돼지 자궁은 인간 장기를 생산할 수 있는 최적의 인큐베이터(incubator)다. 미국 과학자들이 이 돼지 자궁에 사람과 돼지 유전형질을 혼합한 키메라 줄기세포를 주입해 그 안에서 사람에게 이식할 수 있는 인공 장기를 만들기 시작했다.
6일 ‘인디펜던트’ 지에 따르면 미국 캘리포니아 대 연구진은 유전자가위 기술을 적용, 돼지 배아줄기세포에서 돼지 췌장을 만드는 유전자 부위를 제거했다. 그리고 이 유전자 틈새(genetic niche)에 사람과 돼지 유전자를 합성한 배아줄기세포를 주입했다.
이 세포는 사람의 피부 세포로 만든 유도 만능분화줄기세포(iPS)를 주입해 사람과 돼지의 유전형질을 혼합한 배아줄기세포다. ‘키메라(chimera)‘ 세포라고 불리는 인간-돼지 배아를 말하는데 이 배아는 돼지 배아지만 돼지 췌장을 만들지 않는다.

인간-돼지 배아가 분화해 사람 췌장 만들어 

돼지 자궁에서 이 인간-돼지 배아를 분화시켜
캘리포니아대 연구진은 인간-돼지 배아를 돼지 자궁에 주입했으며, 이 세포가 인간 췌장으로 분화해 가는지 지켜보는 중이다. 연구진은 “줄기세포를 주입한 돼지-인간 배아가 사람의 췌장 세포로 분화해 세포분열을 하게 되고, 이 세포를 췌장으로 재생시켜나갈 수 있다”고 말했다.
췌장(pancreas)은 위의 뒤쪽에 위치하면서 소화 효소와 호르몬을 분비하는 장기이다. 간 다음으로 크고 중요한 장기로 손상될 경우 치명적이다. 특히 췌장암은 구미 지역에서 전체 암 가운데 사망률이 네 번째로 높은 것으로 집계되고 있다.
연구진은 “이 돼지-인간 배아가 28일 동안 분화해 출산을 할 수 있게 되면 다시 추출해 세포분열 상황을 분석할 계획”아라고 밝혔다. 분석 결과를 통해 인간 췌장으로 분화 사실이 확인되면 이 방식을 통해 인공췌장을 생산할 계획이다.
연구를 지휘하고 있는 생식생물학자 파블로 로스(Pablo Ross) 교수는 6일 BBC와의 인터뷰를 통해 “우리의 희망은 이 인간-돼지 배아가 정상적으로 분화해 사람의 췌장처럼 모습을 갖춰가는 것”이라고 말했다.
“그래서 췌장암으로 고통 받고 있는 많은 환자들에게 이 인공 췌장을 이식할 수 있게 되기를 고대하고 있다”고 말했다. 그러나 인류 최초로 시도되고 있는 인공 췌장 생산계획이 윤리적 문제를 큰 논란을 불러일으키고 있다.
지난해 미국 국립보건원(NIH)은 인공췌장 실험을 위한 지원을 전면 중단했다. 이런 움직임은 “과학자들이 가축을 통해 인공장기를 생산하는 농장을 만들고 있다”는 비판이 거세지고 있는데 따른 것이다.

뇌도 생산할 수 있어… 인조인간 논란 

세계 최대 규모 농장사육동물 보호단체인 ‘Compassion in World Farming’에서 활동하고 있는 피터 스티븐슨(Peter Stevenson) 씨는 최근 ‘BBC’와의 인터뷰를 통해 ‘가축에게 큰 고통을 주면서 생산한 장기’에 대해 큰 우려를 표명했다.
“장기를 생산하기보다 인류 스스로 장기를 기증할 수 있도록 기부 문화를 확대시켜나가야 한다”고 주장했다. 더 심각한 우려도 제기되고 있다. 인공 장기뿐만 아니라 사람의 뇌와 같은 중요한 부위를 생산할 경우 인조인간을 만들 수 있다는 우려 때문이다.
미네소타 대학의 신경외과의인 월터 로우(Walter Low) 교수는 BBC와의 인터뷰를 통해 “과학자들이 췌장 뿐만 아니라 심장, 간, 콩팥, 허파, 눈의 각막 등을 만들 계획을 하고 있으며, 초기 실험이 성공을 거둘 경우 그 범위가 더 늘어날 것”이라고 말했다.
그러나 로스 교수는 “인간-돼지 배아를 통해 뇌와 같은 부위를 만들 수 있는 가능성은 거의 없다”며 “현재 진행되고 있는 이번 연구 결과를 통해 세간에 팽배하고 있는 우려를 불식시킬 수 있을 것”으로 보았다.
그러나 로스 교수와 유사한 연구를 하고 있는 하버드대의 조지 처치(George Church) 교수는 인간-돼지 배아 연구의 적극적인 옹호론자다. 그는 “이 키메라 배아를 통해 보다 완벽한 인간 장기를 생산할 수 있다”고 확신하고 있다.
BBC와의 인터뷰를 통해 “유전자편집 기술을 통해 만들어진 이 인공장기가 그동안 사람들이 기증해온 장기보다 더 청결하며(cleam), 또한 더 건강할(healthy) 수 있다”며 캘리포니아대에서 진행 중이 이번 실험에 큰 기대감을 표명했다.
그동안 미국에서는 캘리포니아대뿐만 아니라 여러 곳에서 유전자편집 기술을 적용, 장기개발 연구를 진행해왔다. 관계자들은 지난해 3개 연구기관에서 키메라 배아를 가축 자궁에 착상한 실험을 20건 정도 진행한 것으로 추정하고 있다.
그러나 인공장기 개발과 관련된 논문이 학술지 등에 발표된 적은 한번도 없다. 그러나 캘리포니아대에서 실험 사실을 공식적으로 발표함에 따라 이전보다 더 격렬한 인조인간 논란을 불러일으킬 전망이다.