미국 매사추세츠의 우스터공과대학연구소(WPI) 연구팀은 시금치 잎을 살아있는 심장 조직으로 변환할 수 있다는 것을 증명하는데 성공했다. 이번 연구를 통해 시금치 잎의 잎맥을 혈관처럼 사용해 인체조직의 미세하고 복잡한 혈관형성과 세포조직을 재생할 수 있게 될 것으로 전망된다. 그동안 과학자들은 이미 3D 프린팅 기술을 이용해 인공인체조직을 만들었지만, 아직 인체에 필수적인 작고 섬세한 혈관조직 형성은 어려워 별다른 성과를 거두지 못했다. 그러나 이번 연구에서 시금치의 잎맥을 모세혈관처럼 사용해 세포조직에 혈액을 공급할 수 있는 길을 열게 된 것이다.

연구팀은 시금치 잎에서 세포를 제거하면 셀룰로오스로 이루어진 잎맥만 남게 되는데 이 잎맥에 혈액과 유사한 액체와 미세입자들을 주입했다. 이때 잎맥에 인간 심장 세포를 흩뿌리자 잎맥에서 혈액을 공급받은 세포들이 성장하기 시작했다. 이 연구의 목적은 심장마비 또는 심장질환 환자들의 손상된 심장조직에 잎맥을 통해 산소와 혈액을 공급해 건강한 심장근육을 성장 시키는 것이다. 셀룰로오스는 인체에 무해하며 연골조직공학, 뼈 조직공학 및 상처치유와 같은 다양한 재생의학응용분야에 이용돼 왔다.

식물이 체내에 화학성분을 전달하는 방식이 동물과 다르지만 물질을 세포로 전달하는 연결망은 매우 유사하다. 이 연구를 진행한 글렌 고뎃 WPI 의용생체공학 교수는 "농부들이 수천 년 동안 재배해 온 다양한 식물들이 세포조직공학에 새로운 활로를 제공할 것이다"고 말했다. 식물의 탈 세포 기술이 발전하게 되면 식물과 동물의 유사성을 발견해 내는 연구가 활발해질 것이라고 예측했다.

연구의 대표 저자는 구뎃 교수의 대학원생인 조수아 거쉬락이다. 거쉬락은 “나는 시금치 잎의 줄기를 보고 대동맥을 떠올렸고 시금치 잎의 탈세포화를 통해 잎맥을 혈관처럼 이용하는 아이디어를 생각해냈다. 처음엔 연구의 성공을 확신하지 못했지만, 시금치는 연구하기 쉽고 복제가 가능해 도전하게 됐다”고 전했다.

장기 기증을 기다리는 환자 수가 10만 명이 넘었고 기증자를 기다리는 동안 평균 22명이 사망하는 것으로 알려졌다.