생물학

사지 재생: 개구리에서امید 보이며, 인간도 따라올 수 있을까

아프리카 발톱 개구리: 재생 모델

아프리카 발톱 개구리는 잃어버린 사지를 다시 기를 수 있는 능력 측면에서 동물계에서 독특한 종류입니다. 야생에서 이러한 양서류는 인간처럼 복잡한 사지를 재생할 수 없지만, 새로운 실험 기술 덕분에 잃어버린 신체 부위를 대체하는 데 도움이 되고 있으며, 언젠가는 인간 사지 재생도 가능하다는 희망을 줍니다.

5가지 약물 칵테일

터프츠대와 하버드대 연구원들은 암컷 아프리카 발톱 개구리 한 마리의 다리를 절단한 다음 그 절단면에 특별한 5가지 약물 칵테일을 바릅니다. 이 약물에는 신경과 근육 성장을 촉진하는 호르몬과 개구리 몸이 흉터를 유발하는 콜라겐을 생성하는 것을 방지하는 또 다른 호르몬이 포함되어 있습니다.

바이오돔 덮개

새로운 다리 성장을 자극하기 위해 과학자들은 각 개구리의 상처에 “바이오돔”이라는 실리콘 덮개를 적용했습니다. 이 덮개에는 5가지 약물 칵테일이 들어 있으며, 배아가 자라는 액체로 가득 찬 주머니를 따라하여 재생에 도움이 되는 환경을 만듭니다.

1년간의 과정

그 후 1년 반 동안 성체 개구리는 신경, 근육, 뼈와 발가락 모양 돌출부가 있는 기능적인 다리 모양 구조물을 다시 기르게 됩니다. 재생된 사지는 발톱과 일부 물갈퀴가 없어 완벽하지는 않지만 개구리들은 새로운 다리를 사용하여 수영할 수 있었습니다.

줄기 세포와 재생

도마뱀처럼 사지를 다시 기를 수 있는 동물들은 상처 끝에 있는 줄기 세포를 사용하여 잃어버린 부속지를 재건합니다. 아프리카 발톱 개구리는 인간처럼 이러한 능력이 없지만 약물과 바이오돔 덮개는 이러한 동물에서 휴지 상태인 재생 능력을 활성화하는 것으로 보입니다.

인간 사지 재생의 잠재력

아프리카 발톱 개구리에서의 실험 성공은 과학자들에게 수십 년 이내에 인간 사지 재생이 가능할 것이라는 희망을 주었습니다. 연구자들은 생체공학과 생물학의 통합이 이를 현실로 만드는 새로운 발전으로 이어질 것이라고 믿습니다.

과제와 미래 연구

아프리카 발톱 개구리에서의 결과가 유망하지만, 연구자들은 이 기술을 쥐에 적용하는 것이 새로운 과제를 안겨줄 것임을 인정합니다. 쥐는 개구리와 다른 면역 체계와 상처 치유 과정을 가지고 있으므로 약물과 바이오돔 덮개를 수정해야 할 수 있습니다.

이러한 장애물에도 불구하고, 연구자들은 자신들의 작업이 결국 인간이 잃어버린 사지를 재생할 수 있도록 도울 수 있는 치료법으로 이어질 것이라고 낙관적입니다. 그들은 사지와 같은 복잡한 구조를 다시 기를 수 있는 능력이 절단 수술이나 다른 사지 부상을 겪은 사람들의 삶에 중대한 영향을 미칠 것이라고 믿습니다.

긴 꼬리 키워드

• 바이오돔 덮개는 어떻게 양수 환경을 모방하는가? 바이오돔 덮개는 5가지 약물이 섞인 실리콘 덮개입니다. 배아가 자라는 액체로 가득 찬 주머니를 따라하여 재생에 도움이 되는 환경을 만드도록 설계되었습니다.
• 사지 재생 기술을 쥐에 적용하는 데 어떤 장애물이 있는가? 쥐는 개구리와 다른 면역 체계와 상처 치유 과정을 가지고 있으므로 약물과 바이오돔 덮개를 쥐에게 효과적으로 작동하도록 수정해야 할 수 있습니다.
• 과학자들은 인간 사지 재생이 언제 가능해질 것으로 기대하는가? 과학자들은 인간 사지 재생이 수십 년 이내에 가능해질 수 있다고 믿습니다. 그러나 이것이 현실이 되기 전에 극복해야 할 과제가 아직 남아 있다는 것을 인정합니다.