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인간의 재생

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목차

1. 개요

인간의 재생은 손상된 조직을 회복하는 현상으로, 흉터 없이 재생되는 간, 손가락, 자궁내막 등과 같은 기관이 존재한다. 20세기 후반부터 물질, 기구, 약물, 3D 프린팅 등 다양한 기술을 이용한 조직 재생 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 2016년까지 기구, 물질, 약물에 의한 재생은 체내에서, 3D 프린팅에 의한 재생은 체외에서 주로 사용되었다. 2016년까지 도구를 이용한 재생, 재료를 이용한 재생, 약물을 이용한 재생은 생체 내에서, 3D 프린팅을 이용한 재생은 생체 외에서 장기 이식을 위해 사용되었다. 현재 방광, 지방, 심장, 폐, 음경, 척수 신경, 흉선, 질 등 여러 조직과 기관의 재생이 성공하거나 부분적으로 유도되었다.

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분야발달 생물학
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인간의 재생
복구의 예피부
간
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추가 정보
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2. 인간 조직 재생의 역사

인간의 조직 재생은 고대부터 알려져 온 현상이다. 손상되지 않은 조직은 시간이 지남에 따라 자연적으로 새로운 세포로 대체된다. 예를 들어, 우리 몸은 10년 이내에 뼈 전체를 재생하고, 손상되지 않은 피부 조직은 2주 이내에 재생된다.[71] 그러나 손상된 조직은 흉터를 남기며 재생 반응보다 더 오랜 시간이 걸리는 경우가 많다.[76]

scaffold을 이용한 인간 귀 재생


2mm 미만의 얇은 상처는 흉터 없이 재생되지만,[77] 2008년에는 3mm가 넘는 두꺼운 상처는 완전한 조직 재생을 위해 물질을 넣어줘야 한다는 사실이 밝혀졌다.[78][79] 이처럼, 단순히 흉터가 생기는 것이 아니라 재생되는 인간의 장기나 조직도 있는데, 간, 손가락 끝, 자궁내막 등이 이에 해당한다.

최근에는 줄기 세포 연구와 인체 조직을 대체하는 기술의 발전으로, 이전에는 불가능하다고 여겨졌던 조직과 장기의 재생이 가능해졌다. 재생 의학은 이러한 연구와 기술을 통해 부상당한 인간의 장기와 조직을 재생하는 것을 목표로 한다. 재생 의학의 주요 전략에는 손상 부위 세포의 탈분화, 줄기 세포 이식, 실험실에서 배양한 조직 및 장기 이식, 생체 인공 조직 이식이 포함된다.

2. 1. 재생 기술의 역사

2016년까지 기구, 물질, 약물, 3D 프린팅을 이용한 4가지 주요 재생 기술이 개발되어 조직 재생을 유도하는데 사용되었다.[70][72][71][73][75][74] 2016년까지 기구, 물질, 약물에 의한 재생은 일반적으로 체내(생체 내부 조직)에서 사용되었고, 3D 프린팅에 의한 재생은 체외(실험실 내부)에서 이식을 위한 조직을 만들고 준비하는데 사용되었다.[72]

인간은 손상되지 않은 조직의 경우 시간이 지남에 따라 자연적으로 재생된다. 예를 들어, 신체는 10년 안에 완전한 뼈를 재생하고, 손상되지 않은 피부 조직은 2주 안에 재생된다.[11] 그러나 손상된 조직의 경우, 신체는 일반적으로 흉터 조직을 형성하는 반응을 보인다.[1] 2mm 미만의 전층 상처는 흉터 없이 재생되지만,[2] 2008년에는 3mm 이상의 전층 상처는 완전한 조직 재생을 위해 재료를 삽입해야 한다는 사실이 밝혀졌다.[3][4]

3도 화상은 흉터로 인해 느리게 치유되지만, 2016년에는 전층 분획 광열융해 구멍은 흉터 없이 치유된다는 사실이 알려졌다.[5] 조직 코어를 통해 분획 패턴으로 면적의 최대 40%에 해당하는 전층 피부를 흉터 없이 제거할 수 있다.[5] 간, 손가락 끝, 자궁내막 등 일부 인간의 장기와 조직은 부상에도 불구하고 재생된다.

  • 기구에 의한 재생: 2mm 이하의 작은 상처는 흉터 없이 치유될 수 있다.[77]
  • 물질에 의한 재생: 생체 적합성 물질은 손상된 조직의 재생을 돕는 지지체 역할을 할 수 있다.
  • 3D 프린팅에 의한 재생: 3D 프린팅 기술은 복잡한 구조의 장기 및 조직 재생에 활용될 수 있다.[72]
  • 약물에 의한 재생: 약물은 조직 재생을 유도하는 데 사용될 수 있다.[73][75][74]

2. 1. 1. 기구에 의한 재생

칼이나 수술용 메스에 베이면 일반적으로 상처가 나지만 바늘로 찌르는 것은 상처가 나지 않는다.[70][80] 1976년, 당뇨병이 없는 사람의 3 cm 흉터가 인슐린 주사에 의해 재생되었고, 연구원들은 이전 연구를 강조하면서 인슐린이 조직을 재생시키고 있다고 주장했다.[73][74] 주사기는 하루에 세 번, 82일간 사분면에 주사되었다. 82일 후, 여러 번 연속적으로 주사를 맞은 후 흉터가 사라졌고, 사람의 눈으로는 확인할 수 있는 흉터가 없다는 것이 확인되었다. 7개월 후에 그 부분을 다시 확인하였을 때, 흉터가 없는 것을 다시 한번 확인할 수 있었다.[73]

1997년 2mm 이하의 기구로 인해 만들어진 상처는 흉터 없이 치유될 수 있지만[77] 2mm 이상의 큰 상처는 흉터로 치유된다는 사실이 입증됐다.[77]

2013년 돼지의 조직에서 직경 0.5mm 미만인 조직의 전체 두께 미세 컬럼이 제거될 수 있고 대체 조직은 흉터가 아닌 재생 조직이라는 것이 입증됐다. 정사각형 면적의 40% 이상이 제거된 상태에서 부분 패턴으로 조직을 제거하였다. 정사각형 면적 안의 전체 두께 구멍은 모두 흉터 없이 치유되었다.[81] 2016년에는 이 부분 패턴 기법이 인체 조직에서도 증명되었다.

2. 1. 2. 물질에 의한 재생

생체 적합성 물질은 손상된 조직의 재생을 돕는 지지체 역할을 할 수 있다. 1996년에 찢어진 요도 재생에 물질을 이용한 기술이 처음 사용되었다.[71][72] 2012년에는 물질을 이용하여 체내 요도 전체를 복원하는 데 성공하였다.[72]

대식세포 분극화는 피부 재생을 위한 전략으로 활용될 수 있다.[82] 대식세포는 M1(염증 유발) 타입에서 M2(재생 유도) 타입까지 다양한 표현형을 보인다.[82] 하이드로겔 물질은 체외에서 M2 재생 표현형으로 대식세포의 분극화를 유도한다. 2017년 하이드로겔은 돼지의 흉터를 부분적으로 절제한 후와 전체 두께를 절개한 후의 모낭, 피부를 완전히 재생시켰다.[82]

2. 1. 3. 3D 프린팅에 의한 재생

3D 프린팅 기술은 복잡한 구조의 장기 및 조직 재생에 활용될 수 있다.[72] 1999년, 3D 프린팅을 이용해 처음으로 방광을 재생하는 데 성공하였다. 2019년에는 인간 줄기 세포를 이용하여 3D 프린팅된 심장이 개발되었다.[84] 연구자들은 언젠가 인간의 심장과 같은 크기로 확장할 수 있기를 기대하고 있다.[84]

재생 복잡성에 따라 4가지 레벨로 분류할 수 있다.

레벨 1레벨 2레벨 3레벨 4
피부혈관방광심장
근육간
손톱콩팥
음경


  • 레벨 1은 피부와 같은 평평한 조직으로 재현하기 가장 간단하다.[72]
  • 레벨 2는 혈관과 같은 관 모양의 구조이다.[72]
  • 레벨 3은 속이 빈 관 모양이 아닌 구조이다.[72]
  • 레벨 4는 혈관 분포 때문에 재생하기가 가장 복잡한 고형 장기이다.[72]

2. 1. 4. 약물을 통한 재생

2016년까지 조직 재생을 유도하는 데 사용된 네 가지 주요 기술 중 하나는 약물을 이용한 재생이었다.[73][75][74] 2016년까지 약물에 의한 재생은 일반적으로 체내(생체 내부 조직)에서 사용되었다.[72]

지방위축증은 조직에서 지방이 국소적으로 손실되는 것이다. 일반적인 인슐린 주사 치료법을 사용하는 당뇨병 환자에게서 흔히 볼 수 있다.[73] 1949년, 정제된 형태의 인슐린은 지방위축증을 일으키는 대신에 당뇨병 환자에게 주입했을 때 국부적인 지방 손실을 재생하는 것으로 나타났다.[73] 1976년에는 3 x 3 cm 지방조직 위축성 팔 흉터에 정제된 단성분 수용성 인슐린을 처리하여 재생 반응이 당뇨가 없는 사람과 같음을 확인하였다.[73][74] 주사기로 상처의 피부 밑에 사분면에 균등하게 인슐린을 주입했다.[73] 4단위의 인슐린을 상처 기저부에 균일하게 층을 이루기 위해 상처의 사분면마다 1단위의 인슐린을 하루에 3번씩 82일간 주입했다.[73] 82일 연속 주사를 맞은 후, 그 상처는 정상 조직으로 재생되었다.[73][74]

2016년에 연구자들은 약물의 사용을 통해 피부세포를 다른 조직으로 변형시킬 수 있었다.[75] 이 기술은 화학 혼합물을 사용하였으며 유전적 리프로그래밍 없이 부분 재생에 효율적이었다.[75] 언젠가 이 약을 조직 손상 부분을 재생하는 데 사용할 수 있기를 기대했다.[75]

3. 자연적으로 재생되는 상처와 기관들

인간의 경우, 상처가 없는 조직도 시간이 지남에 따라 자연적으로 재생된다. 기본적으로 이러한 조직들은 소모된 세포를 대체할 수 있는 새로운 세포를 가지고 있다. 예를 들어, 몸은 10년 이내에 전골(skeleton)을 재생하고, 상처가 없는 피부 조직은 2주 이내에 재생된다.[71] 손상된 조직의 경우, 신체는 보통 다른 반응을 보인다. 이러한 긴급한 반응은 재생 반응보다 더 긴 기간에 걸쳐 어느 정도의 흉터 조직을 만드는 것을 포함하며, 이는 관찰과 임상적[76] 결과를 통해 입증되었다.

2mm 미만 두께의 상처에서는 일반적으로 흉터 전에 재생이 발생한다.[77] 그러나 2008년에 3mm가 넘는 두께의 상처에서 완전한 조직 재생을 유도하기 위해서는 상처에 물질을 넣어줘야 한다는 사실이 밝혀졌다.[78][79]

단순히 흉터가 생기는 것이 아니라 재생되는 인간의 장기나 조직으로는 간, 손끝, 자궁내막 등이 있다. 줄기 세포의 역학뿐만 아니라 인체의 조직을 수동적으로 대체하는 것에 관한 더 많은 정보가 현재 알려져 있다. 연구의 발전은 이전에 가능하다고 생각했던 것보다 더 많은 조직과 장기의 재생을 유도할 수 있게 했다.

3. 1. 심장

심근세포 괴사는 죽은 세포에서 손상된 심근을 제거하는 염증 반응을 활성화시켜 회복을 촉진하지만, 부상을 확장시킬 수도 있다. 연구에 따르면 그 과정에 관련된 세포는 중요한 역할을 한다. 단핵 백혈구에서 유래된 대식세포는 심장 재생을 억제하면서 염증을 유발하는 경향이 있는 반면, 조직에 존재하는 대식세포는 조직 구조와 기능을 회복하는 데 도움이 될 수 있다.[85][22]

3. 2. 자궁내막

자궁내막은 월경 주기를 통해 분해된 후 신속하게 재상피화되고 재생된다.[86][23] 상처가 없는 연조직과 같이 형태가 중단되지 않는 조직은 일관되게 완전히 재생되지만, 자궁내막은 형태가 파괴되고 중단된 후에도 일관되게 완전히 재생되는 유일한 인체 조직이다.[86][23] 자궁의 내벽은 흉터 없이 빠르게 주기적으로 탈락하고 재생되는 유일한 성인 조직으로, 매달 약 7일 이내에 탈락하고 회복된다.[24] 다른 모든 성인 조직은 빠르게 탈락하거나 손상되면 흉터가 생길 수 있다.

3. 3. 손가락

1932년 5월, L.H. McKim은 캐나다 의학 협회 저널에 절단된 성인 손가락 재생에 대한 보고서를 발표했다. 몬트리올 종합병원의 한 외과 수련의는 감염 확산을 막기 위해 손가락 말단 뼈마디를 절단하는 수술을 받았다. 수술 후 한 달도 안 돼 엑스레이 분석 결과 뼈가 재생되었고, 육안 관찰 결과 손톱과 피부도 재생된 것으로 나타났다.[87] 이것은 성인 손가락 재생의 가장 초기에 기록된 사례 중 하나이다.[88]

1970년대의 연구에 따르면 사고로 손가락 끝을 잃은 10세 정도의 아이들은 상처를 피부로 봉합하지 않으면 한 달 안에 손가락 끝이 재생될 수 있다. 이들은 보통 지문이 없을 것이고, 손톱 조각이 남아 있다면 보통 둥근 모양보다는 네모난 모양으로 손톱이 다시 자랄 것이다.[89]

2005년 8월, 당시 60대 초반이었던 리 스피백(Lee Spievack)은 사고로 오른쪽 가운데 손가락의 첫 번째 뼈마디 바로 위가 잘렸다. 그의 형 앨런 스피백 박사는 재생 연구를 했고, 재생 의학의 [http://www.mirm.pitt.edu/ 맥고원 연구소]의 스티븐 바딜락 박사가 개발한 분말 형태의 세포외 기질을 제공했다. 스피백은 분말로 상처를 덮었고, 손가락 끝은 4주 만에 다시 재생되었다.[90] 이 뉴스는 2007년에 발표되었다. 벤 골드에이커는 이것을 "없었던 손가락"이라고 표현하면서, 리즈 대학교 수부 외과 교수 사이먼 케이의 말을 인용하여 "명확하지 않은 치유력을 가진 평범한 손가락 손상"이라고 묘사했다.[91]

CNN에도 비슷한 사례가 보도되었다. 디파 쿨카니라는 여성은 새끼손가락 끝을 잃었고, 처음에 의사들로부터 아무것도 할 수 없다는 말을 들었다. 그녀는 개인적인 연구와 바딜락을 포함한 여러 전문가와의 상담을 통해 재생치료를 받고 손가락 끝을 재생시켰다.[92]

3. 4. 신장

신장은 네프론이라는 기본 기능 단위로 구성되며, 네프론은 주로 사구체, 세뇨관, 집합관, 모세혈관으로 이루어져 있다. 포유류의 신장은 하등 척추동물에 비해 재생 능력이 제한적이다.

포유류 신장에서는 심한 손상 후 세뇨관이 재생되는 경우가 많다. 최근에는 사구체 재생도 보고되었다. 심한 손상 시 근위 세뇨관이 더 많이 손상되고, 네프론 기저막의 손상된 상피세포가 벗겨진다. 그러나 살아남은 상피세포는 손상 후 근위 세뇨관의 상피 내막을 보충하기 위해 이동, 탈분화, 증식, 재분화를 거친다. 최근 연구에 따르면 세뇨관 재생에는 신장 줄기세포가 관여한다. 하지만 신장 줄기세포 개념은 아직 초기 단계이다. 생존한 세뇨관 상피세포와 신장 줄기세포 외에도 골수 줄기세포가 근위 세뇨관 재생에 역할을 한다는 주장이 있지만, 이 메커니즘은 논란의 여지가 있다. 최근에는 골수 줄기세포가 신장 세포로 분화하는 능력에 대한 연구가 진행되고 있다.[94]

다른 기관과 마찬가지로 신장은 물고기 등 하등 척추동물에서 완전히 재생될 수 있다. 신장 재생 능력이 뛰어난 물고기로는 금붕어, 가오리, 홍어, 상어 등이 있다. 이 물고기들은 신장이 손상되거나 일부 제거된 후에도 네프론 전체가 재생된다.

3. 5. 간

인간의 간은 재생 능력이 특히 뛰어난 것으로 알려져 있으며, 조직의 1/4만 남더라도 재생이 가능하다.[34] 이는 주로 단능성을 가진 간세포 때문이다.[35] 간 절제술은 손실된 질량이 회복될 때까지 남아있는 간세포의 증식을 유도할 수 있으며, 간의 반응 강도는 절제된 질량에 정비례한다. 거의 80년 동안 설치류의 간 절제술은 세포 증식 연구에 매우 유용한 모델이었다.[36][37]

3. 6. 발가락

괴사와 화상 등으로 손상된 노인의 발가락도 괴사 치료 후에는 손톱, 발톱까지 다시 재생될 수 있다.[99],[38]

3. 7. 수정관

정관절제술 후 수정관은 다시 자랄 수 있다.[100] 이는 수정관의 상피가 다른 인체 부분의 상피와 유사하게 손상되거나 절단된 경우 새로운 관을 만들고 재생할 수 있기 때문이다.[101] 심지어 5cm(약 5.08cm)나 되는 수정관을 제거해도, 수정관은 다시 자라서 부착될 수 있다. 즉, 정자가 다시 한번 수정관을 통과하고 흐르게 하여, 생식 능력을 회복하게 한다.[101]

4. 인간의 유도된 재생

재생 의학은 손상된 인간의 장기 및 조직을 재생시키기 위한 다양한 방법을 연구하는 분야이다. 여기에는 부상 부위 세포의 재분화, 줄기 세포 이식, 실험실에서 자란 조직과 장기 이식, 생체조직 이식 등이 포함된다.

인간의 경우, 상처가 없는 조직도 시간이 지남에 따라 자연적으로 재생된다. 예를 들어, 몸은 10년 이내에 전골을 재생하고, 상처가 없는 피부 조직은 2주 이내에 재생된다.[71] 그러나 손상된 조직의 경우, 신체는 보통 흉터 조직을 만드는 반응을 보인다. 2mm 미만 두께의 상처에서는 일반적으로 흉터 전에 재생이 발생하지만,[77] 3mm가 넘는 두께의 상처에서 완전한 조직 재생을 유도하기 위해서는 상처에 물질을 넣어줘야 한다.[78][79]

간, 손끝, 자궁내막 등은 상처가 생겨도 흉터가 아닌 재생이 일어나는 인간의 장기나 조직이다. 줄기 세포 연구의 발전은 이전에 가능하다고 생각했던 것보다 더 많은 조직과 장기의 재생을 유도할 수 있게 했다. 이러한 기술의 목표는 가까운 미래에 인체의 어떤 조직 유형이든 재생하는 것이다.

4. 1. 방광

1999년, 방광은 7명의 환자에게 이식된 최초의 재생 장기였다. 2014년 기준으로, 이 재생된 방광들은 수혜자들의 몸 안에서 여전히 기능하고 있다.[41]

4. 2. 지방

지방위축증은 조직에서 지방이 국소적으로 손실되는 현상이다. 1949년, 정제된 인슐린이 지방위축증 환자의 지방을 재생시키는 것으로 나타났다.[73] 1976년에는 정제된 단성분 수용성 인슐린을 3 x 3 cm 크기의 지방조직 위축성 팔 흉터에 처리했을 때, 당뇨가 없는 사람과 같은 재생 반응이 일어나는 것이 확인되었다.[73][74] 연구진은 82일 동안 하루 3번씩 상처 기저부에 인슐린을 주사하여 상처가 정상 조직으로 재생되는 것을 확인하였다.[73][74]

고지방 식이요법 중이나 모낭 성장 중에는 성숙한 지방세포가 여러 조직에서 자연스럽게 형성된다.[103] 2017년, 지방 재생은 흉터를 담당하는 섬유아세포인 근섬유아세포를 흉터 조직 대신 지방세포로 변형시키는 것으로 밝혀졌다.[103][104] 또한, 연구자들은 뼈 형태생성 단백질(BMP) 신호 전달이 피부 및 지방 재생을 위해 근섬유아세포를 지방세포로 변환하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였다.[104]

4. 3. 심장

심혈관 질환은 전 세계적으로 주요 사망 원인이며, 1990년 전 세계 사망자의 25.8%에서 2013년 31.5%로 증가했다.[44] 이는 아프리카를 제외한 전 세계 모든 지역에서 나타나는 현상이다.[44][45] 심근 경색이나 심장 마비가 발생하면 약 10억 개의 심장 세포가 손실된다.[46] 그 결과 생기는 흉터는 부정맥의 위험을 크게 증가시킨다.

이전에는 인간의 심근 세포가 나중에 생성되지 않는다고 믿었지만, 최근 연구에서는 25세부터 75세까지 매년 0.45%의 느린 속도로 심근 세포가 재생된다는 사실이 밝혀졌다.[47] 그러나 이 연구는 표본의 적절성 등 타당성에 대한 의문이 제기되었다.[48]

p38 MAP 키나아제 억제는 성인 포유류 심근세포의 세포 분열을 유도하며,[49] FGF1과 p38 MAP 키나제 억제제를 함께 치료하면 심장 손상이 있는 쥐의 심장 재생, 흉터 감소, 심장 기능 향상 효과가 나타났다.[50]

줄기 세포는 심장 재생의 유망한 원천 중 하나이다. 쥐 실험에서 성체 심장에 줄기 세포 또는 심장 전구 세포가 존재한다는 것이 증명되었다.[51] 인간의 심근에서는 성숙한 심장 세포로 분화되는 전구 세포를 통해 세포를 재생하는 '심장 중간엽 피더층'이 발견되었다.[52]

2010년에는 성숙한 심장의 섬유아세포를 GATA4, Mef2c, Tbx5 세 가지 전사 인자를 사용하여 심근 세포와 유사한 세포로 직접 리프로그래밍하는 데 성공했다.[53]

인간 iPSC 유래 심근 세포 및 혈관 세포 시트를 쥐의 경색된 심장에 이식했을 때 심장 기능이 향상되었고, 4주 후에도 세포가 남아있었다.[54] 인간 세포 유래 조직 공학 심장 판막은 시험관 내에서 생성되어 비인간 영장류 모델에 이식되었고, 8주 후 상당량의 세포 재증식을 보이며 현재 사용되는 비생물학적 판막보다 우수한 성능을 보였다.[55]

4. 4. 폐

만성폐쇄성폐질환(COPD)은 오늘날 가장 광범위한 건강 위협 요소 중 하나로, 전 세계적으로 3억 2,900만 명에게 영향을 미치며, 이는 전 세계 인구의 거의 5%에 해당한다. 2012년에 300만 명 이상이 사망하면서 COPD는 세 번째로 큰 사망 원인이었다.[117] 여러 국가에서 흡연율 증가와 고령화로 인해 COPD 및 기타 만성 폐 질환으로 인한 사망자 수는 계속 증가할 것으로 예측된다.[118] 따라서 폐의 재생 능력 개발에 대한 수요가 높다.

골수 유래 세포가 여러 세포 계통의 전구 세포의 근원이 될 수 있다는 것이 밝혀졌으며, 2004년 연구에서는 이러한 세포 유형 중 하나가 폐 재생에 관여한다는 것을 시사했다.[119] 따라서 폐 재생을 위한 세포의 잠재적 근원이 발견되었지만, 줄기 세포를 유도하고 직접적으로 분화하는 기술의 발전으로 인해 폐 재생의 주요한 진행은 환자 발생 유도만능줄기세포(iPSC)와 세포 외 기질(ECM)을 지속적으로 사용해왔다. 세포 외 기질은 체외에서 전체 장기를 생성하는 핵심적인 요소이다. 전체 폐의 세포를 조심스럽게 제거해 폐 상피세포와 연골세포를 더하면 세포 접착과 분화를 유도할 수 있는 “footprint'을 남겨두고 있는 것으로 나타났다.[120] 이것은 재생 의학에서 응용을 하고 있는데, 특히 2012년 연구는 배아 줄기세포에서 파생된 폐 전구세포군을 성공적으로 정제했다. 그리고 이것들은 3차원 폐 조직 골격을 다시 세포화 하는데 사용될 수 있다.[121]

실제로 2008년 말기 기관지연화증을 가진 30세 여성에게 조직공학 기관지를 성공적으로 이식하는 임상 이식이 있었다. ECM 골격은 인간이 기증한 기관지에서 세포와 MHC 항원을 제거함으로써 생성되었으며, 그 후 수혜자의 세포에서 배양된 상피세포와 중간엽 줄기세포에서 유도된 연골세포로 채워졌다.[122] 이식을 통해 그녀의 왼쪽 주 기관지를 대체하여 즉시 기능적인 기도를 제공하였고, 4개월이 지난 후에도 정상적인 외관과 기계적 기능을 유지하였다.[122] 이식수술을 받는 사람으로부터 배양된 세포에서 생성되었기 때문에 폐 재생을 위한 큰 단계인 항 기증자 항체나 면역억제제가 필요하지 않았다.

2010년 연구는 ECM 골격을 사용하여 생체 외 전체 폐를 생쥐에게 이식하기 위해 한 단계 더 발전했다.[123] 가스 교환은 성공적으로 이루어졌지만 짧은 시간 간격 동안만 가능했다. 그럼에도 불구하고 이것은 인간 이외의 영장류의 폐 재생으로 이미 한 걸음 더 나아간 인간에 대한 전체 폐 재생과 이식을 향한 커다란 도약이었다.[124]

낭포성 섬유증은 폐의 또 다른 질병으로, 치명적이고 유전적으로 CFTR 유전자의 돌연변이와 연관되어 있다. 체외에서 환자 맞춤형 폐 상피 증식을 통해 낭포성 섬유화 표현형을 표현하는 폐조직을 만들었다.[125] 이는 질병 병리학의 모델링과 약물 테스트가 재생 의학을 활용하는데 사용될 수 있다.

4. 5. 음경

음경은 구조적 복잡성으로 인해 피부, 방광, 질보다 재생하기 어려운 기관이다.[102][41] 그럼에도 불구하고, 실험실에서 음경 재생에 성공한 사례가 보고되었다.[41]

4. 6. 척수 신경

척수 손상 연구의 목표는 손상된 신경 회로를 다시 연결하여 신경 재생을 촉진하는 것이다.[126] 척수의 신경은 재생되려면 줄기세포를 필요로 하는 조직이다. 2012년, 폴란드 소방관인 다레크 피디카(Darek Fidyka)는 척수의 하반신 마비 증상으로 자신의 후구로부터 후각 덮개 세포(OECs)를 얻어 이 줄기세포를 체내 주입하는 수술을 받았다. 피디카는 결국 그의 팔다리의 움직임과 감각을 회복했고, 특히 줄기세포가 주입된 쪽에서 성기능이 회복되었음이 보고되었다. 피디카는 이제 운전을 할 수 있고, 이제 목발에 의지해 약간의 거리를 걸을 수 있다. 그는 척추신경이 완전히 끊어진 상태에서 감각기능을 회복한 최초의 사람으로 여겨진다.[127][128]

4. 7. 흉선

에든버러 대학교 연구진은 살아있는 흉선 기관을 재생하는 데 성공했다. 재생된 기관은 구조와 유전자 발현 프로파일 측면에서 어린 흉선과 매우 유사했다.[68] 흉선은 건강한 일반 개인에게서 가장 먼저 퇴화하는 기관 중 하나이다.

4. 8. 질

2005년과 2008년 사이에 뮬러관 무형성증으로 인한 질 형성 부전을 겪는 여성 4명이 재생 질 이식을 받았다.[69] 이식 후 최대 8년까지 모든 기관은 정상적인 기능과 구조를 유지했다.[41]

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