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◇보통난이도

신체 기관이 치료할 수 없을 정도로 손상됐을 때 현재로서는 다른 사람의 장기를 이식하는 것이 유일한 희망이다. 

가령 당뇨망막병증은 주요 실명 원인으로 꼽히는 질병으로, 2018년 기준 우리나라에서 약 36만 명이 앓고 있다. 하지만 마땅한 치료법이 없어 최후의 수단으로 망막 이식이 이뤄지고 있다. 
그런데 미국 노스텍사스대와 국립안연구소(NEI) 등 공동연구팀이 당뇨망막병증, 고혈압망막병증 등 망막증 환자의 시력을 근본적으로 회복할 수 있는 방법을 찾아냈다. 

사이 차발라 미국 노스텍사스대 보건과학센터 교수팀은 망막증 환자의 안구에 있는 피부세포에서 광수용체를 새로 생성해낼 수 있는 유도물질을 개발했다. 

망막증 환자가 시력을 잃는 이유는 망막세포 내 광수용체가 제 기능을 하지 못하기 때문이다. 광수용체는 한 번 기능을 잃으면 회복하기가 어렵다. 때문에 최근 10년간은 어떤 종류의 세포로든 분화할 수 있는 유도만능줄기세포(iPSC)를 안구에 이식해 광수용체가 있는 망막세포로 분화시키는 기술이 개발돼왔다. 

하지만 이는 유도만능줄기세포를 피부세포로 전환시키는 데만 6개월가량 걸리고, 이 피부세포를 환자에게 이식해야 하는 단점이 있었다.

연구팀은 유도만능줄기세포를 이용하지 않고, 직접 망막 주변에 있는 피부세포에 광수용체 유도물질을 주입해 시력을 회복시키는 기술을 고안했다.

안구에는 색상을 구분하는 원추세포의 광수용체와 명암을 구분하는 간상세포의 광수용체가 있는데, 연구팀은 간상세포의 광수용체를 대상으로 했다.

광수용체 유도물질은 5가지 작은 분자들을 혼합한 화합물로, 피부세포에 주입하면 피부 기능과 관련된 유전자는 억제되고 광수용체 발현과 관련된 유전자들이 활성화된다.

연구팀은 망막증을 앓는 쥐 14마리를 대상으로 유도물질의 효과를 실험했다. 유도물질을 주입한 지 1개월이 지났을 때 쥐 6마리(43%)에게서 명암을 구분하는 능력이 개선됐다. 이들 6마리는 약한 빛에도 동공수축 현상을 보였다. 명암을 구분하는 광수용체 기능이 활성화돼 있다는 뜻이다. 또 주변 밝기를 구별해 본래의 습성대로 어두운 장소로 이동했다. 

논문의 제1저자인 비라즈 마하토 노스텍사스대 보건과학센터 연구원은 “광수용체가 전혀 없다시피 한 중증의 쥐도 회복되는 것을 확인했다”고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처’ 4월 15일자 온라인판에 게재됐다. doi: 10.1038/s41586-020-2201-4