뉴스 | 동결 고환 조직, 23년 후 정자 생성… 소아암 생존자에게 새로운 가임력의 희망 제시
펜실베이니아대학교와 여러 기관이 수행하고 PLoS Biology에 게재한 획기적인 연구에서, 23년 이상 동결된 쥐의 고환 조직을 불임 생쥐에 이식하자 정자 생성을 재개할 수 있는 것으로 나타났다. 정자 생성 효율은 신선하거나 최근 동결한 검체보다 낮았지만, 이 결과는 중요하며 장기간 보관된 조직의 임상적 활용 가능성을 뒷받침한다.
핵심 발견은 고환 조직의 정자형성 줄기세포(SSCs)가 장기간 동결된 후에도 생체 내에서 기능할 잠재력을 유지할 수 있다는 점이다. 이는 암 치료를 위한 화학요법이나 방사선 치료로 가임력이 저하된 소아에게 향후 가임력 보존 선택지를 제공할 수 있다.
극저온 장기 보관 후 생존, 회복 및 정자 생성
연구팀은 Sprague-Dawley 쥐의 고환 조직을 사용했다. 검체는 4개월 미만 보관한 단기 동결군과 23년 초과 보관한 장기 동결군으로 나뉘었다. 모든 조직은 극도로 낮은 온도의 액체질소에 보관했다.
이후 연구진은 SSCs를 분리해 자체 생식세포가 없는 생쥐의 고환에 이식했다. 이를 통해 숙주 생식세포의 간섭 없이 이식 세포의 정자 생성 능력을 평가할 수 있었다.
결과는 다음과 같았다.
신선 검체, 단기 동결 검체, 장기 동결 검체 모두 생쥐에서 정자형성 집락을 형성해 정자형성을 시작했다.
그러나 장기 동결군에서는 형성된 집락 수가 유의하게 적었고, 일부에서는 분화가 중단되었다. 즉, 정자형성이 미성숙 단계에서 멈춰 성숙한 정자가 생성되지 않았다.
단일세포 RNA 시퀀싱을 사용해 군 간 유전자 발현을 비교했다. 연구진은 다음을 확인했다.
보관 기간과 관계없이 동결 검체는 신선 조직과 뚜렷한 유전자 발현 차이를 보였으며, 동결 손상의 전형적인 징후도 나타났다.
장기 동결 검체에서는 줄기세포 신호전달 경로가 활성 상태로 유지됐지만, 분화 신호는 손상되었다. 세포는 줄기세포와 유사한 특성을 유지했으나 성숙한 정자로 발달하는 능력은 떨어졌다.
정자형성 줄기세포: 미래 가임력의 씨앗 보존
SSCs는 드물지만 평생 자기 재생과 정자 생성이 가능한 중요한 세포다. 사춘기 전 소아는 아직 정자를 생성하지 않지만 고환에는 이미 SSCs가 존재한다. 이론적으로는 이 세포를 채취해 동결한 뒤 나중에 이식함으로써 가임력을 보존할 수 있다.
이 연구는 SSCs가 극도로 장기간 동결된 후 회복할 수 있는지 조사하고, 보관 기간이 미래의 가임력 잠재력을 제한하는지에 대한 오랜 의문을 다루었다.
비인간 영장류의 전임상 근거
이번 연구는 설치류 모델을 사용했지만, 이 개념은 더 고등한 동물로 발전했다. 이전 붉은털원숭이 실험에서는 이식한 고환 조직이 정자를 생성하고 자손으로까지 이어질 수 있음이 확인되었다.
이러한 진전은 향후 임상 적용으로 이어질 가능성을 시사한다. 특히 암 치료 전에 정자를 보관할 수 없는 소아에게 회복 후 생물학적 자녀를 가질 수 있는 잠재적 경로를 제공한다.
한계와 전망: 보관 기간이 품질에 미치는 영향
연구진은 23년 동안 동결된 SSCs가 성공적으로 재활성화되었지만, 낮은 정자 생성 효율과 손상된 분화는 여전히 중요한 우려 사항이라고 지적했다. 향후 인간 대상 프로토콜에서는 보관 기간의 영향을 고려하고 동결 및 회복 방법을 개선해야 한다.
더 중요한 점은 현재 사람의 SSCs를 임상적으로 충분한 수까지 증식할 신뢰할 만한 방법이 없다는 것이다. 이는 추가 연구가 필요한 주요 분야다.
요약
Whelan과 동료들이 주도한 이 연구(DOI: 10.1371/journal.pbio.3001618)는 극도로 장기간 동결된 후에도 고환 조직이 정자 생성 능력을 유지할 수 있음을 명확히 입증한 최초의 연구였다. 다만 그 기능은 일부 제한되었다.
이번 발견은 가임력 조직 보관의 한계에 대한 이해를 넓히고 소아암 환자의 가임력 보존에 희망을 제시하며, 가임력을 위한 미래의 임상적 ‘타임캡슐’ 가능성을 보여준다.
뉴스 | 동결 보존한 고환 조직에서 23년 후 정자 생성, 소아암 생존자에게 새로운 임신 가능성을 제시
뉴스 | 동결 고환 조직, 23년 후 정자 생성… 소아암 생존자에게 새로운 가임력의 희망 제시
펜실베이니아대학교와 여러 기관이 수행하고 PLoS Biology에 게재한 획기적인 연구에서, 23년 이상 동결된 쥐의 고환 조직을 불임 생쥐에 이식하자 정자 생성을 재개할 수 있는 것으로 나타났다. 정자 생성 효율은 신선하거나 최근 동결한 검체보다 낮았지만, 이 결과는 중요하며 장기간 보관된 조직의 임상적 활용 가능성을 뒷받침한다.
핵심 발견은 고환 조직의 정자형성 줄기세포(SSCs)가 장기간 동결된 후에도 생체 내에서 기능할 잠재력을 유지할 수 있다는 점이다. 이는 암 치료를 위한 화학요법이나 방사선 치료로 가임력이 저하된 소아에게 향후 가임력 보존 선택지를 제공할 수 있다.
극저온 장기 보관 후 생존, 회복 및 정자 생성
연구팀은 Sprague-Dawley 쥐의 고환 조직을 사용했다. 검체는 4개월 미만 보관한 단기 동결군과 23년 초과 보관한 장기 동결군으로 나뉘었다. 모든 조직은 극도로 낮은 온도의 액체질소에 보관했다.
이후 연구진은 SSCs를 분리해 자체 생식세포가 없는 생쥐의 고환에 이식했다. 이를 통해 숙주 생식세포의 간섭 없이 이식 세포의 정자 생성 능력을 평가할 수 있었다.
결과는 다음과 같았다.
신선 검체, 단기 동결 검체, 장기 동결 검체 모두 생쥐에서 정자형성 집락을 형성해 정자형성을 시작했다.
그러나 장기 동결군에서는 형성된 집락 수가 유의하게 적었고, 일부에서는 분화가 중단되었다. 즉, 정자형성이 미성숙 단계에서 멈춰 성숙한 정자가 생성되지 않았다.
단일세포 RNA 시퀀싱을 사용해 군 간 유전자 발현을 비교했다. 연구진은 다음을 확인했다.
보관 기간과 관계없이 동결 검체는 신선 조직과 뚜렷한 유전자 발현 차이를 보였으며, 동결 손상의 전형적인 징후도 나타났다.
장기 동결 검체에서는 줄기세포 신호전달 경로가 활성 상태로 유지됐지만, 분화 신호는 손상되었다. 세포는 줄기세포와 유사한 특성을 유지했으나 성숙한 정자로 발달하는 능력은 떨어졌다.
정자형성 줄기세포: 미래 가임력의 씨앗 보존
SSCs는 드물지만 평생 자기 재생과 정자 생성이 가능한 중요한 세포다. 사춘기 전 소아는 아직 정자를 생성하지 않지만 고환에는 이미 SSCs가 존재한다. 이론적으로는 이 세포를 채취해 동결한 뒤 나중에 이식함으로써 가임력을 보존할 수 있다.
이 연구는 SSCs가 극도로 장기간 동결된 후 회복할 수 있는지 조사하고, 보관 기간이 미래의 가임력 잠재력을 제한하는지에 대한 오랜 의문을 다루었다.
비인간 영장류의 전임상 근거
이번 연구는 설치류 모델을 사용했지만, 이 개념은 더 고등한 동물로 발전했다. 이전 붉은털원숭이 실험에서는 이식한 고환 조직이 정자를 생성하고 자손으로까지 이어질 수 있음이 확인되었다.
이러한 진전은 향후 임상 적용으로 이어질 가능성을 시사한다. 특히 암 치료 전에 정자를 보관할 수 없는 소아에게 회복 후 생물학적 자녀를 가질 수 있는 잠재적 경로를 제공한다.
한계와 전망: 보관 기간이 품질에 미치는 영향
연구진은 23년 동안 동결된 SSCs가 성공적으로 재활성화되었지만, 낮은 정자 생성 효율과 손상된 분화는 여전히 중요한 우려 사항이라고 지적했다. 향후 인간 대상 프로토콜에서는 보관 기간의 영향을 고려하고 동결 및 회복 방법을 개선해야 한다.
더 중요한 점은 현재 사람의 SSCs를 임상적으로 충분한 수까지 증식할 신뢰할 만한 방법이 없다는 것이다. 이는 추가 연구가 필요한 주요 분야다.
요약
Whelan과 동료들이 주도한 이 연구(DOI: 10.1371/journal.pbio.3001618)는 극도로 장기간 동결된 후에도 고환 조직이 정자 생성 능력을 유지할 수 있음을 명확히 입증한 최초의 연구였다. 다만 그 기능은 일부 제한되었다.
이번 발견은 가임력 조직 보관의 한계에 대한 이해를 넓히고 소아암 환자의 가임력 보존에 희망을 제시하며, 가임력을 위한 미래의 임상적 ‘타임캡슐’ 가능성을 보여준다.
기사 출처:
온라인 수집