혈관 심은 '미니 자궁내막'…불임 생쥐, 임신에 성공

중국 연구팀이 혈관을 갖춘 인공 자궁내막 조직을 개발해 자궁 유착으로 불임이 된 쥐의 생식 능력을 회복시키는 데 성공했다.

생명공학 전문매체 바이오온은 29일(현지시간) 저장대학 의과대학 부속 샤오이푸병원 장쑹잉 교수 연구팀이 이같은 연구 결과를 국제 학술지 '바이오패브리케이션(Biofabrication)'에 발표했다고 보도했다. 이번 연구는 난임의 주요 원인 중 하나인 자궁내막 손상에 대한 새로운 치료 가능성을 제시했다.

자궁강 유착, 즉 아셔만 증후군은 반복적인 소파술이나 자궁 내 수술, 감염 등으로 자궁내막이 손상돼 섬유 흉터가 생기는 질환이다. 이는 생리량 감소, 반복 유산, 불임 등으로 이어진다. 현재는 자궁경으로 유착 부위를 잘라내는 수술이 주로 쓰이지만, 재발률이 62.5%에 달하는 한계가 있었다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 미세유체칩 기술을 이용해 혈관을 포함한 '자궁내막 미세 오가노이드'를 개발했다. T자형 미세유체칩 안에 자궁내막 상피 오가노이드, 자궁내막 기질세포, 인간 제대정맥 내피세포 등 세 가지 세포를 넣어 미세한 수화겔 구슬로 만들었다.

특히 연구팀은 기질젤, 콜라겐, 피브리노겐을 특정 비율로 혼합한 수화겔을 사용해 내피세포가 스스로 속이 빈 관 형태의 혈관망을 형성하도록 유도했다. 혈관이 형성된 오가노이드는 그렇지 않은 오가노이드보다 상피세포가 더 잘 성장하고 세포 증식도 활발했다.

또한 혈관화 오가노이드는 이식 후 겪는 가장 큰 난관인 저산소 환경에서도 높은 저항성을 보였다. 혈관이 없는 그룹에 비해 세포 사멸이 적고 증식 능력을 더 잘 유지했다. 이는 혈관 조직이 산소와 영양분을 공급하며 세포 생존을 도왔기 때문이다.

연구팀은 자궁내막이 손상된 쥐 모델에 이 오가노이드를 이식하는 동물실험을 진행했다. 그 결과, 혈관화 오가노이드를 이식한 쥐 그룹에서 자궁내막 두께와 샘(gland) 밀도가 눈에 띄게 회복됐으며 흉터 조직은 크게 감소했다.

가장 중요한 생식 능력 평가에서 혈관화 오가노이드로 치료받은 쥐 그룹은 가장 높은 임신율을 보였다. 손상됐던 자궁 내 배아 착상 수도 현저히 증가해, 재생된 자궁내막이 실제 배아의 착상과 발달을 지원하는 기능을 회복했음을 증명했다.

연구팀은 "이번 연구는 자궁강 유착 치료에 실행 가능하고 유망한 새로운 길을 제시했다"며 "자궁내막 관련 질환 연구를 위한 더욱 실제적인 체외 모델을 구축했다"고 평가했다.