세포 치료법은 과연 기적을 가져다줄 수 있을까?

국민적 히트곡 <꿍따리 샤바라>로 인기를 독차지했던 남성 그룹 클론의 멤버 강원래는 무대 위에서 강렬한 춤으로 건강한 남성미를 상징했다. 그러나 2000년 11월 9일 그의 인생은 완전히 달라졌다. 이날 불의의 교통사고를 당해 오랜 의식불명 상태에서 깨어났지만 사고의 충격으로 척수신경세포가 손상된 것이다. 그것은 하반신 마비로 평생 휠체어에 몸을 의지해 살아야 한다는 뜻이었다. 다시는 무대 위에서 춤출 수 없다는 것을 잘 알지만 그는 새로운 치료법에 대한 희망을 포기하지 않는다.
1960~70년대 수많은 전설을 탄생시켰던 무하마드 알리, 그러나 20여 년 뒤인 1996년 애틀랜타 올림픽에서 세계인의 이목을 집중시켰던 성화 봉송의 마지막 주자 알리는 겨우 몇 미터를 힘겹게 걸어가 성화에 불을 붙였다. 전성기 때 링 위에서 나비처럼 날아서 벌처럼 쏘았던 모습은 도저히 찾을 수가 없었다. 그는 신경세포가 차츰 죽어가면서 온몸이 서서히 굳어가는 파킨슨병과 싸우고 있었던 것이다.
이처럼 불의의 사고나 갑작스럽게 찾아온 난치병으로 병마와 싸우는 사람은 강원래나 무하마드 알리처럼 언젠가는 정상인의 삶을 살게 되리라는 희망을 가지고 있다. 그렇다면 알리는 다시 사각의 링에 설 수 있을까? 강원래는 다시 무대를 뛰어다니며 열정적으로 춤을 출 수 있을까? 이들은 모두 세포 치료법에 희망을 걸고 있다.
세포 치료법이란 고장 난 세포 대신 건강한 세포를 몸에 넣어서 병을 근본적으로 치료하는 방법이다. 즉, 약물이 아니라 인간의 세포 자체를 질병의 치료에 이용하는 것을 말한다. 백혈병을 치료하는 데 쓰이는 골수이식도 세포 치료법의 한 사례이다.
세계 과학계는 치료에 필요한 세포를 인위적으로 만들어낼 수 있는 가능성을 확인했다. 꿈같은 일이지만, 세포 치료법이 보편적으로 사용될 가능성이 점점 높아지고 있는 것이다. 강원래나 알리가 기대하는 희망의 근거가 바로 여기에 있다.



현실로 다가오고 있는 당뇨병의 완치 가능성

합병증이 진전되어 신체 각 부위가 고장을 일으키도록 하는 무서운 병의 대명사 당뇨병. 당뇨병은 인구의 5%가 앓고 있는 국민병이다. 흔한 병이지만 서서히 죽음에 이르게 만드는 무서운 병으로 알려져 있는데, 당뇨병으로 오랫동안 고통을 겪어온 환자들은 현재 교토 대학교 NPO재생의료추진센터의 실험 결과에 주목하고 있다.
이곳의 이노우에 가츠모토 교수는 줄기세포를 많은 양의 인슐린을 분비하는 정상적인 세포로 분화시키는 새로운 방법을 찾아냈다. 그렇다면 당뇨병의 정복이 가능해진 것일까? 연구팀은 인슐린 분비세포를 실제로 쥐에게 이식해서 효과가 확인된 최초의 사례로 세계적으로 큰 주목을 받았다. 하지만 임상실험에서 쥐에서 만들어진 인슐린 분비세포는 우연하게도 상당히 분화도가 높은 세포여서 종양화가 전혀 일어나지 않았다고 한다. 사람의 경우는 이런 행운이 따라줄 것인지 확신할 수 없기 때문에 연구팀은 앞으로 10년 이내에 환자를 대상으로 인슐린 분비세포를 이식하는 임상실험을 시작하는 것을 목표로 하고 있는 실정이다.


고난도의 기술에 도전하는 백두산호랑이 복제

서울대 황우석 박사는 이미 자취를 감춘 백두산호랑이를 부활시킬 방법을 고민하고 있다. 백두산호랑이는 1992년에 마지막으로 출현한 이후 최근 북한 지역에서 생포된 세 마리가 지구상에 남아 있는 마지막 백두산호랑이다. 황우석 박사 연구팀은 이 백두산호랑이의 세포 일부를 북측으로부터 전달받아서 복제 연구를 진행하고 있다.
황우석 박사는 멸종 동물의 복제가 다른 동물의 복제보다 훨씬 어려운 과정이라고 설명한다. 한 동물 종에서 몇만 개 이상의 난자가 있어야 복제에 성공할 수 있는데 호랑이는 사람이나 다른 동물처럼 주기적으로 한 번씩 난자가 빠져나오는 자연배란을 하는 동물이 아니라 교미배란을 하는 동물이기 때문에 난자를 구할 수 없는 것이 가장 큰 문제다. 또 대리모 역할을 해줄 수 있는 호랑이를 구할 수 없다는 어려움도 있다. 황우석 박사가 겪는 어려움은 멸종 위기에 처한 동물의 복제가 얼마나 힘든 일인지를 잘 보여준다. 하지만 황우석 박사는 이 프로젝트를 중단하지 않고 있다.


동물복제의 두 가지 실패 원인을 찾다

체세포를 이용한 복제동물의 무한한 가능성이 하나씩 확인되고 있지만 아직도 넘어야 할 장벽이 많다. 현재 과학자들이 맞닥뜨린 문제의 핵심은 동물복제의 실패율이 아주 높다는 점이다. 또 힘들여 체세포 복제수정란을 만들었어도 정상적인 동물과 비교해 유산되거나 기형으로 태어날 확률도 높다.
그렇다면 복제 실패의 원인은 무엇일까. 과학자들은 다음 두 가지를 꼽는다.
첫째, 복제수정란의 DNA에는 필요 없는 특정 유전자의 발현을 막는 꼬리표인 메틸기가 계속 붙어 있기 때문에 유전자가 제 역할을 하지 못한다는 것이다. 그렇기 때문에 수정란이 착상된 후 각각의 신체 부위로 분화하는 과정에서 이상을 일으키게 되어, 복제동물이 정상적으로 태어나는 것을 어렵게 한다.
둘째, 수정란이 제대로 자라는 데 결정적인 역할을 하는 특정 단백질을 만들어내는 ‘악트포’라는 유전자가 제때 발현되지 않기 때문이다. 포유동물 복제 실패의 90%가 악트포 유전자의 결함 때문인 것으로 밝혀지고 있다.


복제동물의 조로 현상을 밝혀줄 텔로미어의 길이

복제동물은 정상 동물보다 빨리 늙는다. 복제동물의 조로 연구는 세포 내 염색체의 끝부분인 텔로미어 연구를 중심으로 이루어졌다. 그 결과 복제동물은 텔로미어의 길이가 정상 동물에 비해 훨씬 짧다는 사실이 밝혀졌다. 세포는 끊임없이 분열하면서 새로운 세포를 만드는데, 텔로미어는 분열 횟수가 거듭되면서 길이가 점점 짧아진다. 최초의 복제동물인 돌리는 평균 수명의 절반인 6년 반을 살고 조로 현상을 보이며 사망했다. 모체의 수명과 합치면 일반적인 수명인 12.5세가 된다. 이에 따라 세포를 제공하는 동물의 나이가 복제동물의 수명에 직결된다는 추측이 가능해지게 되었다.
그러나 이와는 반대되는 연구도 잇따라 발표됐다. 코네티컷 대학교 생명공학연구소에서 형질전환 동물 분야를 맡고 있는 제리 양 박사는 대여섯 살의 복제소의 텔로미어가 오히려 늘어났다는 점을 밝혀냈다. 미국의 ACT사도 같은 해 비슷한 연구 결과를 발표했다.
복제동물의 텔로미어와 조로의 상관성에 관해서는 지금도 과학계 내부에서 논란이 분분하다. 연구자들은 복제동물이 정상적으로 길러지지 않는다는 점을 이해해야 한다고 말한다. 복제동물들은 생의학적 실험 대상이 되어 우리에 갇혀 운동도 하지 않는다. 돌리의 경우도 자유롭게 움직이지 못하고 운동을 하지 못했던 것이 일찍 죽게 된 첫 번째이유로 꼽힌다.