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2016년02월29일 17시47분
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건국대, 항암 치료로 불임 '해소할 길' 새로 열다
송혁 교수팀, 동결 보존된 군견 정소세포로부터 '정소 조직' 재생 성공

논문 네이처 자매지 '사이언티픽 리포트' 발표

[보건타임즈] 건국대 연구팀이 거세 후 동결 보존된 군견(軍犬)의 정소세포로부터 정소 조직재생에 성공함으로써 앞으로 이를 응용, 항암치료로 발생한 불임 해소에 새로운 길을 열었다.

건국대 동물생명과학대학 줄기세포재생생물학과(옛 동물생명공학과) 송 혁 교수(사진) 연구팀은  거세된 현역 군견 벨기에산 말리누와(Belgian Malinois)의 정소조직으로부터 정원줄기세포를 확보한 뒤 이를 시험관에서 대량 배양시켜 동결 보존한 정원줄기세포를 다시 면역결핍생쥐의 피부에 이식, 정상 정소조직으로 재생시킬 수 있는 기술을 개발해냈다고 밝혔다.

이 연구는 우수 군견 유전자원의 안정적 보존뿐만 아니라 항암치료로 괴사한 정소 내 세포를 재생시켜 불임치료에 큰 도움을 줄 것으로 보인다.

이 기술을 이용해 항암치료 전 정소세포 일부를 적출해 체외에서 대량 배양 후 동결 보존 시킨 다음 암이 완치된 후 동결 보존된 정원세포를 환자의 정소에 다시 이식하면 정상적인 생식활동을 하게 돼 항암치료로 문제가 된 불임으로부터 자유로워질 수 있다.

<그림 1 우리 군의 주력 군견 벨기에산 말리누와(Belgian Malinois). 훈련 전 거세모습(사진 우측)과 훈련모습>

<그림 1 우리 군의 주력 군견 벨기에산 말리누와(Belgian Malinois). 훈련 전 거세모습과 훈련모습>

우리 군의 주력 군견 벨기에산 말리누와(Malinois)는 독일산 세퍼트에 비해 다루기 쉬운 데다, 질병이 적으며 일사병에 강해 폭발물 탐지 또는 대간첩 수색 작전에 투입되고 있다.
대개 군견엔 배란주기에 따른 호르몬 변화에 민감하지 않은 수컷을 주로 사용하며 성호르몬 분비와 번식활동에 의한 임무 수행 능력의 저하를 차단하기 위해 본격적인 훈련 시작 전에 거세한다.

<그림 2 말리누와 군견의 정원줄기세포의 동결보존>

군견의 훈련기간은 1년 이상이 소요되며 시험 통과율도 25% 미만에 불과하다.
이 때문에 군견 훈련을 통과할 수 있는 우수 유전형질을 가진 후보 군견이 필요하며, 현역 군견의 후손이 가장 적절한 후보군으로 평가되고 있다.

하지만 성 성숙 전에 거세해 자손을 생산할 수 없는 군견의 특성 상 우수 유전형질을 후대에 전달하기엔 한계가 있다.
실제로 군견 훈련을 통과한 우수 군견을 복제했을 때 훈련 성공률이 85%로 증가해 우수 군견으로서의 자질은 유전 형질에 의해 결정된다는 것이 증명됐으나, 동물복제기술을 활용해 복제군견을 생산하는 방법은 막대한 생산비가 들어가 저렴한 우수 군견 자원의 대량생산 기술이 필요한 실정이다.

이에 송 교수 연구팀은 거세 후 동결 보존된 군견(軍犬)의 정소세포로부터 정소 조직재생에 성공함으로써 향후 정원세포에서 정자까지의 체외분화 기술이 확립된다면 거세된 수컷의 정자를 안정적으로 공급할 수 있을 것으로 기대된다(현재까지 생쥐 이외의 동물에서 정자와 난자세포의 체외분화 기술은 확립되지 않고 있다).

이 연구 결과는 우수 군견 유전자원의 안정적 보존에 큰 기여를 할 수 있게 돼 우리군의 전력증강에 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라 이 기술을 인간에게 적용했을 때 사회적으로 크게 기여할 것으로 보인다.

우리나라를 포함해 전 세계적으로 암 환자는 꾸준히 증가 추세에 있으며, 화학적·방사선적 항암치료를 시행했을 때 남성의 경우 정소 내 세포의 괴사로 대부분 불임이 되는 것으로 알려져 있다.

이번에 개발된 기술을 활용해 항암치료 전 정소세포 일부를 적출해 낸 뒤 체외에서 대량 배양 후 동결 보존시킨 후 항암 치료가 끝난 후 암이 완치된 뒤에 동결 보존된 정원세포를 환자의 정소에 다시 이식 시켜 준다면 정상적인 생식활동을 할 수 있게 돼 항암치료로 발생한 불임사고로부터 자유로워질 수 있다.
뿐만 아니라 향후 남성의 불임으로 발생할 수 있는 인구감소 등의 사회문제 해결에 기여할 수 있을 것으로 기대된다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀은 정원줄기세포를 이용한 희귀동물의 유전자원 보존, 불임 극복과 연관된 연구뿐 아니라 정원줄기세포의 유전자 조작(적중/삽입) 또는 외래 유전자 삽입 등의 연구와 정자 시스템을 이용한 형질전환 동물 생산 연구도 활발히 진행 중에 있다.

송 교수는 "생쥐 이외의 중·대동물에서 정원줄기세포를 성공적으로 확립해 영구보존할 수 있는 동결 시스템을 개발, 보존된 세포를 활용해 정소조직을 재생해 낸 것은 매우 중요한 연구 성과"라며 "보존 가치가 있는 웅성 유전자원을 정자가 아닌 정원줄기세포 단계에서 보존할 수 있다는 것에 매우 중요한 의미가 있다"며, "향후 체내·외 성세포 분화 기술 개발에 연구역량을 집중할 것"이라고 말했다.

<그림 3 동결 보존된 군견 정원줄기세포를 면역결핍생쥐에 이식, 생쥐 피부에서 군견의 정소조직 재생. A-B 정원줄기세포가 이식된 면역결핍생쥐의 피부, C-D 생쥐 피부에서 재생된 말리누와 군견의 정소 조직, E-G 재생된 정소 조직에 존재하는 말리누와 군견의 정원세포>

이 연구는 농촌진흥청 주관 ‘정부 특수견 증식사업’ 연구로 수행됐다.

이 연구논문은 '동결된 개 정소세포를 활용한 정원줄기세포 확립과 이종간이식을 통한 개 정소조직 재생(Vitrified canine testicular cells allow the formation of spermatogonial stem cells and seminiferous tubules following their xenotransplantation into nude mice)'이라는 제목으로 세계적인 과학저널 네이처의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report)’ 2월24일자 온라인 판에 발표됐다.  

 

 

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조현진 (bktimes@naver.com) 기자 
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