아짐 수라니 영국 케임브리지대 거든연구소 교수 연구팀은 난자와 정자 없이 줄기세포만으로 인공 배아 모델을 만들고 조혈 줄기세포가 형성되는 것을 관찰한 연구결과를 14일 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 발표했다. 조혈 줄기세포는 적혈구, 백혈구, 혈소판 등 혈액세포로 분화할 수 있는 세포다.
연구팀은 인간 줄기세포를 이용해 임신 3~4주차에 나타나는 일부 세포 및 구조를 가진 배아 모델을 만들었다. 현미경 관찰 결과 3차원 배아와 유사한 구조가 형성됐다. 배양 둘째 날에는 인체의 기초가 되는 외배엽, 중배엽, 내배엽 등으로 조직화됐고 8일째는 박동하는 심장 세포가 형성됐다. 13일째는 혈액을 의미하는 붉은 반점이 관찰됐다.
연구팀이 만든 배아 모델은 태반과 난황낭을 형성하는 조직이 결핍되도록 설계됐기 때문에 이론상 태아로 발전할 수 없다. 태반은 태아와 모체 자궁을 연결하는 기관, 난황낭은 영양공급기관의 일종이다. 연구팀의 배아 모델은 뇌를 형성하는 조직도 발달시키지 못한다. 연구팀은 의학 용도로만 사용할 수 있는 “미니멀리즘 시스템으로 볼 수 있다”고 설명했다.
연구팀이 배아 모델에서 조혈 줄기세포를 채취해 분석한 결과, 적혈구와 백혈구를 포함한 다양한 혈액세포 유형으로 분화될 수 있다는 점이 확인됐다.
연구팀은 개발한 배아 모델을 이용하면 심장 및 혈액의 초기 발달 단계에 대한 이해를 높일 수 있을 것으로 보고 있다. 또 백혈병과 같은 혈액질환 모델을 만들어 약물의 효과를 확인하는 연구도 진행할 수 있다고 설명했다.
연구팀은 “피처럼 붉은 부위를 배아 모델에서 확인됐다”며 “혈액질환 환자가 자신의 몸과 완벽하게 호환되는 혈액을 제공받을 수 있는 시대가 열릴 것”이라고 말했다.
이어 “아직 초기 단계 연구지만 손상된 조직을 복구하는 재생의료 분야에 중요한 이정표를 제시한 연구”라고 덧붙였다.
<참고 자료>
doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116373
