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남성 피임법에 대한 새로운 접근법 발견
생쥐의 정자 생산을 효과적이고 가역적으로 억제하는 활성 성분을 발견

남성용 피임약이 나오나요?
남성 피임법에 대한 새로운 접근법 발견

콘돔 대신 알약:
연구원들은 생쥐의 정자 생산을 효과적이고 가역적으로 억제하는 활성 성분을 발견했다. 이를 통해 남성의 의료 피임이 가능해졌다. 이 물질은 고환의 특정 유전자 스위치에 결합하며 호르몬이 아니다. 따라서 성욕과 출산력은 영향을 받지 않는다. 이 스위치는 부작용이 거의 없는 남성을 위한 "알약"을 개발하기 위한 유망한 출발점이 될 것이라고 팀은 말했다. 

▲ 부고환세뇨관의 단면은 치료받지 않은 생쥐의 전형적인 정자 성숙을 보여준다(왼쪽 위). RAR-SMRT 유전자 억제 복합체의 활성을 차단하는 약물로 치료한 후 부고환에는 성숙하는 정자가 없다(오른쪽 상단). 약물을 투여하지 않은 지 60일이 지나면 정자는 부고환 세뇨관(오른쪽 아래)에서 다시 성숙하기 시작하는데, 이는 같은 연령의 대조 마우스(왼쪽 아래)와 유사하다. © Suk-Hyun Hong

오늘날 여성에게는 다양한 피임 방법이 있다. 그러나 알약, 주사, IUD 등 가장 신뢰할 수 있는 방법은 호르몬을 기반으로 하며 때로는 심각한 부작용이 있다. 남성의 경우 가족계획 옵션은 훨씬 더 제한적이다. 주로 사용하기가 다소 어려운 콘돔과 일반적으로 되돌릴 수 없는 정관 수술 중에서 선택할 수 있다. 수많은 개발 접근 방식에도 불구하고 효과가 충분하지 않거나 호르몬 부작용으로 인해 "남성용 알약"은 아직 없다.

초점이 맞춰진 대형 단백질 복합체

캘리포니아 솔크 생물학 연구소의 홍석현이 이끄는 연구 그룹은 이제 다른 비호르몬적 접근법을 테스트했다. 이를 위해 연구원들은 레티노산 수용체(RAR), 레티노이드 및 갑상선 호르몬 수용체(SMRT)의 침묵 매개체, 히스톤 데아세틸라제(HDAC)를 포함하는 특정 단백질 복합체를 조사했다. RAR 수용체는 정자 줄기세포의 성숙에 기여하는 것으로 알려져 있다. 이 기능을 끄면 이미 이전 연구에서 유망한 결과가 나왔다.

홍 팀은 이제 정자 생산 과정에서 이 복합체에서 SMRT 중재자가 어떤 역할을 하는지, 그리고 그것이 똑같이 좋거나 더 나은 표적이 될 수 있는지 정확히 알아내고자 했다. 과학자들은 SMRT 단백질이 RAR 수용체에 더 결합할 수 없는 유전자 변형 수컷 쥐를 대상으로 이를 테스트했다. 이 동물의 부고환에서 정자의 성숙이 관찰되었다.

결함이 있는 복합체는 정자 생산을 차단한다.

실험 결과, 온전한 RAR-SMRT 복합체가 없는 수컷 쥐는 실제로 성숙한 정자를 생산하지 않는 것으로 나타났다. 그러나 홍과 그의 동료들이 보고한 바와 같이, 이것은 그들의 성적 행동을 바꾸지 않았으며 동물의 정자 줄기세포는 영향을 받지 않았다. 이는 일반적인 생식력이나 성욕이 이러한 막힘으로 인해 영향을 받지 않는다는 것을 의미한다.

세포 수준에서 연구진은 일반적으로 정자 관에서 주기적으로만 활성화되는 일부 유전자가 실험용 쥐에서는 만성적으로 활성화된다는 사실을 발견했다. Hong과 그의 동료들은 이것으로부터 순환 메커니즘이 있다고 결론을 내렸다. 수컷 포유류의 줄기세포에서 성숙한 정자가 형성되기 위해서는 특정 유전자가 RAR-SMRT 단백질 복합체에 의해 교대로 활성화되고 억제된다.

"해제"되면 이 복합체는 정자 생산과 관련된 많은 유전자를 억제한다. 그러나 레티노이드산이 유전자 스위치에 결합하면 RAR-SMRT 복합체가 용해되고 표적 유전자가 단백질로 번역될 수 있다. 따라서 레티노이드산과 SMRT-RAR 복합체의 조합은 고환의 정자 성숙과 생산에 핵심적인 역할을 한다.

약물은 가역적 억제를 가능하게 한다.

그런데 이러한 정자 성숙의 억제도 되돌릴 수 있을까? 그리고 이를 수행하는 활성 성분이 있을까? 이는 연구자들이 RAR-SMRT 복합체를 방해하는 변형되지 않은 수컷 생쥐에게 히스톤 데아세틸라제 억제제 계열(MS-275)의 약물을 투여했을 때 명백해졌다. 동물의 정자 생산이 효과적으로 차단되었으며 새끼를 낳지 못했다. 그러나 그들의 성욕은 영향을 받지 않았다. 활성 성분을 중단한 지 60일 후, 동물의 정상적인 정자 생산과 생식 능력이 재개됐다.

흥미로운 점은 경구 복용하는 약물로 이 스위치를 비활성화할 수 있다는 것이다. 이를 통해 견인력을 얻지 못한 이전 접근 방식과 같이 주사기나 젤 대신 정제로 더 쉽게 투여할 수 있다. 또한 활성 성분인 MS-275는 호르몬이 아니므로 신체의 신진대사를 방해하지 않는다. 효과는 일시적이므로 줄기세포를 영구적으로 손상시키지 않고 되돌릴 수 있다.

남성을 위한 주간 피임약이 가능

“결과는 RAR-SMRT 복합체가 남성을 위한 가역적, 비호르몬 피임법의 실행 가능한 표적이 될 수 있음을 시사한다”고 과학자들은 썼다. 즉, 유전자 스위치는 이전 접근법보다 부작용이 적을 가능성이 있는 "남성용 피임약"의 좋은 출발점이 된다.

"인간에서 MS-275의 긴 반감기를 고려하면 평소처럼 매일 피임약을 복용하는 대신 일주일에 한 번 피임약을 복용하는 것도 가능하다"고 연구는 말했다. 그러나 이러한 활성 성분이 시장에 출시되기 위해서는 후속 실험과 임상 연구가 여전히 필요하다.

출처: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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