미국 존스 홉킨스 대학 의과대학 안과전문의 발레리아 칸토-솔레르 박사가 이끄는 연구팀이 인간의 성체세포를 역분화시켜 만든 iPS를 시험접시에서 감광수용체를 지닌 3차원 미니 망막조직으로 분화시키는 데 성공했다고 메디컬 뉴스 투데이 등이 10일 보도했다.
이 미니 망막은 인간 망막의 구조적 조직만이 아니라 빛을 받아 영상으로 전환하는 빛 감지 능력도 지니고 있는 것으로 확인됐다.
망막 속의 광수용체 세포는 빛에 노출되었을 때 인간의 실제 망막세포가 보이는 것과 똑같은 생화학적 반응 나타냈다고 칸토-솔레르 박사는 밝혔다.
연구팀은 먼저 간단한 기술로 iPS를 망막의 전구세포로 분화시켰다. 이 전구세포는 시험접시에서 스스로 망막조직으로 성장했다.
태아의 망막 전구세포가 자궁 속에서 망막으로 발달하는 데 소요되는 28주가 경과하자 연구팀은 이 미니 망막의 광수용체가 실제로 빛을 감지해 시각신호로 전환하는 능력이 있는지를 확인하기 위한 실험을 진행했다.
전극을 광수용체 세포에 밀어 넣고 전극을 통해 광 펄스(pulse of light)를 보내자 인간 망막의 광수용체와 유사한 생화학적 반응 패턴을 나타냈다.
광수용체는 광수용체의 대부분을 차지하는 간상세포와 같은 패턴으로 빛에 반응했다고 연구팀은 밝혔다.
그러나 이 광수용체에 의해 빛으로부터 전환된 시각신호가 실제로 망막신경을 통해 대뇌피질의 시각중추까지 전달될 것인지는 알 수 없다.
"그렇지 못할 가능성이 있지만 시작은 아주 훌륭하다"고 칸토-솔레르 박사는 말했다.
iPS로 망막 조직을 만드는 것이 가능해짐에 따라 앞으로는 망막질환의 원인을 동물 모델이 아닌 인간의 망막조직을 통해 연구할 수 있을 것으로 전망된다.
또 망막질환 환자 개개인에게 적합한 맞춤형 치료제의 효과도 시험할 수 있게 될 것이다.
더 나아가 언젠가는 병들거나 죽은 망막을 시험관에서 배양한 새로운 망막으로 교체하는 것도 가능해질 것이라고 연구팀은 내다봤다.
이 연구결과는 영국의 과학전문지 '네이처 커뮤니케이션'(Nature Communication) 온라인판(6월10일자)에 발표됐다.