰다.

이카와 마사히토 일본 오사카대 교수팀은 지질 나노입자(LNP)로 유전물질인 메신저리보핵산(mRNA)을 고환으로 전달해 쥐의 무정자증을 치료하고 건강한 자손까지 확인했다. 연구결과는 13일(현지시간) '미국 국립과학원회보'에 공개됐다.

전세계 커플 6쌍 중 1쌍은 불임으로 어려움을 겪으며 이중 남성 불임이 약 절반을 차지하는 것으로 알려졌다. 특히 호르몬 수치는 정상이지만 정자 생산 자체가 중단돼 생물학적 임신이 어려운 비폐쇄성 무정자증(NOA)은 유전자 결함이 원인으로 치료가 매우 까다롭다.

오사카대 연구팀은 미국 베일러 의대와 협력해 고환의 특정 유전자를 표적으로 mRNA를 전달해 쥐의 정자 생산 능력을 회복시키는 데 성공했다.

고환의 정소 안에서 정자 생성과 수송에 관여하는 세정관에 지질 나노입자를 주입하는 방식으로 mRNA를 전달했다. mRNA의 유전자 발현은 약 5일간 지속되며 전체 세정관의 약 55%에 도달했다.

연구팀이 주입한 유전자는 정소에서 정자 생산을 위한 감수분열 과정을 재개해 3주 만에 정자를 생성하는 데 성공했다. 이후 생성된 정자로 세포질 내 정자 주입 시술(ICSI)을 진행해 배아를 만든 결과 117개 중 26개 배아가 정상적으로 발달했으며 생식능력도 온전했다. 대규모 유전체 변이도 확인되지 않아 안정적이라는 평가다.

이카와 교수는 "지질 나노입자를 이용한 mRNA 전달은 기존 개체와의 유전체 통합 우려를 최소화해 유전자 치료법보다 안전한 대안"이라고 설명했다.

마틴 마츠크 베일러 의대 교수는 "이번 발견은 정자 생산이 어떻게 회복될 수 있는지 명확히 보여주며 특정 형태의 남성 불임 치료를 위한 연구 토대를 마련한다"고 밝혔다.

오사카대 연구팀은 남성 불임의 또다른 유형인 정자 운동성 저하에도 주목했다. 정자의 운동 신호를 유지하는 분자 메커니즘을 규명하고 연구결과를 같은 날 미국 국립과학원회보에 공개했다.

정자는 편모라는 꼬리를 이용해 수영해 난자를 향해 이동한다. 정자의 운동성이 떨어지면 수정이 실패하기 때문에 자연 임신이 어려워진다.

연구팀은 고환에서만 생성되지만 기능이 알려지지 않았던 단백질 TMEM217에 주목했다. TMEM217이 없는 수컷 쥐의 정자는 거의 움직이지 못해 불임으로 이어졌다.

추가 연구를 통해 TMEM217이 다른 단백질인 SLC9C1과 결합해 복합체를 형성하고 이 복합체가 성숙한 정자 내의 '사이클릭 AMP(cAMP)' 수치를 유지한다는 사실이 밝혀졌다. cAMP는 정자의 운동을 활성화하는 분자다.

연구팀은 cAMP 유사체를 첨가하는 간단한 방법으로 운동 능력을 상실한 정자를 재가동 시키는 데 성공했다. 이카와 교수는 "일부 남성 불임에 대한 실용적 해결책에 고무적인 진전"이라고 말했다.

https://m.dongascience.com/news.php?idx=74503

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