체세포복제 연구의 실제와 전망

체세포복제 연구의 실제와 전망

수암생명공학연구원 김수 박사

                   체세포복제 연구의 실제와 전망

수암생명공학연구원  김 수

 

인간 배아 줄기세포는 인간의 장기와 조직을 구성하는 다양한 세포로 분화할 수 있는 무한한 잠재력을 지닌 세포이다. 배아 줄기세포는 미분화를 유지하면서 계속적인 자가 증식이 가능하기 때문에 초기단계의 인간 배아발생 및 조직 기관 형성 기전에 대한 연구, 새로운 성장인자나 유전자를 통한 의약품 개발, 질병치료 등과 같은 기초의학 연구에 필수적인 요소이다. 배아 줄기세포에는 크게 수정란 줄기세포와 복제 배아 줄기세포가 있다. 수정란 줄기세포는 불임치료 후 자연수정에 의해 생성된 잉여배아를 이용한 배아 줄기세포이다. 체세포복제 배아 줄기세포는 체세포복제 과정을 통하여 난자의 핵을 제거하고 체세포를 유입하고 일련의 융합과 활성화 단계를 거친 배아를 이용하여 만든 세포이다. 수정란 배아 줄기세포는 난자, 정자에 의한 특징을 지닌 세포로서 위에 언급한 내용의 연구의 이용에 한계가 있다. 그래서 대안으로 고려되는 것이 체세포복제 배아 줄기세포이다. 체세포복제 배아 줄기세포는 체세포 공여자와 세포유전학 및 면역학적 특성이 동일하기 때문에 환자의 체세포를 사용할 경우 난치병 및 희귀병 치료 연구에 무한한 가능성을 지닌다 할 수 있다.

실험동물 및 산업동물 생산의 측면에서 많은 동물이 체세포복제를 통하여 태어났고, 일부 동물에서 복제 배아 줄기세포가 확립되었다. 1997년 최초의 체세포복제 동물인 복제양 돌리가 태어났고, 그 뒤로 1998년 쥐, 소가 복제되었고, 2000년 돼지, 2002년 고양이와 토끼, 2003년 노새와 말, 2005년 개, 2006년 페럿 등 동물의 체세포복제가 성공되었으며, 1998년 소, 2000년 쥐에서 체세포복제 배아 줄기세포가 확립되었다. 동물 분야의 체세포복제는 그 기술이 꾸준히 개발되어 현재는 높은 배반포 형성율, 산자 생산율 등이 보고되고 있으며, 이러한 첨단과학기법을 이용하여 복제 배아의 발생원리 및 특징이 꾸준히 밝혀지고 있다. 인간의 체세포복제 연구는 2005년 영국의 뉴케슬 대학의 Midorac Stojkovic 박사가 보고한 1개의 체세포 복제 배반포 (2.8%)가 생성되었고, 2007년 같은 팀에서 체세포 복제를 실시하였으나, 배반포 생성에는 실패하였다는 보고가 있다. 미국, 스웨덴, 중국 등의 나라에서도 활발한 인간 체세포복제 연구가 진행되고 있는 실정이다. 그러나 현재 우리나라의 인간의 체세포복제 연구는 인간 난자의 확보의 윤리적 법적 제도가 마련되어있지 않아 기초실험조차 거의 전무한 상태이다.

인간 체세포복제 기술의 핵심요소는 무엇일까? 여러 가지가 있겠으나 우선 체세포의 세포주기 및 생리활성, 난자의 공급원 확보 및 최적 난자 공급, 난자의 활성 유지, 인간 난자의 특성의 이해, 체세포복제 기술의 최적화, 체세포복제 배아의 최적 배양 기술 및 배반포 형성기술 등이 있다. 본 연구팀에서 환자 체세포를 이용하여 배아 줄기세포를 만들기 위한 인간 체세포복제 연구를 수행하였다. 이러한 연구를 수행하면서 인간 체세포복제 과정을 통하여 인간 난자의 체세포복제에 있어서 특이적 성질, 체세포복제 과정의 최적화, 체세포복제 배아의 최적 배양조건, 배반포 효율증가 등의 경험을 쌓으며, 많은 복제 배반포 형성율을 확인할 수 있었다.

체세포복제 기술은 의학 및 산업적 측면에서 그 응용가치가 무한하다. 유럽, 미국 및 호주 등 선진국에서는 근래 들어 체세포복제 연구에 강한 박차를 가하고 있다. 우리나라는 다양한 동물을 이용한 체세포복제 기술을 확보하고 있으며, 세계적으로 인간 체세포복제에 있어서 가장 많은 경험과 배반포 형성의 축적된 노하우가 있으므로 한시적이라도 체세포 복제가 허가된다면, 체세포복제 배반포 생산을 통해 체세포 복제 배아줄기세포를 확립함으로써 국가경쟁적 우위를 선점할 수 있을 것이다. 우리나라의 지적재산권 확보 및 과학선진국으로서의 입지를 다지기 위해서 한시라도 빠른 이 분야의 지속적인 연구 수행이 필수적이라 생각한다.