'흉터 조직을 신경세포 만든다'…척수손상 마비 회복 신기술 확보

IBS 연세대 공동연구서 반응성 별세포를 운동신경세포로 전환 성공

생쥐 시험서 신경전환 효율 87%·운동기능 회복 확인

[대전=뉴시스] IBS가  척수손상 후 형성되는 흉터를 신경세포로 바꿔 마비를 회복시키는 기술을 확보했다. 사진은 개발한 'TRANsCre-DIONE'을 활용해 별세포가 운동신경세포로 전환에 성공하고 주변의 신경세포와 연결됐음을 보여주는 실험 이미지.(사진=IBS 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 척수손상 뒤 생긴 흉터 조직의 반응성 별세포를 운동신경세포로 바꿔 마비된 운동기능을 회복시키는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

기초과학연구원(IBS)은 기억및교세포연구단 인지및교세포과학그룹 이창준 단장팀이 연세대 의과대학 하윤 교수팀과 공동연구를 통해 손상 부위의 반응성 별세포만 선택적으로 표적하는 유전자 발현 기술 '트랜스크리-디오니(TRANsCre-DIONE)'를을 개발했다고 16일 밝혔다.

척수는 손상되면 반응성 별세포가 과도하게 증식해 '교세포 흉터'를 만든다. 이 흉터는 손상 확산을 막는 방어벽 역할을 하지만 신경세포의 재생과 신경회로 복구를 가로막는 장벽으로도 작용한다.

이번 연구서 공동연구진은 이 별세포를 제거하거나 억제하는 대신 신경세포로 전환해 신경 재생에 활용하는 전략을 택했다.

연구진이 TRANsCre-DIONE을 이용해 세포의 운명을 바꾸는 유전자 스위치인 '뉴로제닌2(Neurogenin2·Ng2)'를 손상 부위의 반응성 별세포에만 발현시킨 결과, 별세포가 운동신경세포 특성을 가진 신경세포로 전환됐으며 전기신호를 내고 주변 신경세포와 시냅스를 형성하는 등 실제 신경세포 기능을 수행하는 것으로 확인됐다.

특히 Ng2는 주변 조직 환경에 따라 서로 다른 신경세포로 전환되는 특성을 보여 생쥐 선조체에서는 가바(GABA)성 신경세포로, 척수에서는 운동신경세포로 전환돼 손상 부위에 필요한 신경세포를 맞춤형으로 생성할 수 있는 가능성이 확보됐다.

실제 척수손상 생쥐에 기술을 적용한 결과, 신경전환 효율은 87%에 달했고 새롭게 생성된 신경세포가 손상 부위의 신경회로에 연결되면서 마비됐던 뒷다리의 운동기능도 회복됐다.

새 신경세포의 활동을 인위적으로 억제하자 회복된 운동기능이 다시 저하돼 새롭게 만들어진 신경세포가 운동기능 회복에 직접 관여한다는 사실도 규명됐다.

또 뇌의 운동 조절을 담당하는 '선조체'가 손상된 생쥐에서는 62%의 효율로 신경세포가 대체됐으며 게잡이원숭이의 선조체에서도 93.13%의 높은 표적 정밀도가 확인됐다.

연구진은 외부에서 줄기세포를 이식하는 대신 손상 부위에 이미 존재하는 별세포를 활용한다는 점에서 큰 의미가 있다고 설명했다. 단, 이번 연구는 동물모델에서 확인된 결과로 실제 사람의 척수손상 치료에 적용키 위해서는 추가적인 안전성·유효성 검증과 임상시험이 필요하다.

하윤 연세대 교수는 "TRANsCre-DIONE은 신경회로의 근본적 재건 가능성을 제시한 성과로 현행 척수손상 치료법의 한계를 극복해 냈다"며 "임상 적용 시 척수손상 치료의 패러다임을 기능 보존에서 신경 재생 중심으로 전환하는 계기가 될 것"이라고 기대했다.

이번 연구 결과는 네이처 자매지 '실험분자의학(Experimental & Molecular Medicine)' 온라인판에 지난 11일 게재됐다.

이창준 IBS 연구단장은 "TRANsCre-DIONE 기술은 척수손상뿐 아니라 ALS, 파킨슨병, 뇌졸중 등 다양한 신경계 질환 치료에 활용될 것"이라며 "이 기술이 실용화돼 척추손상 환자들에 희망을 줄 수 있길 바란다"고 말했다.


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