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초기 배아의 비정상적인 세포가 체외수정 성공을 막지 못할 수 있다는 연구결과가 나옴

보조생식 및 출산

등록일  2020.07.16

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미국 존스홉킨스대(Johns Hopkins University) 생물학자들의 새로운 연구에 따르면 초기단계 배아의 유전적인 프로파일(genetic profile)에서 비정상적인 수의 염색체가 존재하는 것은 인간의 정상적인 발달과정 동안 현재 인식되고 있는 것보다 훨씬 더 흔하고, 잠재적으로 덜 위협적일 수 있다고 함. 이 같은 연구결과는 국제학술지(Genome Research)에 실림.

 

그 발견은 너무 적거나 많은 염색체가 특징인 이수성(aneuploidy) 세포를 가진 배아의 이식 효능에 대한 논란이 맹렬하게 계속되는 체외수정분야 임상현장에 영향을 미칠 수 있음. 최근까지 이러한 배아는 일반적인 체외수정 과정에서 파괴(폐기). 그러나 연구팀은 잠재적으로 건강한 연구대상 배아 10개 중 8개가 그러한 비정상을 가지고 있다는 것을 발견함.

aneuploidy는 염색체수가 기존의 염색체수보다 몇 개 많거나 적은 상태를 말함. 대표적인 예는 21번 염색체가 3개 있는 다운증후군임. 출처 : https://www.scienceall.com/이수성aneuploidy-heteroploidy/

 

정상세포와 이수성세포가 모두 있는 모자이크(mosaic) 프로파일을 가진 배아조차도 때로는 완전히 비정상으로 분류되고, 폐기됨. 그러나 연구팀은 모자이크 이수성이 특징인 배아가 몇 퍼센트인지 또는 발달에 미치는 영향을 알아내기 위해 고군분투함.

 

교신저자(Rajiv McCoy)임상의사들은 이용할 수 있는 다른 배아가 없는 경우 모자이크 이수성이 특징인 배아를 이식하는 문제를 해결하려고 애쓴다면서 최근 몇 년 동안 그러한 배아를 착상시켜 건강하게 출산했다는 보고가 있었는데, 이는 배아가 모자이크를 회복하거나(resilience) 자체적으로 교정(self-correction)할 수 있다는 점을 보여준다고 설명함.

 

이전 연구는 모자이크 염색체 수치를 가진 인간배아가 4%부터 90%까지 이르는 것으로 보고됨. 이러한 넓은 범위는 체외수정에서 가장 일반적인 선별검사로 불리는 착상 전 유전자검사(PGT; preimplantation genetic testing)를 이용한 연구의 앞뒤가 안 맞는(discrepant) 결과임. PGT는 배아 외부의 장차 태반이 될 층(layer)에서 5개의 세포를 뽑아내는 생검(biopsy)으로, 배아가 정상인지 비정상인지, 배아를 착상할 것인지 폐기할 것인지 결정하기 위한 것임.

 

이러한 접근법은 논쟁을 유발함. 생검이 배아가 전체로서 발달할 결과를 예측할 수 있다는 점을 나타낸다고 가정하기 때문임.

 

1저자(Margaret R. Starostik)연구팀이 발견한 것은 낮은 수준의 모자이크가 흔하다는 것이라면서 정상적인 표현형(phenotype)일지도 모른다고 말함.

 

착상 전 유전자검사로 찍은 작은 스냅사진(snapshot)과 다르게, 교신저자의 연구실은 배아 74개의 단일세포 RNA 염기서열(sequencing)로 구성된 훨씬 더 광범위한(포배기 이전부터 배반포 단계까지) 기존 데이터세트를 조사하기 위해 새로운 통계기법을 적용함. 이 과정은 초기발달에 걸친 배아전체(embryo-wide) 이수성 전수조사(census)를 제공함. 생검 기반 연구에서 찾기 힘들다고 증명된 염색체 모자이크현상의 매개변수(parameters)를 정량화함.

 

연구한 결과, 연구대상 배아의 80%(74개 중 59)는 모든 세포유형과 발달단계에 걸쳐 적어도 하나 이상의 이수성 세포를 포함하고 있었음. 55개의 배아(74%)는 유사분열(mitotic) 이수성, 23개의 배아(31%)는 감수분열(meiotic) 이수성을 가지고 있다는 점을 유추함. 게다가 연구결과는 초기 배아의 다른 유형의 세포들 사이에 이수성 비율이 비슷하지만, 이후 발달단계에서 차이가 발생할 수 있다는 점을 부각함.

 

이수성 세포가 면역반응 유전자를 상향 조절(up-regulate)하고, 증식, 대사, 단백질 처리와 관련된 유전자를 하향 조절하여(down-regulate), 다른 단계 및 시스템에 기록된 스트레스 반응에 부합한다는 점을 관찰함.

 

교신저자는 모자이크현상이 흔한지 아닌지에 관한 논쟁에서 모자이크현상의 어떤 특징이 임신 중 좋은 결과나 나쁜 결과와 관련이 있는지 이해하는 방향으로 전환할 수 있기를 바란다고 밝힘. 그의 연구실은 현재 산전검사 데이터를 이용하여 이러한 형태의 이수성과 기전(mechanisms)의 기원(origin)을 구별할 수 있는 방법을 개발하고 있음.

 

기사 및 사진 : https://www.technologynetworks.com/tn/news/abnormal-cells-in-early-stage-embryos-might-not-preclude-ivf-success-337212

저널 : https://genome.cshlp.org/content/early/2020/07/02/gr.262774.120

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