인간에게는 숨겨진 재생 능력이 있을지도 모른다.

이 개념도는 성장 인자인 BMP2와 FGF2를 손상 부위에 적용하여 조직 재생을 촉진하는 방법을 보여주며, 손상된 손가락을 복원하기 위한 새로운 연구의 중요성을 강조합니다. (출처: 텍사스 A&M 대학교)

수 세대에 걸쳐 과학자들은 손실된 신체 부위를 재생할 수 없는 능력을 인간을 비롯한 포유류의 근본적인 한계 중 하나로 여겨왔습니다. 도롱뇽과 같은 생물은 팔다리 전체를 재생할 수 있는 반면, 인간은 일반적으로 흉터 조직을 형성하여 상처를 치유합니다.

하지만 텍사스 A&M 수의과대학 및 생물의학대학(VMBS)의 새로운 연구에 따르면 포유류에게 재생 능력이 완전히 없는 것은 아닐 수 있다고 합니다. 오히려 신체의 정상적인 치유 메커니즘 내에 숨겨져 있다가 적절한 조건이 되면 활성화될 수 있다는 것입니다.

"어떤 동물은 재생 능력이 있는데, 특히 인간은 왜 그렇지 못한가 하는 것은 아리스토텔레스 시대부터 제기되어 온 중요한 질문입니다."라고 수의생리학 및 약리학과(VTPP)의 켄 무네오카 교수는 말했습니다. "저는 평생 그 이유를 밝히기 위해 노력해 왔습니다."

네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 에 발표된 연구에서 무네오카(Muneoka) 연구팀은 뼈, 관절 구조 및 인대 재생을 가능하게 하는 새로운 2단계 치료법을 설명했습니다. 재생된 조직이 원래 조직과 완벽하게 동일하지는 않았지만, 연구팀은 이 접근법이 궁극적으로 절단 후 흉터를 줄이고 조직 복구를 개선하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 기대합니다.

흉터 형성을 막고 치유 과정을 다른 방향으로 유도하기

포유류가 부상을 입으면 일반적으로 섬유화 반응이 나타납니다. 이 과정에서 섬유아세포는 상처 부위를 빠르게 닫고 흉터 조직을 생성합니다. 이러한 반응은 감염과 추가 손상을 예방하는 데 도움이 되지만, 손상된 부분을 복구하는 신체의 능력을 제한하기도 합니다.

재생 능력을 가진 동물들은 다른 경로를 따릅니다. 예를 들어 도롱뇽의 경우, 유사한 세포들이 모여 블라스테마라는 구조를 형성하는데, 이는 새로운 조직 성장의 기반이 됩니다.

"마치 이 세포들이 두 가지 방향으로 움직일 수 있는 것 같아요."라고 무네오카 교수는 말했다. "흉터를 만들 수도 있고, 배아 조직을 만들 수도 있죠. 저희 연구는 손상 부위에 이미 존재하는 섬유아세포의 행동 방향을 바꾸는 데 초점을 맞췄습니다."

포유류의 치유 과정을 재생 방향으로 끌어올릴 수 있는지 알아보기 위해 연구팀은 잘 알려진 두 가지 성장 인자를 순차적으로 사용하는 치료법을 개발했습니다.

첫 번째 단계는 상처가 완전히 아문 후에 섬유아세포 성장인자 2(FGF2)를 적용하는 것이었습니다. 초기 치유 과정이 완료될 때까지 기다림으로써 연구진은 신체가 정상적으로 반응할 수 있도록 한 후 개입했습니다.

무네오카에 따르면, 그 팀은 "다음에 일어날 일을 바꿨다"고 합니다.

FGF2는 일반적으로 포유류에서 이러한 유형의 손상 후 나타나지 않는 배아세포와 유사한 구조의 형성을 촉진했습니다. 며칠 후 연구진은 두 번째 성장 인자인 골형성 단백질 2(BMP2)를 적용했고, 이는 해당 세포들이 새로운 조직을 생성하기 시작하도록 유도했습니다.

"이것은 실제로 두 단계 과정입니다."라고 무네오카는 말했다. "먼저 세포들이 흉터를 형성하지 않도록 이동시키고, 그다음에는 세포들에게 무엇을 만들어야 하는지 알려주는 신호를 제공하는 것입니다."

줄기세포의 역할에 대한 재고찰

이번 연구의 가장 중요한 발견 중 하나는 재생 의학에서 흔히 연구되는 접근 방식인 체외 줄기세포 주입이 재생에 필수적이지 않을 수 있다는 점입니다.

무네오카는 "줄기세포를 직접 채취해서 다시 주입할 필요는 없다"며 "줄기세포는 이미 몸 안에 존재하며, 원하는 방식으로 작용하도록 만드는 방법만 배우면 된다"고 말했습니다.

이번 연구에 참여한 또 다른 VTPP 교수인 래리 수바 박사는 이번 결과가 포유류 세포의 능력에 대한 오랜 가정에 도전한다고 말했습니다.

"우리가 프로그래밍 불가능하다고 생각했던 세포들이 사실은 프로그래밍이 가능합니다."라고 수바는 말했다. "그 능력이 아예 없는 것이 아니라, 단지 가려져 있을 뿐입니다."

연구진은 또한 세포가 원래 위치와는 다른 곳으로 이동하여 구조물을 만들 수 있다는 증거를 발견했습니다. 위치 재지정이라고 알려진 이 과정은 발생 과정에서 중요한 부분입니다.

실질적으로, 일반적으로 한 유형의 조직을 형성하는 데 도움을 주는 세포들이 손상 후 다른 구조를 재건하도록 지시받을 수 있습니다.

뼈, 힘줄, 인대 및 관절의 재생

재생된 조직이 원래 해부학적 구조와 완전히 일치하지는 않았지만, 연구진은 절단 수술 중에 제거되었던 뼈, 힘줄, 인대, 관절 조직을 포함한 주요 구조물을 모두 성공적으로 복원했습니다.

재생된 부위에는 골격 구성 요소와 결합 조직이 자연적인 해부학적 구조와 유사한 패턴으로 배열되어 있었습니다.

무네오카는 "우리는 그 정도 수준의 부상에서 예상되는 결과를 얻었습니다. 뼈 구조는 여전히 존재하지만 완벽한 형태는 아닙니다."라고 말했습니다.

이번 연구 결과는 조직 재생이 여러 생물학적 경로가 함께 작용하는 것에 달려 있음을 시사합니다. 조직 재건은 단일 메커니즘 활성화보다 훨씬 더 복잡한 과정인 것으로 보입니다.

상처 치유에 대한 잠재적 이점

연구는 아직 초기 단계에 있지만, 과학자들은 완전한 재생이 가능해지기 훨씬 전에 이 연구가 실용적인 응용 분야를 가질 수 있을 것이라고 믿습니다.

단순히 손실된 구조물을 대체하는 데만 집중하기보다는, 이러한 접근 방식은 흉터 형성을 줄이고 조직 복구를 촉진하여 치유 결과를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.

무네오카는 "사람들은 치유 과정에서 이러한 신호를 활용하는 것에 대해 생각하기 시작해야 한다"며 "흉터 형성을 유도하는 반응에서 조금이라도 다른 방향으로 반응을 돌리는 것만으로도 실질적인 이점을 얻을 수 있다"고 말했다.

임상 시험으로 가는 경로는 다른 많은 실험적 치료법보다 더 수월할 수 있습니다. BMP2는 이미 특정 의료 용도에 대해 FDA 승인을 받았으며, FGF2는 현재 여러 임상 시험에서 평가되고 있습니다.

포유류 재생에 대한 새로운 관점

이번 연구는 포유류의 재생 능력이 완전히 사라진 특성이 아닐 수 있다는 점을 뒷받침하는 증거를 더하고 있습니다. 오히려 재생 능력은 치유 과정 동안 일반적으로 비활성화된 상태로 유지되는 잠재적인 능력일 수 있습니다.

"이것은 우리가 무엇이 가능한지에 대해 생각하는 방식을 바꿉니다."라고 수바는 말했다. "재생이 활성화될 수 있음을 보여주면 완전히 새로운 질문을 던질 수 있는 길이 열립니다."

무네오카에게 있어 이러한 질문들은 수십 년간의 연구를 이끌어 왔으며, 이제 유망한 새로운 틀을 갖게 되었습니다.

"포유류의 재생 기능 부전은 회복될 수 있습니다."라고 그는 말했다. "이제 우리는 그 방법을 알아내기 위한 모델을 갖게 되었습니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260617032207.htm