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환자가 자기 세포로 만든 폐를 이식받을 수 있는 기술이 개발됐다. 미국 예일대 생의공학과 로라 니클라슨 박사팀은 세포를 없앤 폐 골격을 재생시켜 생체에 이식한 결과, 폐가 ‘마치 원래 달려 있었던 것처럼’ 정상적으로 기능하는 것을 확인했다.

연구팀은 살아 있는 쥐에서 떼어낸 폐에서 면역성을 가진 부분(세포)을 모두 없애고 단백질 골격만 남기는 세포제거술을 이용했다. 지금까지 세포제거술에 성공한 장기는 심장과 간, 신장뿐이었다.

연구팀은 세포를 없앤 폐 골격을 쥐의 폐 상피세포가 들어 있는 바이오리액터에 넣었다. 4~8일이 지난 뒤 세포들은 폐 골격에 달라붙어 각 자리마다 알맞은 세포로 분화했다. 그 결과 폐 골격에 폐포와 모세혈관, 폐동맥, 기관지가 생겼다. 연구팀은 바이오리액터에서 폐를 꺼내 유전적으로 동일한 쥐의 몸에 이식했다. 45~120분이 지나자 폐는 일반 폐와 비슷하게 산소와 이산화탄소를 성공적으로 교환했다.

니클라슨 박사는 “이번 연구 결과는 폐를 미세한 구조까지 거의 완벽하게 재생시켰을 뿐 아니라 가스교환에도 성공했다는 데 의의가 있다”며 “환자가 폐 줄기세포나 유도 만능줄기세포 등 자신의 조직으로 폐를 재생시켜 이식받을 수 있다는 뜻”이라고 설명했다.

폐 세포는 재생되는 데 한계가 있어 폐가 손상되면 이식하는 방법 밖에 없었다. 그런데 지난 10년간 폐 이식의 성공률은 10~20%에 지나지 않았다. 기증받은 사람의 면역계가 이식받은 장기를 ‘적’으로 생각해 공격하기 때문이다.

이를 예방하는 면역억제제는 고혈압이나 신장 질환, 악성 림프종을 일으킬 위험이 있다. 또 복잡한 인공 혈액펌프를 사용하는 경우, 혈액세포에 피해를 주거나 혈액응고를 일으키는 부작용이 있다.

이번 연구의 성공으로 면역 반응에 따른 부작용을 최소로 줄이고 기체를 효율적으로 교환하는 폐를 이식할 수 있는 미래에 한 발짝 다가섰다. ‘사이언스’ 온라인판 6월 24일자에 실렸다.