사지 재생 재생 의학 FGF2 BMP2 Nature Communications

인간을 포함한 포유류는 상처를 입으면 흉터 조직을 형성하며 치유되는 것이 일반적이다. 반면 도롱뇽과 같은 일부 동물은 잃어버린 사지를 완벽히 재생할 수 있어 오랫동안 과학계의 주목을 받아왔다. 하지만 최근 연구에 따르면, 인간의 재생 능력 역시 아직 완전히 소멸되지 않았을 가능성이 제기된다.

텍사스 A&M 대학교 수의학·생의학대학원(Ken Muneoka 교수 연구팀)은 Nature Communications에 발표한 연구에서, 포유류의 상처 치유 과정을 재생으로 유도하는 새로운 2단계 치료법을 개발했다고 밝혔다. 이 방법은 뼈, 관절, 인대와 같은 복잡한 구조물을 부분적으로나마 재생시키는 데 성공했으며, 향후 절단 환자의 흉터 감소와 조직 회복 개선에 활용될 수 있을 것으로 보인다.

흉터 대신 재생을 유도하는 메커니즘

포유류의 상처 치유 과정에서 섬유아세포(fibroblast)는 신속히 상처를 봉합하고 흉터 조직을 형성한다. 이는 생존을 우선시하는 반응이지만, 동시에 잃어버린 신체 부위의 재구성을 제한하는 원인이 된다. 반면 도롱뇽과 같은 재생 능력이 뛰어난 동물은 같은 세포들이 블라스테마(blastema)라는 임시 구조물을 형성해 손실된 조직을 재생시킨다.

Muneoka 교수는 “섬유아세포가 흉터를 만들 수도 있고, 재생을 유도할 수도 있는 양방향성을 지닌다”며 “우리의 연구는 상처 부위에 이미 존재하는 섬유아세포의 행동을 재프로그래밍하는 데 초점을 맞췄다”고 설명했다.

2단계 치료법의 핵심

연구팀은 FGF2(섬유아세포 성장인자 2)와 BMP2(뼈형성단백질 2)라는 두 가지 성장인자를 순차적으로 적용하는 방법을 사용했다. 첫 단계에서는 FGF2를 상처가 완전히 아물고 난 후에 투여해, 몸의 자연 치유 과정을 마무리한 뒤 재생을 유도하는 전환점을 만들었다. 이후 며칠 뒤에 BMP2를 추가로 투여해 세포가 새로운 구조물을 형성하도록 자극했다.

Muneoka 교수는 “이것은 진정한 2단계 과정”이라며 “첫 단계에서 세포를 흉터 형성에서 벗어나게 하고, 두 번째 단계에서 어떤 구조물을 만들지 신호를 제공하는 방식”이라고 강조했다.

기존 재생 의학의 패러다임 변화

이번 연구는 재생 의학 분야에서 주목할 만한 전환점을 제시한다. 기존 접근법은 대부분 외부 줄기세포를 이식하는 방식이었지만, Muneoka 교수는 “줄기세포는 이미 우리 몸 안에 있으며, 단지 이를 원하는 방향으로 행동하게끔 유도하는 방법을 배워야 한다”고 밝혔다. 이는 재생 능력의 잠재력이 인간에게도 여전히 존재할 수 있음을 시사한다.

Larry Suva 교수(텍사스 A&M 대학교)는 “이번 findings은 재생 의학의 새로운 가능성을 열어준다”며 “특히 절단 환자의 치료에 큰 영향을 미칠 수 있을 것”이라고 전망했다.

향후 전망 및 한계

연구팀은 현재까지 얻은 결과가 완벽한 재생은 아니지만, 흉터 감소와 조직 회복 개선에는 기여할 수 있을 것으로 보고 있다. 향후 더 정교한 치료법 개발을 통해 인간도 사지 재생의 꿈을 현실로 만들 수 있을지 주목된다.

출처: Futurity Health
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