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과학자들이 배아가 자궁에 착상하는 과정을 과학자들이 처음으로 촬영했다. 예상과 달리 인간 배아는 자궁 내막으로 깊숙이 들어가는 것으로 밝혀졌다. 이번 영상은 지금까지 베일에 싸여 있던 임신 첫 단계를 보여줘 앞으로 불임(不姙) 치료에 도움을 줄 것으로 기대된다.
스페인 카탈루냐 생 2월금리인상 물공학연구소(IBEC)의 사무엘 오호스네그로스(Samuel Ojosnegros) 박사 연구진은 “3D(입체)로 구현한 인공 자궁 환경에서 인간 배아의 착상 과정을 처음으로 실시간 촬영했다”고 지난 16일 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 밝혔다.
착상이란 배란 후 약 6~12일 후에 수정된 난자(배아)가 자궁 내막에 부착되는 과정으로, 채무불이행위험 이 단계를 통과해야 임신이 됐다고 할 수 있다. 실제로 배아의 자궁 착상 실패는 유산의 60%를 차지한다. 연구진은 이번 연구 결과는 배아의 자궁 착상 과정의 원리를 이해하는 데 이바지해 불임 개선과 보조 생식 기술 최적화에 큰 도움을 줄 수 있다고 밝혔다.



인간 배아가 연체채권 수축하는 모습./카탈류나 생명공학연구소(IBEC)


◇내막 녹이고 찢으며 들어가는 배아
카탈루냐 생물공학연구소 과학자들은 배아가 착상할 수 있는 3D 인공 자궁을 개발했다. 피부나 근육을 구성하는 단백질인 콜라겐과 자궁 조직이 포함된 겔(gel)로 만들었다. 겔은 액체에 분산돼 있던 신혼부부 디딤돌대출 입자가 그물 구조를 이루며 굳어진 것을 의미한다. 젤리나 묵을 생각하면 된다. 고체인 부분을 제외한 공간이 물이면 하이드로겔, 공기면 에어로겔이다.
연구진은 인간과 쥐의 배아를 각각 인공 자궁에 주입하고 착상 과정을 형광 현미경으로 관찰했다. 16~24시간 동안 20분 간격으로 현미경 사진을 짝은 후 이들을 이어붙여 동영상으로 만들었다. opic테스트
실험 결과, 쥐 배아는 자궁 내막 표면에 달라붙었다. 쥐 배아가 자궁과 접촉하면 표면에 부착하기 위해 힘을 가한다. 그러면 자궁이 배아 주변에서 접혀 감싼다. 반면 인간 배아는 내막을 완전히 관통한 후 내부에서 외부로 성장하는 것으로 나타났다.
연구진은 착상 과정에서 인간 배아가 주변 내막을 분해하는 효소를 분비한다는 것을 의미한다고 설명했다. 하지만 배아가 자궁을 관통하려면 힘도 필요하다. 자궁 내막의 섬유질 조직은 피부와 근육, 뼈, 힘줄, 연골을 이루는 단단한 콜라겐 단백질로 가득 차 있다.



인간 배아가 인공 자궁 내막 조직에 힘을 가해 조직을 분리하는 모습./카탈루냐 생명공학연구소(IBEC)


논문 교신 저자인 오호스네그로스 박사는 “인간 배아가 자궁에 파고드는 과정에서 상당한 힘을 발휘한다는 것을 관찰했다”며 “많은 여성이 착상 시 복통과 가벼운 출혈을 경험한다는 것은 알려졌지만, 이 과정 자체는 이전에 관찰된 적이 없다”고 말했다.
자궁 내막으로 들어간 배아는 비로소 어머니와 한 몸이 된다. 오호스네그로스 박사는 “배아는 콜라겐 섬유질 내막의 길을 열고, 영양분을 공급받기 위해 어머니의 혈관과 연결된 조직을 형성하기 시작한다”고 했다.
연구진은 착상 과정을 눈으로 확인한 만큼 앞으로 불임 치료에 큰 도움이 될 것이라고 기대했다. 이를테면 인공 수정 후 착상에 적합한 배아를 선별하는 기준을 새로 만들어 임신율을 높일 수 있다.
이번 연구에서 바르셀로나 데세우스대학병원(Dexeus University Hospital)은 인간 배아를 제공했다. 바르셀로나 줄기세포은행(IDIBELL)과 바르셀로나대, 마드리드의 생물의학연구네트워크센터(CIBER), 이스라엘 텔아비브대도 참여했다.
참고 자료
Science Advances(2025), DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-025-02627-2
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