건강한 자궁 내막은 임신에 있어 매우 중요하다. 자궁 내막이 얇으면 수정된 배아가 착상될 확률이 낮고, 착상되더라도 유산될 확률이 높아 여성 난임의 원인 중 하나로 꼽힌다. 호르몬 치료와 자궁 내막 주사 등 여러 방법의 효과도 아직 미미한 수준이다.
건강보험심사평가원에 따르면 지난해 불임과 난임으로 병원을 찾은 인원이 37만명을 넘었다.
이런 상황에서 국내 의과학 공동 연구팀이 얇아진 자궁 내막을 재생해 주는 생체 소재 ‘하이드로젤’을 개발하는데 성공했다. 이 하이드로젤은 세포 독성이 적어 착상된 배아의 생존율이 90%에 달하는 것으로 동물실험 결과 확인됐다.
차후 임상 적용 연구 등을 거쳐 상용화될 경우 불임·난임 치료에 희망을 줄 수 있을지 주목된다.
포스텍 기계공학과 조동우 교수, 기계공학과·IT융합공학과 장진아 교수, 박사과정 투우체 센씨와 차의과학대 의학전문대학원 생화학교실 강윤정 교수, 안중호 박사, 의생명과학과 박사과정 이단비씨 공동 연구팀은 최근 자궁 세포의 환경과 유사한 젤(gel)을 개발해 자궁 내막 재생을 유도하고 그 메커니즘을 최초로 밝혀냈다.
해당 연구논문은 국제 학술지(Advanced Functional Materials) 최신호에 발표됐다.
연구팀은 ‘자궁 내막에서 유래한 탈세포화 세포외기질(UdECMs)’을 포함한 하이드로젤을 만들었다.
탈세포화 세포외기질(dECM)은 세포 또는조직에서 핵과 세포막 등 성분이 제거된 생체 고분자의 집합체다. 실제 체내 환경과 거의 유사한 dECM은 심장과 신장 등 다양한 장기와 조직을 재생하고 이식하거나 3D프린팅을 통해 조직을 제작할 때 쓰이고 있다.
자궁 전체 조직과 내막 특정 층에서 유래한 UdECMs 기반 하이드로젤의 단백질 구성은 실제 자궁 내막 성분과 매우 유사했으며 연구팀은 동물실험을 통해 이를 확인했다.
주입된 하이드로젤은 쥐의 자궁 내막 두께의 회복을 유도해 배아 착상에 유리한 환경을 만들었다. 또 생체 소재로서 세포 독성이 적어 착상된 배아의 생존율도 90%에 달했다.
연구팀은 또 자궁 내막 재생 과정에 인슐린 유사 성장인자(IGF1)와 인슐린 성장인자 결합단백질(IGFBP3)이 관여한다는 사실을 밝혀내 향후 관련 연구에 발판을 마련했다.
아울러 자궁 내막과 근육 등 하이드로젤을 만드는 조직에 따라 자궁 내 유착, 반복 착상 실패 등 다양한 유형에 대한 치료 효과를 확인했다. 난임 환자의 자궁 내막 상태에 따른 맞춤형 치료가 가능할 것으로 기대된다.
조동우 교수는 19일 “자궁 내막 재생과 성공적 임신을 위한 자궁 조직 특이적 하이드로젤 개발에 성공했다”며 “추후 임상 적용 가능성을 다루는 연구를 통해 난임으로 어려움을 겪는 많은 환자들에게 희망을 주고 싶다”는 기대를 전했다.
민태원 의학전문기자 twmin@kmib.co.kr
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