하이브리드 뇌: 인간 뉴런을 동물에 이식하는 윤리

[이매진]

하이브리드 뇌: 인간 뉴런을 동물에 이식하는 윤리

https://www.nature.com/articles/d41586-022-02073-4

하이브리드 뇌: 인간 뉴런을 동물에 이식하는 윤리

인간의 세포를 동물의 뇌에 이식하면 새로운 윤리적 질문과 함께 발달과 질병에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

• 켄달 파월

• 트위터 
• 페이스북 
• 이메일

쥐의 뇌에 이식된 지 2주 만에 줄기세포(녹색)로 만든 인간 뉴런. 크레딧: Pierre Vanderhaeghen

런던의 한 실험실의 어두운 방에서 한 그룹의 학생과 연구원들이 인간 뇌 세포 덩어리가 새로운 집, 즉 살아있는 쥐의 뇌에 정착하는 것을 지켜보고 있습니다. 현미경 옆에 있는 컴퓨터 모니터에서 인간 세포는 동시 활동의 섬광으로 빛납니다. 시간이 지남에 따라 세포는 몇 센티미터 길이의 새로운 연결을 생성하고 서로 네트워크를 형성합니다. 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)에서 연구실을 운영하는 빈첸조 데 파올라(Vincenzo De Paola)는 그의 학생들이 보기에 매혹적이라고 말합니다. “그들이 하고자 하는 모든 것입니다. 나는 그들을 찢을 수 없다”고 그는 말한다.

그들은 특이한 쇼에 앞줄 좌석이 있습니다. De Paola의 그룹은 인간의 신경 세포를 연구할 수 있는 몇 안 되는 실험실 중 하나이며, 그렇지 않으면 윤리적 및 기술적 이유로 크게 제한되지 않는 발달 중인 뇌에서 작동합니다. "우리는 태아 인간 두뇌에서 전개되는 이러한 과정을 연구할 수 없습니다."라고 그는 말합니다. "대신, 우리는 인간의 피질 뉴런이 성숙하고 살아있는 동물에서 활성 네트워크를 형성하는 것을 보고 싶었습니다."

De Paola의 시스템은 신경 키메라의 특수 유형입니다. 이 연구 분야는 지난 5년 동안 엄청나게 확장되어 인간과 동물의 뇌 조직을 혼합하는 윤리에 대한 논쟁을 촉발했습니다. 지지자들은 그러한 시스템이 살아있는 인간 뉴런을 조작하는 데 필요하며 이미 건강과 질병에 대한 중요한 통찰력을 제공하고 있다고 말합니다. 예를 들어, 과학자들은 신경 키메라를 사용하여 다운 증후군과 알츠하이머 병에서 뉴런이 발달하고 행동하는 방식의 차이를 발견했습니다.

그러나 다른 사람들은 그러한 키메라가 인간과 다른 동물 사이의 경계를 흐리게 하거나 동물의 인간과 같은 인식이나 인지를 되풀이할 가능성이 있기 때문에 윤리적인 회색 지대를 나타낸다고 경고합니다. 일부 연구자들은 이러한 종류의 키메라는 다른 세포나 동물 모델이 적절하지 않은 경우에만 사용해야 한다고 말합니다. "이것이 과학적 질문에 답하기 위한 정말 좋은 모델입니까, 아니면 우리가 그것을 위해 경계를 넓히고 있습니까?" 런던에 있는 Francis Crick Institute의 발달 생물학자인 나오미 모리스(Naomi Moris)가 묻습니다. 윤리학자들은 다른 동물의 뇌에 있는 인간 뉴런의 집합체가 독특한 도덕적 지위에 합당한 것을 구현하는 지점이 어디인지 묻고 있습니다.

다른 유기체 또는 종의 세포로 구성된 개체인 키메라를 사용한 연구가 수십 년 동안 진행되어 왔지만 이러한 신경 키메라는 새로운 윤리적 영역을 개척했습니다. 미국 국립 과학, 공학 및 의학 아카데미의 신경 키메라 연구에 관한 2021년 특별 보고서( go.nature.com/3pii9q5 참조 )는 동물에게 새로운 인지 능력을 부여하거나 고통스러울 수 있는 인간 질병 증상을 부여할 가능성과 같은 문제를 표시했습니다. . 위원회는 줄기세포 및 동물 연구에 대한 현행 규정이 적절하지만 해당 분야를 면밀히 감시해야 한다고 조언했습니다. 위원회는 또한 새롭거나 비정상적인 행동을 식별하기 위해 파일럿 연구를 사용하고 동물을 면밀히 모니터링할 것을 권장했습니다.

규제 기관이 주시해야 할 사항이 많이 있을 것입니다. 연구자들은 몇 개의 분리된 세포를 이식하는 것 이상으로 인간의 뇌 영역을 가진 키메라 동물을 만드는 것을 고려하기 시작했습니다. 인간 뇌 줄기 세포를 원숭이의 뇌에 이식한 연구는 인간 뇌 줄기 세포 이식이 파킨슨병을 치료할 수 있는지 여부를 테스트하는 2018년 임상 시험을 시작하는 데 도움이 되었습니다. 2019년 일본은 인간-동물 키메라 배아를 사용한 연구에 대한 정부 자금 지원 금지를 철회했습니다. 미국과 영국을 포함한 많은 국가에서 인간의 뇌 세포나 조직을 다른 동물의 뇌와 혼합하는 연구는 법적으로 허용되며 추가 검토를 통해 정부의 자금 지원을 받을 수 있습니다. 미국은 인간-동물 키메라 배아 연구에 대한 정부 자금 지원을 금지합니다.

관찰자들은 필드가 빠르게 움직일 것으로 예상합니다. 매사추세츠주 보스턴에 있는 하버드 의과대학 연구윤리과장 현인수는 “우리는 그것이 빠르게 진화할 것이라는 것을 알고 있다”고 말했다.

연구의 주류

생물학의 역사에는 키메라가 많이 있습니다. 1900년대 초부터 발생학자들은 다양한 동물 종의 배아 조각을 잘라내어 붙여넣었습니다. 예를 들어, 닭과 메추라기를 병합하여 발달 신호가 발생한 위치를 알아내기 위해 뉴욕 록펠러 대학의 발달 생물학자인 Ali Brivanlou가 말했습니다. 도시.

연구자들은 또한 수십 년 동안 장기, 세포 또는 유전자와 같은 인간 요소를 다른 동물에 도입해 왔습니다. 종종 그 근거는 생물학적 시스템이 어떻게 작동하는지 더 잘 이해하거나 질병에 대한 치료법을 찾는 것이라고 Brivanlou는 말합니다. 암 연구자들은 일상적으로 인간 종양을 쥐에 이식하고 1980년대 후반부터 과학자들은 인간 면역 체계를 가진 쥐를 만들었습니다 1 .

과학자들은 건강과 질병의 맥락에서 뉴런이 어떻게 행동하는지 연구하기 위해 인간의 오가노이드(밝은 녹색)를 쥐의 뇌에 이식했습니다. 크레딧: Abed Mansour

또 다른 동기는 좀 더 실용적입니다. 이식을 위한 장기 부족을 완화하기 위해 동물에서 인간과 호환되는 장기를 성장시키는 방법을 찾는 것입니다. 지난 몇 달 동안 연구자들은 유전자 변형 돼지 신장 과 돼지 심장을 인간에게 이식 했습니다.

그러나 장기간 생존하는 인간 뉴런의 이식은 지난 10년 동안에만 만들어졌습니다. 2013년, 당시 브뤼셀 대학의 신경과학자인 Pierre Vanderhaeghen과 그의 동료들은 줄기 세포에서 인간 뉴런이 이식될 때 마우스 뇌에서 번성하지만 통제할 수 없이 자라는 지점까지 성장 하는 섬세한 과정 2 을 완성했습니다. .

과학자들은 키메라를 위한 뉴런을 만들기 위해 두 가지 유형의 인간 줄기 세포를 사용합니다. 하나는 원래 배아에서 파생된 배아 줄기 세포(ES 세포)이고, 다른 하나는 태아와 같은 상태. 두 유형 모두 신체의 모든 조직이 될 가능성이 있으며 뉴런으로 성장하도록 지시될 수 있습니다. 현 교수는 “인간 다능성 줄기세포에서 유래한 세포는 과거에 이식된 다른 세포보다 훨씬 더 가소성이 있어 인간 세포의 더 나은 통합을 가져올 수 있다”고 말했다.

실험실에서 자란 두뇌가 의식을 가질 수 있습니까?

2016년에 미국 국립 보건원은 인간 세포를 포함하는 동물 배아를 사용한 연구에 대한 자금 지원 중단을 해제할 것을 제안했습니다. 대체로 반대를 표명하는 대중의 의견이 기관에 쏟아졌습니다. (자금 금지는 여전히 유효합니다.) 그러나 미국의 430명을 대상으로 한 2020년 설문 조사에서 59%가 돼지에서 인간 조직을 생산하도록 설계된 인간-돼지 키메라 배아 연구를 지지하는 것으로 나타났습니다 3 .

인간의 신장이나 간 조직을 가진 돼지는 한 가지입니다. 신경 조직은 그렇게 용납되지 않을 수 있습니다. "사람들이 도덕적 지위와 연관시키는 것은 두뇌입니다."라고 현은 말합니다. 연구자들은 연구 중 어느 것도 동물에서 인간과 같은 인지를 생성하는 데 근접하지 않았다고 말하지만, 이 연관성으로 인해 동물의 뇌가 사회의 안락함을 위해 너무 인간처럼 되는 시점은 무엇입니까?

뇌 세포 혼합

지난 5년 동안 연구자들은 신경 키메라를 만드는 여러 가지 방법을 개발했습니다. 그들은 단일 인간 뉴런 또는 배양된 뇌 조직 덩어리를 이식하는 것부터 두 종의 배아를 결합하여 처음부터 키메라 뇌 조직을 생산하려고 시도하는 것까지 복잡성이 다양합니다.

인간의 신경 세포를 드물게 엿볼 수 있는 가장 최소한의 방법은 한 번에 몇 개의 세포만 이식하는 것입니다. 현재 벨기에의 플랑드르 생명공학 연구소(VIB)-카톨릭 대학(KU Leuven) 뇌 및 질병 연구 센터에 있는 Vanderhaeghen의 그룹은 ES 세포에서 접시. 그들은 살아있는 동물에서 세포가 더 긴 시간 척도에 걸쳐 어떻게 연결될 수 있는지 궁금해했습니다. "우리는 접시에서 훈련된 뉴런이 뇌의 전장에서 어떻게 작용하는지 알고 싶었습니다."라고 Vanderhaeghen은 말합니다.

그의 그룹은 Leuven에 있는 VIB Neuro-Electronics Research Flanders의 Vincent Bonin 팀과 함께 덩어리가 아니라 단일 세포로 통합된 인간 뉴런의 수프를 갓 태어난 쥐의 피질에 이식 했습니다 .

쥐의 뇌에 이식된 지 2개월 후 인간의 뇌 세포와 그 핵. 크레딧: Raquel Real, Manuel Peter, Rick Livesey 및 Vincenzo De Paola

인간 뉴런은 성숙하는 데 6개월에서 12개월 사이의 관례적인 시간이 걸렸는데, 마우스 뉴런은 5주였습니다. Vanderhaeghen은 생쥐 두뇌의 환경에서도 긴 타임라인을 고수했습니다. "이것은 이 연장된 발달 타이밍이 뉴런 자체에 본질적으로 인코딩되어 있음을 시사했습니다."

연구팀은 인간의 뉴런이 정상적으로 발달하고, 마우스의 시각 회로에 통합되어 기능하며, 움직이는 흑백 막대와 같은 시각적 자극에 마우스 세포가 반응하는 것처럼 반응한다는 것을 발견했습니다. 인간의 뉴런이 외부 뇌에 정착하여 정상적으로 작동한다는 것은 놀라운 일이며, 이는 세포 이식이 미래에 손상된 뇌 회로를 복구하는 데 사용될 수 있음을 암시합니다.

Bonin은 "일부 연결성을 기대했지만 응답이 얼마나 구체적인지에 매우 놀랐습니다."라고 말합니다. "이것이 실패할 수 있는 방법은 백만 가지가 있습니다."

연구팀은 또한 건강한 인간 뉴런을 알츠하이머병에 걸릴 유전적 소인이 있는 쥐의 뇌에 이식했다. 연구 5 는 인간의 뉴런이 병든 뇌에서 퇴화하는 반면 마우스의 뉴런은 살아 있다는 것을 보여주었습니다. 이것은 인간의 뉴런이 특히 알츠하이머병에 취약하다는 것을 확인했을 뿐만 아니라 연구자들이 살아있는 병든 뇌에서 인간의 뉴런에 어떤 일이 일어나는지 관찰할 수 있는 방법을 제공했습니다.

싱가포르의 Duke-NUS 의과대학에서 그룹을 운영하고 있는 De Paola는 인간의 뉴런이 서로 연결되는 방식과 이것이 발달 장애에서 어떻게 방해를 받는지 연구합니다. 그의 그룹은 인간 iPS 세포로 만든 피라미드형 뉴런을 성체 마우스 6 의 체성감각 피질에 이식했습니다 .

Vanderhaeghen의 이식과 대조적으로, 이 이식은 마우스 뇌에서 인간 조직의 조밀한 미세 이식편으로 성장하여 5개월 후 실험이 끝날 때까지 생존했습니다. De Paola는 "우리는 엄청난 성장에 놀랐습니다. 그것은 거대한 네트워크였습니다."라고 말합니다. "글쎄요, '대량'은 상대적입니다. 그것은 큰 렌즈콩만한 크기였습니다."

어셈블로이드의 부상

이식된 세포는 대부분 자체적으로 유지되었습니다. 연결의 90% 이상이 사람과 사람 사이였습니다. 그러나 그들은 마우스 피질의 다른 부분으로 돌출부를 보냈고 마우스 뇌에서 몇 개의 돌출부, 혈관 및 면역 세포를 받았습니다. 그는 말한다. 이러한 지원 덕분에 조직 덩어리가 5개월 동안 계속 발달할 수 있었고, 발달 중인 인간 태아 뇌에서 일반적으로 예상되는 행동, 즉 뉴런 가지와 연결을 가지치기하고 조정된 파동으로 발화하기 시작했습니다.

De Paola의 팀은 다운 증후군 6 환자의 세포로 만든 뉴런을 사용하여 동일한 이식 실험을 했습니다. 그들은 이 뉴런이 덜 동적인 네트워크를 형성하고 신경 활동이 더 낮다는 것을 발견했습니다. 그러나 두 기능 사이에 어떤 관계가 존재하는지 여부는 불분명합니다. 팀은 다음에 그것을 탐구하고 있습니다. “우리는 이 모델에서 그 실험을 할 수 있습니다. 분명히, 우리는 인간의 성인이나 태아의 뇌에서는 그것을 할 수 없습니다.”라고 De Paola는 말합니다.

이 그룹의 이식이 어떻게 해서든 마우스의 시각 또는 감각 지각을 보다 인간적인 버전으로 바꿀 수 있을까요? 두 팀 모두 이식된 쥐의 인지나 행동을 테스트하지 않았지만 모두 쥐가 일반적으로 이식되지 않은 동료처럼 행동했다고 보고합니다. De Paola와 Vanderhaeghen은 제한된 수의 인간 뉴런과 연결이 쥐의 시각을 바꿀 수 있다는 데 회의적입니다. "나는 수천 개의 인간 세포를 자극해도 인간의 행동이나 인식을 유도할 것이라고 생각하지 않습니다."라고 Vanderhaeghen은 말합니다. 그러나 그와 De Paola는 현장에서 일하는 사람들이 어느 시점에서 변경될 수 있는지 결정하려고 노력해야 한다고 생각합니다.

수명이 긴 오르가노이드

실험실에서 인간 뇌 조직 연구의 주요 발전은 뇌 줄기 세포가 3D 배양에서 성장할 때 형성되는 자가 조직 구조인 뇌 오르가노이드의 등장이었습니다.

뇌 오르가노이드는 2013년 Madeline Lancaster와 Jürgen Knoblich 7 이 처음 만든 이후 점점 더 복잡해졌습니다 . 일부 연구자들은 여러 오르가노이드를 '조립체'로 함께 꿰매기까지 했습니다.

오가노이드는 인간의 뇌에 대해 많은 질문을 할 수 있을 만큼 충분히 복잡하지만, 심지어 집합체조차도 여전히 실제의 복잡성과는 거리가 멀다고 캘리포니아 스탠포드 대학의 신경과학자 세르지오 파스카(Sergiu Pasca)는 말합니다. 감각 입력, 혈관, 면역 및 지원 세포가 부족하고 피드백을 받지 않기 때문이라고 그는 말합니다. 또한 구조가 3-4mm 크기를 넘어 성장하면 세포 배양액의 영양분 부족으로 중간에 있는 세포가 죽습니다. 몇 개월 이상 성장을 지원하는 것은 어려울 수 있습니다.

이러한 한계를 극복하기 위해 신경과학자들은 동물의 뇌에 오르가노이드를 이식하기 시작하여 인간 뇌 회로의 복잡성과 질병이 어떻게 잘못되는지를 보다 밀접하게 모델링했습니다.

인간 뉴런으로 만든 것과 같은 오가노이드는 뉴런이 어떻게 연결되고 의사소통하는지 연구하기 위해 동물의 뇌에 이식되었습니다. 크레딧: Ilaria Chiaradia

La Jolla에 있는 Salk Institute for Biological Studies의 신경과학자 Rusty Gage의 그룹은 인간의 오르가노이드를 쥐의 뇌에 이식하고 최대 11개월 동안 살아있게 하는 데 성공했습니다. 이는 거의 쥐의 전체 수명 8 입니다. 이 시스템을 사용하여 인간의 뉴런이 배아와 유사한 상태에서 유아의 뉴런과 유사한 더 복잡한 상태로 성숙하여 결국 성인 뉴런의 특성을 나타낸다는 미공개 결과가 있습니다. 인간의 뇌 조직은 쥐의 뇌에 통합되어 혈관을 성장시키고 성숙하고 자극에 반응하며 드물지만 작동하는 쥐 뉴런과의 연결을 형성했습니다.

Gage와 함께 박사후 연구원으로 오르가노이드 이식을 확립한 Abed Mansour는 이 시스템이 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 장애에서 뉴런에 어떤 일이 일어나는지를 연구하는 데 이점이 있다고 말했습니다. 오르가노이드 이식의 인간 뉴런은 숙주 뇌로 긴 투영을 보냅니다. "이것은 건강한 인간 뉴런과 질병에 걸린 뉴런 사이에서 이 과정이 어떻게 다른지 묻는 훌륭한 시스템이 될 수 있습니다."라고 현재 예루살렘 히브리 대학교 의학 연구 연구소에서 자신의 그룹을 이끌고 있는 만수르는 말합니다.

Gage의 그룹은 이제 알츠하이머병 환자의 세포로 만든 뇌 오가노이드를 건강한 쥐의 뇌에 이식하고 반대로 건강한 인간의 오가노이드를 알츠하이머 증상을 모방한 쥐의 뇌에 이식할 계획입니다. 목표는 뉴런 자체 또는 성상세포와 같은 다른 뇌 세포가 질병에서 볼 수 있는 염증에 기여하는 세포 유형을 구분하는 것입니다.

실험실에서 배양한 인간 배아의 다음 단계는 무엇입니까?

Gage는 “처음으로 우리는 질병 상황에서 살아있는 인간의 뇌 조직을 모니터링할 수 있습니다. 그는 언젠가 이 연구가 질병에 걸리거나 손상된 뇌 조직을 대체하는 개인화된 오르가노이드 이식으로 이어질 수 있다고 말합니다.

현재 영국 케임브리지에 있는 MRC 분자 생물학 연구소의 발달 생물학자인 Lancaster는 오가노이드 이식이 그 자리를 차지하고 있지만 연구자들이 수행하는 동물 실험을 면밀히 조사하고 그것이 정당한지 확인하도록 촉구합니다. "우리는 연구자로서 조심해야 합니다. 이것은 많은 논문이 발표되는 뜨거운 분야입니다."라고 그녀는 말합니다.

오르가노이드의 윤리적 상태는 접시에 있을 때 본질적으로 멋진 3D 세포 배양으로 간주됩니다. Lancaster, Gage 및 다른 사람들은 그들이 인간의 지각, 감각 또는 인지 능력이 있다고 생각하지 않습니다. 그리고 Gage는 이식된 오르가노이드가 의미 있는 '인간다움'도 부여할 만큼 충분히 잘 통합되지 않는다고 말합니다.

키메라 배아

살아있는 유기체에서 인간의 두뇌 발달을 연구하는 또 다른 방법은 다른 동물의 발달 중인 배아의 초기 단계에 인간의 성분이나 구성 요소를 추가하는 것입니다. 여러 그룹이 언젠가는 이식용 장기를 만들기 위해 장기 발달을 연구하기 위해 인간-동물 키메라 배아를 만들려고 했습니다.

한 가지 접근법은 수정 후 며칠 이내에 동물 배아에 인간 줄기 세포를 추가하는 것입니다. 과학자들은 설치류, 가축 및 논쟁의 여지가 있는 2021년 연구에서 인간과 훨씬 더 가까운 원숭이 9 를 대상으로 이를 시도했습니다. 그러나 이러한 키메라 배아는 매우 초기 단계를 넘어 발달하지 않거나 인간 세포가 빠르게 사멸합니다. 과학자들은 배아 세포가 발달해야 하는 만큼 서로 다른 동물의 세포가 공존하고 의사소통하기에는 너무 뚜렷하다고 생각합니다.

이식 가능한 장기를 생성하는 또 다른 방법이 있습니다. 그리고 언젠가는 질병을 연구하고 치료하는 데 사용할 수 있는 뇌 조직이 생길 수 있습니다. 배반포 보완이라고 하는 방법에서 과학자들은 배반포라고 하는 약간 후기 단계의 배아를 사용하고 췌장과 같은 특정 기관을 생성하지 못하도록 하는 돌연변이를 도입합니다. 그런 다음 그들은 다른 동물로부터 그 기관을 생산할 수 있는 줄기 세포를 가져와 배반포에 주입합니다.

최초의 원숭이-인간 배아, 잡종 동물에 대한 논쟁 재점화

스탠포드 대학과 도쿄 의과 치과 대학으로 나뉘어져 있는 줄기 세포 생물학자인 Hiromitsu Nakauchi의 연구 그룹은 배반포 보완을 사용하여 쥐 10 에서 마우스 췌장을 성장시켰습니다 . “어떤 의미에서 우리는 배아가 장기를 생성하는 방법을 알아야 하기 때문에 생물 반응기로 배아를 사용하고 있습니다.”라고 Nakauchi는 말합니다.

동물의 배반포가 인간의 췌장, 신장 또는 뇌 영역에서 정상적으로 발달할 수 있는지 여부는 열린 질문입니다. 인간 세포가 처음부터 배아에 혼합되면 유기체는 종종 정상적으로 발달하지 못하지만 한 기관이나 조직 유형에 대한 특정 틈새를 만들면 인간 세포가 유기체의 발달에 더 쉽게 기여할 수 있다고 Bjoern Schwer는 말합니다. 샌프란시스코 캘리포니아 대학의 분자생물학자. 배반포 보완은 아직 인간 신경 줄기 세포로 시도되지 않았지만 Schwer 그룹과 다른 사람들은 이를 위한 예비 실험을 고려하고 있습니다. 그의 첫 번째 질문은 인간이 아닌 영장류의 뇌 조각이 설치류에서 자랄 수 있는지 여부입니다.

Schwer의 그룹은 이미 마우스-마우스 키메라 뇌를 만들기 위해 배반포 보완을 사용했습니다. Harvard Medical School의 Frederick Alt 그룹과의 2018년 공동 작업에서 연구원들은 이 기술을 사용하여 다른 계통의 배아에 있는 한 마우스 계통에서 전체 전뇌 영역을 성장시켰 습니다 .

Schwer는 “그것은 우리가 다른 뇌 영역을 제거하고 교체하기 위해 다양한 방식으로 사용할 수 있는 꽤 모듈화된 시스템입니다. 예를 들어, 마우스 뇌의 일부를 인간 뇌 세포 대신에 해당하는 비인간 영장류 뇌 영역으로 대체하면 연구자들이 원숭이 뇌 영역과 매우 유사한 생체 내 발달을 연구하는 더 쉽고 윤리적으로 입맛에 맞는 방법을 제공할 수 있습니다. 인간 상대. Schwer는 그의 대학에서 원숭이와 마모셋 ES 세포를 사용하여 쥐의 뇌에서 영장류 전뇌의 작은 조각을 생산하는 데 승인을 얻었습니다.

그는 또한 발달 중인 쥐의 뇌에서 인간 뇌 조직의 조각을 성장시키기 위해 배반포 보완을 사용하는 데 윤리적으로나 기술적으로 무엇이 필요한지 고려하고 있습니다. 이러한 실험은 예를 들어 특정 돌연변이가 인간의 뇌종양 성장을 어떻게 유도하는지 테스트하고 아마도 이를 차단하는 방법을 찾을 수 있습니다.

Schwer는 "아직 가보지는 않았지만 그것이 일종의 희망입니다."라고 말합니다. 다른 신경 키메라 연구원들과 마찬가지로 그는 쥐의 두뇌에 있는 작은 인간 두뇌 조각이 인간과 같은 인지로 이어질 것이라고 생각하지 않습니다.

인지의 선을 넘다

그러나 윤리학자와 대중이 우려하는 것은 바로 그 가능성입니다. 워싱턴 DC에 기반을 둔 생명윤리학자이자 위스콘신-매디슨 대학의 명예 교수인 Alta Charo는 "신경 조합은 우리를 본질적으로 인간으로 만드는 것, 즉 우리의 마음, 기억, 자아 감각에 영향을 미칩니다. 그녀는 대중이 동물의 몸에 갇힌 인간의 정신이나 반인간적인 두뇌를 가진 생물에 대한 생각이 혼란스럽다고 말합니다.

그녀와 다른 윤리학자들은 이 연구가 수행되는 이유에 대한 대중의 이해에 큰 차이가 있다고 생각합니다. 그녀는 신경 키메라 연구자들이 자신의 연구를 대중과 더 자주 공유해야 한다고 말합니다 . 연구가 진행됨에 따라 연구자들은 접시에서 인지에 접근하기 시작하거나 쥐에서 인간의 특성을 불러일으키기 시작할 수 있는 인간 뇌 조직의 비율과 그것이 동물에게 정서적 고통이나 고통을 추가할 수 있는 때를 고려해야 한다고 Charo는 지적합니다.

줄기 세포(보라색)로 만든 인간 뇌 세포는 마우스 뇌(파란색)의 한 부분에서 자랍니다. 크레딧: Raquel Real, Manuel Peter, Rick Livesey 및 Vincenzo De Paola

또 다른 우려는 동물 배아에 삽입된 인간 배아 세포의 예측할 수 없는 행동과 통제 불능 상태로 성장할 수 있는지 여부입니다. "어려운 것은 배아를 차지하는 비율이 어느 정도인지에 대한 불확실성입니다."라고 Moris는 말합니다. "우리는 배아가 '그 일을 할' 것이라고 믿지만 우리가 기대하는 것이 아닐 수도 있습니다."

물론 신경 키메라 연구는 인간 기증자의 자료를 필요로 하고 동의에 대한 질문을 제기하며, 인간의 세포가 뉴런으로 재프로그래밍되어 접시, 마우스 또는 배아에서 새 생명을 얻을 수 있음을 사람들에게 적절하게 알리는 방법에 대한 질문을 제기합니다.

Schwer는 iPS 세포 연구를 위해 세포를 제공하는 사람은 누구라도 자신의 세포가 신경 조직을 만드는 데 사용되기 전에 상담해야 한다고 생각합니다. "내가 알고 싶어, 그렇지?"

그의 입장에서 Brivanlou는 작업의 미래 이점이 방정식을 바꿀 수 있다고 낙관합니다. “당신이 이것으로 질병을 치료하는 순간 – 헌팅턴 병에 걸린 아이를 치료하거나 할머니의 알츠하이머 병을 고치십시오 – 모두가 동의합니다. 그러나 거기까지 가는 여정은 험난했고 그것이 바로 지금 우리가 있는 곳입니다.”

네이처 608 , 22-25 (2022)

도이: https://doi.org/10.1038/d41586-022-02073-4