미토콘드리아 증강술은 저희 서울ivf에서 관심을 가지고 있는 부분입니다.
고령의 여성에게 채취되는 난자를
어떻게 하면 건강한 난자 상태로 유지하고 수정과 발달율을 향상시킬 수 있을까?
채취된 난자가 핵유전자와 세포질로 나뉜다면, (생물학적 아이덴터티를 깨지 않는) 세포질 조작이 가장 이상적일 가능성이 높습니다.
채취된 난자의 세포질내 미토콘드리아를 향상시키기 위해선
난포 생성과 난자 성숙 과정에 관여하는 미토콘드리아 생리 과정을 이해하고 있어야 합니다.
2018년 치아라티의 논문을 보면 몇몇 중요한 난자 미토콘드리아 특징을 알수 있습니다.
우선 특이한 내용 몇개를 요약해 봅니다.
1. 난포 생성 과정에서 중요한 과정은 크게 난포강 (antrum)을 형성하는 과정 그리고 배란 단계로 나뉩니다.
이중에서 antrum을 형성하면서 과립막 세포가 2개로 나뉘게 되는데 바로 mural granulosa cell과 cumulus cell로 나뉩니다.
난소는 해당 시기에 자체적으로 ATP를 생성하거나 대사 과정을 자체적으로 진행할 수 없기 때문에, 난자에 붙어 외곽을 형성하는 cumulus cell 내 미토콘드리아를 통해 ATP, pyruvate 등을 공급받게 됩니다.
두번째 중요 단계는 배란전 성숙 난자 단계에서는 cumulus cell와 안쪽 난자 사이의 network가 깨지면서 난자 스스로 미토콘드리아를 운영하여 수정과 발달 과정을 통과해야 합니다.
2. 성숙 과정에 난자 미토콘드리아는 일반 체세포 미토콘드리아와 다른 형태를 띄고 있게 됩니다.
일반적인 소세지 모양이 아닌 다소 둥근 모양의 미토콘드리아가 난자 내에 발견되는데, 이러한 미토콘드리아가 약 100,000개 정도 존재하는 것으로 알려져 있습니다.
다소 둥근, 미성숙되어 보이는 난자내 미토콘드리아는 생각보다 업무 효율성이 떨어져 있다고 알려져 있는데, 이러한 이유때문에 역으로 난자에 해가 되는 ROS 노출은 줄어든다고 알려져 있습니다.
3. 중요한 핵심인 배란 난자의 미토콘드리아를 향상시킬 수 있는 방법이 있나?
저희 서울 IVF가 갖는 난자 미토콘드리아 증강법에서 제기되는 문제점은 다음과 같습니다.
1. 난자 미토콘드리아는 생식세포 미토콘드리아로 일반적인 체세포 미토콘드리아와 다르다. 즉, 체세포 미토콘드리아로 생식세포를 증강시키기 어려울 수 있다.
2. 난자 외곽에서 미토콘드리아 조작을 하여 난자질을 향상시키려면, 난자와 cumulus cell 사이의 network가 유지되는 배란전 난포 (GV, MI) 단계에서 가능할 것이다. 즉, 성숙 난자를 조작하여 미토콘드리아를 향상시키는 것은 어려울 가능성이 있다.
3. 난자내 세포질안으로 미토콘드리아를 주입하여 미토콘드리아를 향상시키는 것은, 미토콘드리아 수만을 향상시키는 것으로 이러한 방식이 효과적인지 의문인데 이는 난자내 미토콘드리아가 fission 매커니즘을 외부 미토콘드리아를 제거해버릴 가능성이 있기 때문이다.
추가로 확인해야 하는 내용은
1. cumulus cell내에 있는 미토콘드리아가 난자 미토콘드리아와 비슷한 germ cell type mitochondria인가?
2. 다소 기능이 좋지 않는 미토콘드리아를 가지고 있어도 해당 난자의 배란과 수정이 가능하다는 주장이 있는데, 혹시 cumulus cell에서 제공되는 미토콘드리아 에너지가 성숙 난자에 좋은 영향을 주는 것은 아닌가?
여기까지가 저희 서울 IVF가 난자 미토콘드리아와 관련해서 요약한 내용입니다.
ps) 난자내 미토콘드리아는 100,000개 정도이며, 각각의 mitochondria에 DNA가 1~2개 정도 있어 난자 mtDNA는 100,000~200,000개 정도 발견된다고 합니다.
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