생명과 전기 #028

제2부 재생 전류

제7장 포유류를 위한 반가운 뉴스

쥐를 가지고 한 첫 단계 실험

나는 스미스가 사용했던 은–백금 결합을 사용해 시험해 보았는데 그것들은 때때로 이상적인 역분화를 일으키기에는 너무 많은 전류를 흘린다는 것을 알았다. 찰리가 가르치는 대학원생이었던 조 스파다로가 두 금속 사이에 탄소 저항을 두어 여러 가지 크기의 전류를 만들어 내자고 제안했다.

1971년 조와 나는 쥐 서른다섯 마리의 오른쪽 앞다리를 절단했다. 오그메서 좀 떨어진 다리 윗부분을 잘라서 뼈축만 조금 남게 했다. 그 부분은 오래 전에 성장을 그친 부분이었다. 가능한 많은 호르몬 작용을 방지하기 위해 모두 수컷을 썼다. 비교를 위해 어떤 절단 부분에는 아무 장치도 넣지 않거나 한 종류의 금속으로 된 것만 넣거나 은의 끝을 절단 부분 쪽으로 두었다. 실제 목표로 하는 실험은 총 스물두 마리의 쥐를 가지고 했는데, 절단 부분에 음의 성질을 가진 백금 전극을 넣었다. 백금 전극은 골수강으로 밀어 넣었고 은 전극은 어깨 피부 근처에 봉합했다.

우리는 비교적 답을 빨리 얻었다. 3일 후 비교실험 대상 쥐들은 상처가 아물기 시작했고 높은 전류를 흘렸던 경우에는 절단 부분의 약간 뒤까지 조직이 말라 죽었다. 그러나 1나노암페어의 적절한 전류를 흘리게 되어 있던 경우에는 제대로 아물어 갔다. 일주일 만에 거의 전부가 잘 형성된 아체를 갖게 되어 다리 전부가 회복될 수 있을 것 같았다.

쥐는 매우 빨리 치료되었고, 또 우리가 첫 실험에서 하나의 균일한 견본을 원했기 때문에, 우리는 비교실험 쥐 전부와 이 대부분 실험 동물들을 희생시켰다. 한 달 만에 몇 마리밖에 남지 않았다. 우리는 치료되고 있는 다리 전부를 잘라 내어 현미경 관찰을 위해 준비했다.

나는 첫번째 무리들에게서 보았던 것을 영원히 잊지 못할 것이다. 쥐는 골간骨幹이 상완골에서 뻗어 나오면서 재성장했다. 원래의 뼈를 거의 완성시킬 만한 길이가 되면 전형적인 연골판 조직이 형성되었는데, 그 복잡한 해부학적 구조는 완벽하게 정상적이었다. 그 뒤로 보기 좋은 관절마디가 형성되어 뼈의 끝이 되었다. 골간을 따라서는 근육, 혈관, 신경 등이 새로 만들어졌다. 아체로부터 적어도 열 종류의 세포들이 분화되어 나왔고, 우리는 로즈, 폴레자에프, 싱어, 그리고 스미스가 개구리에 대해 성공했던 것처럼 포유류에서 재생이 일어난다는 것을 확인하는 데 성공한 것이다.

다른 동물들 몇몇의 슬라이드는 훨씬 더 흥미진진했다. 완전히 만들어진 팔꿈치 관절 위로, 팔뼈에 앞서 나타나는 것으로 보이는 두 연골층이 형성된 경우도 있었다. 재생된 모든 부분은 전극 쪽으로 구부러지는 경향이 있었고, 어떤 것은 기존 뼈에서 뻗어 나오는 대신에 그 뼈와 나란히 만들어지기도 했다. 어쨌든 그 구조는 매우 정상적이었다.

하나의 예외를 제외하고는, 일주일이 넘은 것들로부터 얻은 슬라이드는 별로 볼 것이 없었다. 시간이 지남에 따라 조직화가 둔화되는 듯했다. 그러나 어쨌건 이 오래된 아체들 중 하나의 뒷부분, 즉 거의 형성되지 않은 허깨비 같은 뼈의 끝에, 다섯 발가락 모양을 한 연골이 보였다. 이것은 손으로 자라기 시작했다.

일반적으로, 전류는 일정한 강도뿐만 아니라 일정한 존속 기간을 가져야 하는 듯했다. 그것은 그때 실험실을 방문하여 쥐가 피아노 연주하는 것을 촬영하기를 원했던 ⟪라이프⟫지의 사진기자만큼이나 우리에게도 실망스러운 것이었다. 그럼에도 불구하고 우리는 성공적인 편이었다. 아체는 항상 전극 주변에 형성되어 재분화를 진행시켰기 때문에, 전류가 비정상적인 성장이 아닌 진정한 의미의 재생을 자극했다는 것을 확신할 수 있었다. 이제 포유류도 유전정보들을 읽어내어 손상된 부분을 회복시킬 수 있는 수단을 갖게 된 것이다. 우리는 이제 더 정확한 전기적 조건을 밝혀 내 적절한 장소와 적절한 시간에 적절한 크기의 전류를 공급하는 장치를 만들기만 하면 되는 것이었다.

우리가 실험 결과들을 공표할 때는 어쩔 수 없이 과학적 전문용어를 구사해야 했는데, 그 속에서도 흥분을 감추기가 어려웠다. 우리는 미세한 직류 전류로 부분적이지만 진정한 재생을 유도했으며 골수세포가 아체의 원천인 듯하다고 기술했다. 나는 이 정도면 충분히 신중한 것이라고 생각했다. 조와 나는 다른 요소들이 아직 더 규명되어야 한다고 토를 달았다. 가장 중요한 것은, 만약에 그렇게 작은 힘이 그렇게 쉽게 성장을 유도할 수 있다면, 그것은 대단히 강력한 도구임에는 틀림이 없으나, 그것을 일률적으로 인간에게 사용하기 이전에 암이나 종양 같은 바람직하지 못한 성장을 일으키지 않도록 완벽하게 파악해야만 한다고 경고한 것이었다.

나는 우리가 과학적 예의범절의 한계를 넘지 않은 채 인간에 있어서의 재생 가능성과 그 유용성을 향한 거대한 연구를 일깨워 외칠 것이라 느끼고 있었다. 그러나 그것은 하나의 속삭임에 불과했다. 그것은 개구리 연못에 던져진 깃털만큼도 방향을 불러 일으키지 못했던 것이다.

브루클린 재향군인국 병원의 치과의사였던 필립 퍼슨과 몇 년 동안 지내던 한 친구가 우리의 연구결과들을 뉴욕 의학아카데미에서 발표해 달라고 요청했다. 그러나 의학아카데미 당국은 두 전문가가 실험실을 방문하여 실제 데이터를 살펴본 후 결정할 것이라고 했다. 그 중 한 사람인 마커스 싱어는 우리가 쥐를 가지고 재생 실험에 성공했다는 것에 완전히 동의했다. 반면에 다른 한 사람은 완전히 부정적이었으나 그는 재생 전문가가 아니었으므로 결국 의학아카데미 당국은 우리의 발표를 허용했다.

의학아카데미 모임에서 논문 발표를 끝냈을 때 싱어는 열렬한 성원을 보내 준 몇 안 되는 사람들 중의 하나였다. 대부분의 청중들이 무반응이었고 발언이나 비평도 거의 없었다. 이 사람들에게는 전기적인 성장 자극은 여전히 불가능한 하나의 생기론이었고, 역분화에 대해 토론할 의향도 없는 듯했다. 싱어와 함께 우리 실험실에 방문했던 사람은 새로 성장된 부분이 작다고 트집잡았다. 필립은 중요한 점은 질이지 양이 아니라고 하면서 그렇게 짧은 시간에 성공한 것이 더욱 중요한 것이라고 반박했다. 신경의 정적인 중요성을 확신하고 있던 싱어는 전류가 역분화를 직접 일으켰다기보다는 신경을 자극한 것이라고 생각했다. 그래도 그는 여전히 우리의 실험이 커다란 진일보라고 생각했다. 그럼에도 불구하고 이 실험에 대해서는 7년이 지나도록 재시도조차 되지 않았다. 그때 가서야 필립 자신이 그 일을 맡아서 나중에 합류한 스티븐 스미스와 함께 좀더 나은 결과를 추가하면서 우리의 발견들을 확인했다.

그러는 동안에, 우리는 다른 사람들이 이미 포유류에서 약간의 재생 현상을 관찰한 바 있다는 보고서를 문서 더미 속에서 찾아냈다. 1934년 유명한 스트레스 연구자였던 한스 셀레는 생후 2일 내지 5일 사이의 쥐가 자기 다리를 부분적으로 스스로 재생시킬 수 있다는 것을 발견했다. 그로부터 5년 후 하버드 대학의 루돌프 누네마허가 셀레의 관찰을 확인했다. 그러나 누네마허는 이러한 성장을 골단판骨端板의 잔여 부분이라고 설명했다. 그는 성장판 세포들은 청년기까지 단순히 정상적인 성장을 지속할지도 모른다고 생각했다. 셀레는 모든 골단판이 완전히 제거되도록 사지를 충분히 절단했음을 결단코 확신하기 때문에 어떤 성장도 재생적인 것일 수 밖에 없다고 답변해 주었다.

이렇게 하여 조와 나는 우리가 쥐의 재생에 있어서 단지 연령 한계를 늘린 것임을 알았다. 과연 2년 후 필립 퍼슨은 비교적 어린 성체 쥐에서도 어느 정도 재성장이 이루어진다는 것을 보여 주었다. 그것은 전지를 제대로 넣지 않았던 우리의 비교실험 대상 쥐 두 마리에서도 관찰되어서 우리를 당혹스럽게 했다. 따라서 정확히 말하자면, 우리의 전극들이 정상적으로는 나이를 먹음에 따라 쇠퇴하는 설치류에서의 재생 과정의 효율을 임시적이지만 상당히 증폭시켰던 것이다. 하여간에 그것은 포유류에 있어서 시도된 최초의 것이었다.

생명과 전기 #029