자궁 속 '시공 설계도' 첫 해독…임신 중 대마초 위험성 밝혔다

과학자들이 임신 중 모체와 태아가 만나는 지점의 비밀을 풀어낼 가장 정밀한 지도를 완성했다. 자간전증, 유산 등 주요 임신 합병증의 원인을 규명하고 고위험 임신을 조기 진단할 길이 열릴 것으로 기대된다.

17일(현지시간) 국제학술지 '네이처'에 따르면 미국 캘리포니아대학교 샌프란시스코캠퍼스(UCSF) 연구팀은 인간 '모체-태아 경계면'에 대한 가장 포괄적인 공간 단일세포 다중오믹스 참조 지도를 구축했다고 밝혔다. 전 세계적으로 매년 조산 1500만건, 자간전증 1000만건, 유산 2300만건이 발생하는 상황에서 이번 연구는 그 원인을 파헤칠 중요한 단서를 제공한다.

연구팀은 단일세포 핵 전사체 및 염색질 접근성 분석과 공간 전사체학, CODEX 다중 단백질 이미징 기술을 통합했다. 이를 통해 임신 초기부터 만삭까지 약 20만개에 달하는 세포의 특성을 개별적으로 분석하고, 자궁과 태반 조직 내 원래 위치까지 파악해냈다.

이번 연구를 통해 태아의 태반 세포가 자궁에 처음 자리 잡는 위치에서 침투 깊이를 조절하는 새로운 유형의 모체 세포가 발견됐다. 태아의 정상적인 혈액 공급을 결정하는 이 과정에서 해당 세포가 핵심적인 역할을 하는 셈이다.

특히 이 세포 표면에서는 칸나비노이드 수용체가 확인됐다. 연구팀이 대마초 성분으로 이 세포를 자극하자 태반 세포의 침투를 더욱 제한하는 것으로 나타났다. 이는 임신 중 대마초 사용이 유산 등 부정적인 결과와 연관된다는 기존 역학 연구 결과에 대한 생물학적 근거를 제시한다.

또한 연구팀은 태아의 영양막세포가 모체의 자궁 나선동맥을 리모델링하는 과정에서 동맥 내피세포가 겪는 연속적인 변화 상태를 단일세포 수준에서 포착했다. 이 과정에 문제가 생기면 자간전증이 발생할 수 있어, 관련 질병 연구에 새로운 창을 열었다.

연구팀은 이번에 구축한 고정밀 지도와 1만명 이상의 환자 유전체 데이터를 결합했다. 그 결과 자간전증, 조산, 유산 등 합병증에 가장 취약한 모체 및 태아 세포 유형을 정확히 찾아냈다. 이는 임신 합병증이 어느 한쪽의 문제가 아닌, 모체와 태아 세포 간 '소통 실패'에서 비롯될 수 있음을 시사한다.