순천향대학교(총장 송병국) 연구진이 제1형 당뇨병 환자의 평생 숙명처럼 여겨졌던 인슐린 주사 치료를 대체할 수 있는 차세대 조직공학 인공췌장 기술을 개발했다. 12일 순천향대에 따르면 의과대학 재생의학교실 이병택 교수 연구팀이 지방 유래 줄기세포(ADSCs)와 췌도세포를 신장 세포외기질(k-ECM) 기반 지지체에 공동 이식하는 방식의 조직공학 인공췌장 기술을 개발했다. 제1형 당뇨병은 인슐린을 분비하는 췌장의 베타세포가 파괴돼 발생하는 대표적인 자가면역질환이다. 췌도세포 이식이 치료 대안으로 제시돼 왔지만, 이식 후 낮은 생존율과 면역 거부 반응, 부족한 세포 수급 문제 등이 상용화의 걸림돌이었다. 연구팀은 기존에 기능 저하 등의 이유로 폐기되던 ‘표준 미달 췌도세포’에 주목했다. 이들 세포가 분비하는 사이토카인과 성장인자, 세포외기질 신호가 지방 유래 줄기세포를 인슐린 생산세포(IPCs)로 분화시키는 생체 신호원 역할을 한다는 사실을 확인한 것이다. 제1형 당뇨병 동물모델 적용 결과, 혈관 재형성이 증가하고 체내 인슐린 분비 기능이 회복됐으며 체중 감소 등 질환 악화가 억제됐다고 연구진은 설명했다. 연구책임자 이병택 교수는 “제1형 당뇨병은 물론 제2형 당뇨병 치료에도 적용 가능한 플랫폼 기술로 발전시켜 조직공학 인공췌장의 상용화를 앞당기는 데 기여하겠다”고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 순천향대학교의 지원을 받아 수행됐다. 연구에는 최민지 박사(제1저자), 차크마 샨토 연구원, 압둘라 알 파하드 박사, 외과 배상호 교수 등이 참여했다. 연구 성과는 바이오 소재·의과학 분야 세계적 권위 학술지인 ‘바이오액티브 머티리얼스(Bioactive Materials·IF 20.3)’에 게재됐다.

　국내 의료진이 다른 사람의 췌도를 이식해 당뇨병을 완치하는데 성공했다. 가톨릭대 서울성모병원 췌도이식팀(내분비내과 윤건호·이승환·양혜경, 외과 홍태호, 영상의학과 최병길 교수)은 당뇨병을 앓고 있는 박모(60세)씨에게 뇌사자의 췌도를 단독으로 이식한 뒤 인슐린 투여를 중단해 당뇨병을 완치시키는데 성공했다고 23일 밝혔다. 　이는 지난 2013년 국내 최초로 다른 사람의 췌도를 이식하는 동종 췌도이식 후 3번째 만에 당뇨 환자에게 1대 1로 췌도를 이식, 당뇨병을 완치시켜 외부에서 인슐린 투여를 중단한 첫 사례다.　환자 박씨는 30년 전 제1형 당뇨병을 진단받아 하루 4회 인슐린을 주사로 투여하고, 매일 7회 이상 혈당을 측정하는 생활을 이어왔다. 그러나 유병 기간이 길어지면서 생명을 위협하는 심각한 저혈당 및 저혈당 무감지증이 반복적으로 나타나 2008년부터 췌도이식을 위해 대기 중이었다. 　이런 가운데 의료진은 지난달 11일 뇌사자가 기증한 췌장에서 이식에 적합한 고순도 췌도를 분리, 환자의 간문맥 내로 이식을 진행했다.　 동종 췌도 단독이식 후 환자는 합병증 없이 퇴원했으며, 수술 전까지 투여하던 1일 30~50단위의 인슐린을 모두 중단하고도 정상 혈당을 유지하고 있다. 일반적으로 췌도 이식 후 인슐린 투여를 전면적으로 중단하기 위해서는 2~4회의 반복이식이 필요하며, 이 환자처럼 하나의 췌장에서 분리한 췌도를 1대 1로 이식해 인슐린을 중단한 경우는 해외에서도 매우 드문 것으로 알려졌다.　국내에서는 주로 환자 자신의 췌도를 이식하거나 신장 이식 후 다른 사람의 췌도를 받는 동종 췌도이식을 시행해 왔을 뿐 기증 받은 췌도만을 단독으로 이식하는 동종췌도 단독이식은 매우 드물며 성공 사례도 보고되지 않고 있다. 　앞서, 저혈당 무감지증으로 2013년 국내 처음으로 뇌사자가 기증한 동종 췌도를 단독 이식한 여성 당뇨환자(59)는 이식 후 자체 인슐린 분비가 가능해졌으며, 심각한 수준의 고혈당 및 저혈당 빈도가 크게 감소하고, 저혈당 무감지증도 완전한 수준으로 호전됐으나 인슐린은 여전히 투여하고 있는 것으로 알려졌다. 　　■췌도 이식의 새로운 가능성　당뇨병은 췌장의 췌도세포에서 분비되는 호르몬인 인슐린이 부족하거나 아예 분비되지 않는 병이다. 치료를 위해서는 부족한 인슐린의 분비를 강화하거나 인슐린 저항성을 개선하는 약제를 사용한다. 이 중 제1형 당뇨병과 제2형이라도 인슐린 분비량이 지나치게 적은 경우, 또 당뇨병이나 다른 질환으로 췌장을 제거한 경우 외부에서 인슐린을 투여하는 치료가 필요하다. 　하지만 철저한 관리와 함께 인슐린을 규칙적으로 투여해도 일부 환자에서는 극심한 저혈당과 고혈당이 반복되어 나타나거나 반복적으로 저혈당에 노출되면서 저혈당 무감지증이 발생해 당뇨성 혼수에 빠지는 사례도 있다.　이런 경우에는 뇌사자가 기증한 췌장에서 인슐린을 분비하는 건강한 췌도세포를 분리해 환자의 간문맥에 주입하는 췌도이식을 시행하게 된다. 이렇게 치료하면 자체적으로 인슐린 생산 및 분비가 가능하기 때문에 저혈당 발생이 줄거나 없어지고 혈당이 안정된다. 또 다른 장기이식과 달리 전신마취 없이 중재시술을 통해 이식이 이뤄진다는 이점도 있다. 　하지만 타인의 세포를 이식하기 때문에 면역억제제를 사용해야 한다는 한계가 있다. 면역억제제 중 상당수는 약제가 혈당을 높이는 부작용을 가졌거나 이식된 췌도세포에 나쁜 영향을 줄 위험이 있다.　또 췌도이식은 고형 장기이식과 달리 반복이식이 필요하며, 생체이식 대신 오직 뇌사자의 췌도만 이식할 수 있어 치료 대상자가 제한적일 수밖에 없다. 여기에다 뇌사자의 췌장을 확보하더라도 분리한 췌도의 수량이 일정 수준에 못 미치면 이식을 진행할 수 없게 된다.　　■동물췌도 캡슐이식 기술에 도전　이 병원 이식팀은 이처럼 면역억제제 사용 및 장기 부족의 한계를 극복하기 위해 동물의 췌도세포를 면역보호막으로 둘러싸 이식하는 연구를 진행한 끝에 기존 캡슐보다 생체적합성이 뛰어난 캡슐을 개발, 쥐와 개를 이용한 동물시험에서 성공 가능성을 확인했다. 　췌도이식에서 발생할 수 있는 거부반응을 최소화하기 위해 췌도를 캡슐 안에 탑재해 수명을 연장시키고, 면역보호막으로 둘러싸 기존 췌도이식과 달리 면역억제제를 따로 복용하지 않도록 한 것.　이를 위해 이식팀은 키토산과 알긴산을 이용한 캡슐을 제작해 쥐와 개에 이식하고 1년 이상 변화를 관찰해 성과를 확인했다.　이와 함께 돼지의 췌도를 분리해 당뇨병을 유발한 쥐에 이종캡슐화 췌도이식을 한 결과, 면역억제제 없이 1년 이상 정상 혈당을 유지한 것으로 나타났으며, 당뇨병을 유발한 비글견에 캡슐 동종췌도를 이식한 시험에서도 비글견 3마리가 이식 후 최장 231일까지 인슐린 없이 정상 혈당을 유지하고 있는 것으로 나타나기도 했다.　이는 당뇨병 중동물 모델에서 이식 후 인슐린 없이 유지시킨 기록으로는 세계적으로 가장 긴 기간이다. 또 이식 후 1년이 지난 시점에서 복강 내를 관찰한 결과, 캡슐이 주변 조직과 유착하지 않을만큼 생체적합성도 뛰어났다.　윤건호 교수는 “공여 장기의 부족, 면역억제제 부작용과 부담스러운 비용 등으로 동종췌도 이식이 활성화되지 못하는 가운데 캡슐화 췌도이식 기술에 이종 췌도세포를 접목시켜 무균돼지에서 분리된 췌도를 이식원으로 사용하거나, 이종췌도를 면역차단 캡슐화해 면역억제제 없이 이식할 수 있다면 당뇨병 치료에 매우 중요한 진전이 될 것”이라고 말했다. 　윤 교수는 이어 “췌도이식 환자는 다른 장기이식 환자와 달리 산정특례 혜택 및 면역억제제 급여 처방이 불가능해 환자의 비용 부담이 큰 문제가 있고, 분리된 췌도를 이용하여 다양한 종류의 이식방법에 대한 연구가 진행되고 있는 외국과 달리 수량이 적다는 이유로 기증받은 췌도를 전량 폐기해야 해 관련 제도 개선이 시급하다”고 말했다.　심재억 의학전문기자 jeshim@seoul.co.kr

　국내 의료진이 형질전환 돼지의 췌도를 원숭이에게 이식하는데 성공했다. 삼성서울병원 장기이식센터 김성주·박재범 교수팀은 지난 3월 26일 형질전환 돼지에서 얻은 췌도(膵島)를 영장류인 원숭이에 이식해 6개월 이상 성공적으로 기능을 유지하고 있다고 1일 밝혔다. 흔히 랑게르한스섬이라고도 불리는 췌도는 췌장에서 세포가 마치 섬(島)처럼 모여있는 내분비 조직으로, 인슐린 등의 호르몬을 분비해 혈당을 조절하는 기능을 한다 　형질전환이란 유전물질인 DNA를 다른 계통의 살아 있는 세포에 주입하면 그 DNA가 유전형질을 변화시키는 현상으로, 이번 이식에서는 이종간의 이식에 따른 면역거부 반응을 없애기 위해 ‘초급성 면역거부반응 유전자가 제거(alpha-GalT knock-out)’가 제거된 돼지의 췌도를 사용했다. 　의료팀에 따르면, 이 원숭이는 이식 전 혈당수치가 300 이상이어서 인슐린이 하루 10단위 이상 필요했다. 그러나 이종췌도를 이식한 뒤에는 인슐린을 투여하지 않고도 정상혈당을 유지하고 있다. 의료팀은 “특히 기존의 절반에 해당하는 적은 수의 췌도(50000 IEQ/kg)를 사용함으로써 임상 적용을 한 단계 앞당겼다는 점에서 의의가 큰 결과”라고 의미를 부여했다. 　췌도이식은 인슐린 집중 치료에도 불구하고 심각한 대사성 합병증으로 인슐린 집중 치료에 한계가 있는 1형 당뇨 환자나 인슐린 집중 치료로 혈당조절이 어려운 난치성 당뇨 환자에게 적용하는 치료법의 하나로, 췌장에서 인슐린을 분비하는 췌도세포를 분리, 이식하는 방법이다. 이런 췌도이식은 췌장 전체를 이식하는 것보다 시술이 쉽고, 안전하며, 반복할 수 있다는 장점 때문에 최근에 관심을 끌고 있다. 　그러나 이종간 췌도이식의 경우, 체내에서 돼지 면역체계에 대한 항체가 작용해 이식 직후 초급성 면역거부반응이 발생해 이식장기가 손상될 수 있는데, 이를 극복하기 위해 면역 유전자를 제거한 형질전환 돼지를 이용해 초급성 면역거부반응을 피해야 한다. 이번 연구에 사용된 형질전환 돼지는 국립축산과학원 황성수 박사팀이 제공했으며, 이식 기술은 건국대 윤익진 교수가, 이종 이식 후 면역 모니터링은 서울대 안규리 교수가 담당했고, 이식용 원숭이는 ㈜오리엔트바이오가 제공했다. 　이식을 주도한 김성주 교수는 “췌도이식에서 중요한 것은 충분한 수의 췌장을 확보하는 것인데, 사람의 생체 췌장을 얻는 데는 한계가 있다”면서 “돼지 등의 췌장을 활용한 이종 간 이식의 기술적 안정성만 확보가 되면 충분한 췌장 확보가 가능해 난치성 당뇨 치료에 큰 도움이 될 것”이라고 말했다. 　심재억 의학전문기자 jeshim@seoul.co.kr

지난해 돼지 췌도(膵島)를 이식한 원숭이가 1년째 정상 혈당을 유지하며 생존해 당뇨병 치료에 전기가 마련될 것으로 평가되고 있다. 이르면 내년 말에는 사람 간 동종 췌도이식도 시도된다. 췌도란 췌장에서 인슐린 분비를 담당하는 조직으로, 랑게르한스섬으로도 불린다. 박성회 서울대병원 병리과 교수팀은 지난해 10월 이후 돼지의 췌도세포를 이식해 당뇨병을 치료한 원숭이 세 마리가 현재까지 정상 혈당을 유지하고 있다고 23일 밝혔다. 그러나 이런 성과를 발표하면서 관련 연구논문을 제시하지 않아 성급한 실적 제시가 아니냐는 지적도 없지 않다. 박 교수는 이날 “지난해 10월부터 돼지의 췌도세포를 당뇨병을 가진 세 마리의 원숭이에게 이식한 결과 한마리에게서는 이식한 췌도가 8개월간 생존했고 이후 췌도를 이식한 두 마리 역시 1년째 혈당이 정상치를 보이다가 다시 상승하고 있다.”고 설명했다. 그는 “이는 원숭이의 간문맥에 돼지 췌도를 이식한 시도 중에서 가장 뛰어난 성적”이라고 덧붙였다. 연구팀은 이어 두 마리의 당뇨 원숭이에게 독자적으로 개발한 선택적 면역억제제인 ‘MD-3’ 항체와 1종의 면역억제제만을 투여한 후 다른 원숭이의 췌도를 이식하는 동종췌도이식을 시도해 한 원숭이는 8개월째 평균 70~80㎎/㎗의 정상혈당을, 다른 한 마리는 2개월째 80~90㎎/㎗의 혈당을 유지하며 건강하게 생존해 있다고 밝혔다. 연구팀은 이처럼 췌도 이식 원숭이가 장기간 생존할 수 있는 이유로 MD-3 항체의 효과를 들었다. 당뇨 원숭이에게 MD-3 항체를 투여함으로써 이식된 돼지 췌도를 자신의 조직으로 인식해 면역을 담당하는 T-세포의 이식 장기에 대한 공격이 이뤄지지 않는 ‘면역관용’이 이뤄졌다는 것이다. 박 교수는 “지난해부터 반복실험을 거쳐 MD-3 항체를 기반으로 한 면역조절요법의 효과를 최적화할 수 있는 프로토콜을 완성했으며, 이 같은 췌도 이식을 인간에게 적용하기 위해 ‘키메라항체’도 개발했다.”고 밝혔다. 그는 “이종 간 췌도이식에 따른 법규 문제가 해결되고 인간에게 적용할 수 있는 항체가 개발되는 내년 말에는 사람과 사람 간의 동종 췌도이식도 시도할 것”이라고 덧붙였다. 그러나 이 같은 성과가 연구논문을 통한 과학적 검증을 거치지 않고 발표돼 아쉬움을 주고 있다. 박 교수가 연구성과를 사업화하는 회사의 주주인 점을 들어 사업적 의도가 작용한 것 아니냐는 시선도 없지 않다. 심재억 전문기자 jeshim@seoul.co.kr

서울대 박성회 교수 연구팀이 돼지 췌도세포를 이용해 당뇨병 원숭이 치료에 성공함에 따라 이종 간 장기 이식을 통해 당뇨병을 치료할 수 있는 길이 열렸다. 무엇보다 면역학적으로 유전자 조작을 거치지 않은 무균돼지의 장기를 썼다는 점에 의학계가 주목하고 있다.연구팀은 8마리의 원숭이에게 췌도세포를 이식하는 데 무균돼지를 활용했다. 지금까지의 연구에서는 이식 과정에서 발생하는 면역거부반응을 줄이기 위해 인간의 면역유전자를 넣은 형질전환 돼지를 사용했다. 애초부터 연구팀은 무균돼지를 이용해 유전자 조작에 따른 부작용을 없애 상용화 단계에서의 문제를 최소화하는 부분까지 염두에 뒀다. 실제 무균돼지는 형질전환 돼지에 비해 저렴하다. 당뇨병 치료에 드는 비용을 낮출 수 있다는 얘기이기도 하다. 연구팀은 자체 개발한 면역억제제(MD-3)가 원숭이의 생존에 결정적인 역할을 했다고 설명했다. 자체 개발한 면역억제제만을 투약한 원숭이 3마리는 곧바로 죽었다. 이후 연구에서는 5마리에게 추가로 두 가지 면역억제제를 투여했다. 그 결과, 5마리 중 4마리가 살아남았다. 연구팀은 “이 면역억제제가 원숭이 몸속에서 항원(침입자)에 대항하는 면역 T세포를 억제함으로써 면역거부반응 없이 생존을 가능하게 한 것으로 보고 있다.”고 설명했다. 특히 이식 4개월 뒤 면역억제제 투약를 중단했음에도 이식거부반응이 나타나지 않은 점도 관심이 쏠리는 대목이다. 일반적으로 장기이식 이후에는 평생 면역억제제를 투약받아야 한다. 투약을 중단하고도 이식거부반응이 없었다는 사실은 이식된 장기가 일정 기간이 지나면 안착할 수 있다는 가능성을 보여주는 것이다. 연구팀은 다른 부문의 연구에서도 이 면역억제제를 응용할 수 있을 것으로 내다봤다. 이번 연구가 임상시험에서도 성공할 경우 350만명에 이르는 국내 당뇨질환자들뿐만 아니라 해외 환자들에게까지도 새로운 희망을 줄 수 있다. 그만큼 획기적인 연구다. 박 교수는 “이 연구가 임상에서 성공하면 수많은 사람들이 당뇨병의 고통에서 벗어날 수 있을 것”이라고 전망했다. 그러나 넘어야 할 산도 많다. 먼저 연구 성과의 관찰기간이 8개월로 짧아 당장 사람에게 적용이 가능한지 언급하는 것 자체가 무리라는 게 전문가들의 대체적인 평가다. 서울대 관계자도 “원숭이 등 영장류를 대상으로 한 실험에 성공하더라도 인간을 대상으로 한 실험에서는 실패하는 경우가 많다.”고 밝혔다. 전문가들은 최소한 2년 이상의 생존기간을 관찰하고, 원숭이에 대한 정밀 조직검사 등을 거쳐야만 효과와 부작용 등을 어느 정도 가늠할 수 있다고 지적했다. 김동현기자 moses@seoul.co.kr

국내 연구진이 체내 혈당을 조절하는 췌도(膵島)를 돼지로부터 원숭이에게 면역거부 반응 없이 이식하는 데 성공했다. 소아 당뇨병뿐 아니라 성인 당뇨병 치료에 획기적인 전기가 마련될 전망이다. 서울대 의대 박성회 교수 연구팀은 31일 돼지 췌도를 이식한 당뇨병 원숭이가 별다른 거부반응 없이 7개월째 건강하게 생존하고 있다고 밝혔다. 췌도는 인간 췌장 내부에서 인슐린 등 호르몬을 분비, 체내 혈당을 조절하는 조직이다. 돼지 췌도 이식은 당뇨병의 치료 대안으로 국내외 의학계에서 다양한 관련 연구가 이뤄지는 방식이다. 그러나 사람을 대상으로 이종 간 이식을 할 경우, 면역질환 등 예상치 못한 부작용까지 고려해야 하기 때문에 임상에 적용되기까지 적잖은 난제를 해결해야 한다는 게 의료계의 대체적인 시각이다. 연구팀은 무균돼지의 췌도세포를 채취해 당뇨병을 유발한 8마리의 원숭이에게 이식했다. 이식은 췌도세포를 원숭이의 간 혈관인 문맥에 주입하는 방식으로 이뤄졌다. 원숭이 간 문맥에 주입된 돼지의 췌장세포는 간 속 모세혈관에 들어가 이식 전 450㎎/㎗이었던 원숭이의 혈당을 평균 83㎎/㎗까지 떨어뜨렸다. 박 교수는 “모두 8마리의 원숭이 중 4마리에서 혈당이 정상 상태에 이르렀다.”면서 “혈당치가 정상으로 낮아진 원숭이들은 시술 4개월 후부터 면역억제제를 전혀 투여하지 않았음에도 7개월째인 현재 건강하게 지내고 있다.”고 설명했다. 연구 결과는 세계보건기구(WHO)가 규정한 임상시험 허가기준을 충족한 상태며, 의학 및 면역학 분야의 국제 학술지 ‘실험의학저널’ 최근 호에 게재됐다. 특히 연구팀은 “(돼지와 원숭이라는) 이종 간 이식에서 면역억제제 투여를 중단한 이후에도 이식 거부반응이 나타나지 않은 현상은 동종 간 이식에서도 매우 드문 일이며, 이종 간 이식에서는 세계 최초 사례”라면서 “원숭이 8마리 중 이식 효과를 보인 4마리가 앞으로 1~2년 또는 평생 부작용 없이 정상 혈당치를 유지할 가능성이 높다.”고 전망했다. 연구팀은 또 “이번 연구는 사람에게 돼지 췌도를 이식함으로써 당뇨병을 완치할 수 있는 가능성을 시사한다.”고 평가했다. 서울대는 교육과학기술부, 보건복지부 등과의 협의를 거쳐 향후 임상실험을 진행할 계획이다. 김동현기자 moses@seoul.co.kr

기원전 3세기 모든 길이 로마로 통했다면,21세기 줄기세포·장기이식·질병저항동물 등 생명공학 연구는 한국으로 집중되고 있다.‘바이오 신화’를 준비하는 서울대 황우석 교수팀이 흘리는 땀방울 하나하나가 결실을 맺어 성과로 이어지고 있다. 특히 ‘세계 최초’라는 수식어가 붙는 황 교수팀의 연구성과는 최근 국내 기업에서 경영 전략으로 떠오른 ‘블루오션’(남들이 도전하지 못한 새로운 영역을 개척, 성공한다는 개념)과도 일맥상통한다. ●배아줄기세포,‘병든 세포를 새 세포로’ 황 교수팀은 지난 5월 세계 최초로 난치병 환자의 체세포 복제를 통해 치료용 배아줄기세포를 만드는 데 성공, 질병치료의 ‘신천지’를 열었다. 줄기세포는 포플러나무의 가지를 꺾어 흙에 심으면 뿌리가 내리듯이 신체 특정 부위에 이식하면 그에 걸맞은 새롭고 건강한 조직이나 장기로 발전할 수 있다. 즉 줄기세포는 피부와 각막, 근육, 뼈, 호흡기 등으로 분화할 수 있어 파킨슨병, 뇌졸중, 치매, 뇌척수손상, 관절염, 당뇨병 등 난치·불치병을 치료할 수 있는 ‘현대판 불로초’인 셈이다. 황 교수팀은 이미 지난해 2월 인간 체세포 복제를 통해 배아줄기세포를 만들었다. 당시에는 건강한 여성의 난자(생식세포)에서 핵을 제거한 뒤 이 여성의 체세포에서 추출한 핵을 이식해 배아줄기세포를 배양했다. 그러나 올해는 난자 기증자와 체세포 핵 추출자를 다르게 했으며, 특히 소아당뇨병환자 등 실제 난치병 환자의 체세포도 이용했다. 이를 통해 면역거부반응 문제를 해소했으며, 질병 치료의 폭도 넓혔다. 이제 남은 과제는 배아줄기세포가 췌장세포나 신경세포 등 원하는 방향으로 분화되는지, 분화과정에서 유해물질이 나오는지 등을 검증해야 한다. 또 배아줄기세포 배양에 반드시 필요한 여성 난자에서 유전자 일부가 섞여들어갈 수 있는 가능성도 차단해야 한다. 이같은 검증과정이 완료되면 원숭이 등 영장류를 대상으로 동물실험을 거치게 되며, 이를 통해 효능과 안전성을 입증받게 된다. ●장기이식용 무균돼지,‘차세대 히트상품’ 장기 이식을 원하는 환자들은 많지만 대부분의 장기를 뇌사자나 한정된 장기 기증자에게 의존하고 있어 공급이 턱없이 부족한 실정이다. 여기에 동물을 이용한 이종간 장기이식의 필요성이 있다. 특히 돼지는 인간의 장기와 생리적으로 가장 흡사한 데다 무균 상태로 사육·번식이 가능하다. 일반 돼지의 장기를 인간에게 이식할 경우 레트로 바이러스 등 병원균에 의한 감염이나 인체의 면역시스템이 이식된 장기를 받아들이지 않는 거부반응이 생길 수 있다. 황 교수팀의 장기이식용 무균돼지는 미국 시카고대 의대 김윤범 교수로부터 30년 이상 무균 상태를 유지해 온 무균돼지를 기증받아 지난 2003년 체세포 복제방식을 통해 생산한 것이다. 특히 장기를 사람에게 이식해도 거부반응이 없도록 ‘인간면역유전자’(hDAF)가 포함돼 있어 외국 연구팀은 마리당 10억원을 주겠다고 할 만큼 값어치가 크다. 하지만 무균돼지의 장기를 사람에게 이식하기 위해서는 각종 면역거부반응을 없애는 것이 최대 걸림돌이다. 황 교수팀이 수시간에서 수일내에 발생하는 급성 면역거부반응은 이미 해결했지만, 몇 달 또는 몇 년에 걸쳐 나타나는 만성 면역거부반응은 여전히 풀어야 할 숙제로 남아 있다. 조만간 황 교수팀은 무균돼지에게서 추출한 인슐린을 분비하는 췌도세포를 당뇨병에 걸린 원숭이에 이식하는 실험에 착수한다는 방침이다. 이어 심장, 신장, 폐, 간 등에 대한 원숭이 이식실험을 통해 안전성과 효능을 검증한 뒤 사람에게 쓸 수 있도록 할 계획이다. ●광우병 내성소는 ‘블루오션’ 지난 2003년 11월 경기도 이천시 장호원 목장에서 세계 최초로 광우병 내성 복제소 네마리가 황 교수팀에 의해 태어났다. 광우병은 소의 뇌세포가 죽어 스펀지처럼 구멍이 뚫리는 질환으로 이 병에 걸린 쇠고기를 먹은 사람도 비슷한 증상을 보이는 크로이츠펠트야코프병이 생기는 것으로 추정된다. 광우병은 뇌세포내 ‘프리온’이라는 단백질이 비정상적인 구조로 변해 발생한다고 알려져 있지만, 프리온의 기능은 아직 밝혀지지 않았다. 이에 따라 황 교수팀은 광우병을 일으키지 않도록 조작한 프리온 유전자를 포함한 체세포핵을 소의 난자 핵과 바꿔넣은 뒤 이를 대리모의 자궁에 착상시켜 광우병 내성소를 탄생시켰다. 특히 황 교수팀은 최근 광우병 내성소 네 마리 가운데 한 마리를 일본 쓰쿠바대학 동물위생고도연구시설로 보냈다. 실용화에 앞서 실제로 광우병에 내성이 있는지, 사람에게 해가 없는지 등을 검증하기 위해서다. 일본에서 검증을 마치고 광우병에 걸리지 않는 복제소를 생산하면 사람들이 광우병 걱정없이 쇠고기를 마음껏 먹을 수 있는 날이 올 것으로 기대된다. 물론 황 교수팀은 복제기술을 이미 국제특허로 출원한 상태여서 수십조원 규모의 관련 세계시장을 선점할 수 있을 것으로 예측된다. 장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

국내 바이오벤처기업이 인간 유전자를 돼지에 넣어 이종간 장기이식시 나타나는 면역거부반응을 없앤 ‘형질전환 복제돼지’를 처음으로 생산했다. ㈜엠젠바이오는 농촌진흥청 바이오그린21사업단의 지원을 받아 ‘당뇨병 치료를 위한 인간 면역유전자(HLA-G)를 가진 복제돼지’를 생산하는 데 성공했다고 13일 밝혔다. 복제돼지는 모두 5마리가 태어났으나 이중 1마리만 살아남아 현재 축산기술연구소 무균인큐베이터에서 사육중이다. ‘HLA-G’는 임신중 태반과 양막에서만 발현되는 유전자로 이 유전자에서 생성되는 단백질은 태아를 외부 세포의 공격으로부터 보호하는 기능을 한다. 특히 이 유전자는 췌장내 인슐린 분비세포인 ‘췌도세포’와 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 장기이식용 미니돼지에서 뗀 체세포에 HLA-G를 주입, 형질을 바꾼 다음 이 세포를 일반 대리모 돼지의 자궁에 착상시켰으며 제왕절개를 통해 복제돼지를 생산했다. 복제돼지의 형질전환 여부를 확인하기 위한 체세포 검사 결과,5마리 모두 HLA-G 유전자를 지닌 것으로 확인됐다. 박광욱 박사는 “이종 장기는 췌도세포, 각막, 심장 등의 순으로 실용화될 것이며 췌도세포는 3∼5년 안에 이식이 가능할 것”이라면서 “연구결과에 대한 특허를 출원했으며 국제학술지에 논문도 낼 계획”이라고 말했다. 하지만 이번 성과에도 불구하고 돼지의 췌도세포를 사람에게 이식하기 위해서는 면역거부반응을 유발하는 관련 유전자 모두를 형질전환시켜야 하기 때문에 실제 상용화까지는 상당시간이 걸릴 전망이다.장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

배아줄기세포 연구 분야의 두 거두인 황우석 서울대 교수와 미국 피츠버그대 제럴드 섀튼 교수가 오는 6월 ‘줄기세포 정상회담’을 갖는다. 영장류(원숭이)를 대상으로 한 줄기세포 효능 검사도 7월에 시작될 것으로 보여 배아줄기세포와 관련한 연구에 큰 진전이 있을 것으로 기대된다. 23일 황 교수팀에 따르면 미국 유전학정책연구소(GPI)는 6월11∼12일 미 휴스턴 베일러의과대학에서 ‘치료용 배아줄기세포 연구정책 옹호를 위한 줄기세포 정상회담’을 열기로 하고 황 교수와 섀튼 교수를 초청했다. GPI는 치료 목적의 배아복제를 옹호하는 미국 비정부기구(NGO)의 하나다. 이번 행사에는 줄기세포 정책 입안자와 연구자, 정치학자, 생명윤리학자, 법학자 등이 참석, 치료용 배아줄기세포 연구에 대한 광범위한 토론이 이뤄질 것으로 알려졌다. 황 연구팀은 서울 종로구 연건동 서울대 의대에 원숭이 간이 사육시설을 마련, 실험용으로 쓸 원숭이를 두달 안에 국내에 들여올 예정이다. 연구팀은 원숭이가 확보되는 대로 인간배아 줄기세포를 원숭이에게 이식한 뒤 효과와 안전성을 알아보는 줄기세포 효능실험, 돼지의 췌도세포(인슐린 분비세포)를 원숭이에게 이식하는 이종(異種) 이식실험을 계획하고 있다. 실험이 성공하면 사람이 동물의 장기를 이식받는 이종이식 가능성을 한 발짝 앞당기는 계기가 될 것으로 분석된다. 전경하기자 lark3@seoul.co.kr