우리 신체 내의 내장기관들이 각기 성별을 가지고 있을 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이 연구 결과에 따르면 ‘남성’ 내장과 ‘여성’ 내장은 각각 다른 방식으로 치료될 가능성을 열어두어야 할 것이며, 어떤 암은 남성보다는 여성에게서 더 흔히 나타나는지와 같은 문제들에 해결의 실마리를 제공할 수 있을 것이다.
임페리얼 대학 런던에 소속된 MRC 임상 과학 센터 연구 팀이 실행한 광대파리에 대한 이번 연구는 지난 달 네이처 지에 실렸다.
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아이린 미겔-알리아가 박사
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“우리는 완전히 성장한 성기의 세포만이 자신의 성별을 알고 있는지. 아니면 다른 내장에서도 마찬가지인지 그리고 그것이 중요한지와 같은 매우 기본적인 질문을 하고 싶었습니다.” 이번 연구를 주도한 아이린 미겔-알리아가 박사는 말한다.
연구 팀은 광대파리의 장에 있는 줄기세포들을 조사하고, 장의 유전자 스위치를 켜고 끄는 것이 가능하도록 하는 유전자 도구들을 이용하였다. 이 방식으로 연구자들은 세포들을 더 여성적이거나 더 남성적으로 만들 수 있었다. 광대파리의 장 줄기세포가 남성화 되거나 여성화될 때 세포들이 증식하는 정도에 변화가 있었다. 그리고 여성 또는 여성화된 세포들이 더 잘 증식할 수 있었다.
이 향상된 능력은 여성 광대파리의 장이 번식기 동안 성장하도록 허용하는 것처럼 보인다. 미겔-알리아가 박사는 짝짓기 후 번식을 지탱하기 위해 신진대사적으로 여성 파리의 장이 크기가 스스로 조절되는 것을 과거에 증명한 바 있었다. 만약 장의 확대가 인간 내에 성장하는 태아의 최적의 영양 공급에 이롭다면, 왜 여성들은 임신기 동안 두 명에게 필요한 식사를 할 필요가 없는지를 설명하는데 도움이 될 수 있을 것이다.
이번 연구는 성인의 장 줄기세포를 여성화한 영향을 되돌릴 수 있다는 것도 확인했다. 연구자 중 하나인 브르노 허드리 박사는 설명한다. “여성 파리를 가져다가 장의 줄기세포를 남성화하고 기다리면, 삼 주 내에 장의 크기가 줄어들게 됩니다.”
이외에도 연구 팀은 여성의 장이 종양 발생에 더 용이하다는 사실을 발견했다. “우리는 남성보다 여성에게 유전적으로 유도된 종양을 만드는 것이 더 쉽다는 것을 발견했습니다. 그래서 우리는 일종의 교환이 진행 중인 것으로 의심합니다. 여성은 번식에 대처하기 위해 증가된 탄력성을 필요로 하고, 그러나 어떤 환경에서는 (이것이) 몸에 해롭게 되어 종양 발생이 더 쉬워집니다.”
척추동물의 생식선 또는 성기들은 상당한 탄력성을 가진 것으로 알려져 있다. 쥐들의 성인 난소와 성인 고환 세포는 하나의 유전자 변화만 있어도 상대와 같아지도록 교차분화할 수 있다. 그러므로 생식선의 세포들이 출생 후에도 지속적으로 성별이 유지되도록 강화되어야만 한다. 연구 팀은 이번 연구가 생식선 밖의 성인 세포에서 그와 같은 탄력성이 확인된 첫 사례라고 믿고 있다.
태아가 생기면 특정 성에 맞는 내장이 발달하는 것이 당연한 듯 보일지 모르지만, 미겔-알리아가 박사는 기존 학설에서는 남여 모두에게 내장은 모두 기본적으로 같으며, 순환하는 호르몬의 차이 때문에 사춘기에 여성은 에스트로겐이, 남성은 테스토스터론이 나타나기 시작하는 것과 같이 기능만이 다른 것으로 인식되어 왔다고 말한다.
놀라운 것은 장과 같이 남여에서 모두 발견되는 성인 내장의 차이가 존재하며, 이는 신체의 성장이나 호르몬의 순환 때문이 아니라는 점이다. 파리 모델을 사용하는 잇점은 개별 성인 줄기세포를 남성화시키거나 여성화시킬 수 있고, 파리의 성장 이력이나 순환하는 호르몬을 변화시키지 않고 결과를 확인할 수 있다는 데에 있다.
연구 팀은 성별 변화 뒤에 신체 내의 내장들과 조직들에 작용을 하고 있는 것을 암시하는 잠재적으로 중요한 새로운 장치의 존재를 확인하였다. 미겔-알리아가 박사는 설명한다. “우리는 연쇄반응의 가장 위에 성별 결정자가 활동하는 것을 보았습니다. 과거에 성별 결정자의 일부가 성기나 성장기에 활동하는 것이 확인된 바 있지만 이와 같은 줄기세포들에서는 기능을 하지 않는 것으로 알려져 있었습니다. 이것은 성을 결정하는 경로에 새로운 무언가가 작용하고 있음을 우리에게 말해 주고 있습니다.”
지금까지는 성별을 가진 세포만이 인식된 연쇄작용 내에서 활성화되는 것으로 알려져 있었다. “우리는 파리의 모든 세포가 성별을 가지고 있다는 것을 잠재적으로 의미하는 과거 이론과는 독립적인 새로운 장치를 발견했습니다.” 미겔 알리아가 박사는 파리에 대한 연구 결과가 인간에게도 적용될 수 있다는 가능성을 제기한다.
“우리는 이 새로운 장치에 대한 모든 것을 알기 원합니다. 우리는 장의 줄기세포에서 중요한 세 개의 유전자를 발견했으며, 이 세 개의 유전자들이 장의 조직 밖에서도 비슷한 역할을 하는지 여부에 관심이 많습니다.” 연구 팀은 이 세 개의 유전자들을 더 조사하자 한다. 특히 이제 연구 팀이 주목하는 세 개의 유전자와 유사한 유전자들을 인간이 지니고 있기 때문이다.
임상 과학 센터의 장인 드 월시 박사는 말한다. “이번 연구는 당연해 보이는 남성과 여성의 생리적 차이에 대한 우리의 이해도를 넓혀주는 중요한 생물학적 연구입니다.” “이 연구 결과가 인간에게 어떻게 적용될지를 확인하는데 추가 연구가 필요합니다. 만약 줄기세포가 지닌 고유의 성질이 정말로 우리 내장들이 행동하는 방식을 결정한다면, 이 내장들이 치료에 반응하는 방식에도 또한 영향을 미칠 수 있을 것입니다.”
