[사이테크+] "척수손상 마비 쥐, 신경 재생 유전자 치료로 다시 걸었다"
스위스·美 연구팀 "유전자로 신경 재생 후 화학물질로 신경 연결 유도"
(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 스위스와 미국 공동 연구팀이 척수 손상으로 뒷다리가 마비된 쥐의 신경세포를 재생하고 운동능력 회복에 필요한 곳에 다시 정확히 연결되도록 하는 유전자 치료를 통해 쥐가 다시 걷게 하는 데 성공했다.
스위스 연방공대(EPFL)와 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA), 하버드대 공동 연구팀은 22일 과학저널 '사이언스'(Science)에서 척수가 손상된 쥐를 대상으로 유전자 치료를 통해 척수 손상 부위의 신경을 재생시키고 이 신경이 특정 부위에 다시 연결되도록 유도, 운동능력을 회복시키는 데 성공했다고 밝혔다.
이 연구는 EPFL 연구팀이 2018년 척수 손상 쥐에서 신경세포를 연결해 신경세포 간 통신선 역할을 하는 축삭이 다시 자라도록 유도하는 유전자 치료법을 개발해 '네이처'(Nature)에 발표한 연구 성과를 더 발전시킨 것이다.
당시 연구팀은 심각하게 손상된 쥐의 척수 부위에서 축삭돌기를 재생하는 데 성공했지만 재생된 축삭돌기를 운동능력 회복에 필요한 특정 영역으로 연결되도록 하지 못해 마비된 다리의 운동 기능을 회복시키지는 못했다.
공동 교신저자인 마크 앤더슨 EPFL 교수는 "5년 전 우리는 완전히 손상된 척수 부위의 신경 섬유를 재생할 수 있음을 입증했지만, 재생된 신경 섬유가 올바른 위치에 연결되지 않으면 운동 기능을 회복할 수 없다는 것도 확인했다"고 말했다.
연구팀은 이 연구에서 척수가 부분적으로 손상된 경우 신경세포가 재생되면서 운동능력이 회복되는 것에 주목, 첨단 유전자 분석을 통해 자연치유 과정에서 어떤 신경세포와 유전자가 운동능력 회복에 기여하는지 조사했다.
연구팀은 이를 통해 척수 손상 부위 전체적으로 신경세포 축삭을 재생하더라도 이것이 특정 부위에 연결되도록 유도하지 않으면 운동 기능을 회복시킬 수 없다는 사실을 확인하고, 이 과정에 필요한 화학적 신호를 찾아냈다.
이어 이 화학적 신호를 사용해 재생되는 축삭돌기가 손상된 부위 반대편의 표적 영역으로 성장해 연결되도록 유도한 결과, 척수 손상으로 뒷다리가 완전히 마비됐던 쥐는 뒷다리를 다시 움직이며 걸을 수 있게 됐다.
연구팀은 척수가 완전히 손상됐던 쥐는 걷는 능력을 회복했다며 이 쥐는 척수 부분 손상 후 자연치유로 다시 걸을 수 있게 된 쥐의 보행 패턴과 유사한 보행 패턴을 보였다고 설명했다.
연구팀은 하지만 설치류가 아닌 동물의 경우 신경세포를 재생해야 할 구간이 더 길고 복잡하기 때문에 공간적, 시간적으로 더 정교한 전략이 필요하다며 사람에게 이 방법을 적용하기 위해서는 많은 시간과 연구가 필요하다고 밝혔다.
그럼에도 연구진은 이 연구에서 제시한 원칙들은 "손상된 척수를 의미 있게 복구할 수 있는 틀을 제공하고 다른 형태의 중추신경계 손상 및 질병 후 회복을 촉진하는 데 기여할 수 있을 것"이라고 덧붙였다.
◆ 출처 : Science, Jordan W. Squair et al., 'Recovery of walking after paralysis by regenerating characterized neurons to their natural target region', http://dx.doi.org/10.1126/science.adi6412
scitech@yna.co.kr
(끝)
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스위스·美 연구팀 "유전자로 신경 재생 후 화학물질로 신경 연결 유도"
(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 스위스와 미국 공동 연구팀이 척수 손상으로 뒷다리가 마비된 쥐의 신경세포를 재생하고 운동능력 회복에 필요한 곳에 다시 정확히 연결되도록 하는 유전자 치료를 통해 쥐가 다시 걷게 하는 데 성공했다.
스위스 연방공대(EPFL)와 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA), 하버드대 공동 연구팀은 22일 과학저널 '사이언스'(Science)에서 척수가 손상된 쥐를 대상으로 유전자 치료를 통해 척수 손상 부위의 신경을 재생시키고 이 신경이 특정 부위에 다시 연결되도록 유도, 운동능력을 회복시키는 데 성공했다고 밝혔다.
이 연구는 EPFL 연구팀이 2018년 척수 손상 쥐에서 신경세포를 연결해 신경세포 간 통신선 역할을 하는 축삭이 다시 자라도록 유도하는 유전자 치료법을 개발해 '네이처'(Nature)에 발표한 연구 성과를 더 발전시킨 것이다.
당시 연구팀은 심각하게 손상된 쥐의 척수 부위에서 축삭돌기를 재생하는 데 성공했지만 재생된 축삭돌기를 운동능력 회복에 필요한 특정 영역으로 연결되도록 하지 못해 마비된 다리의 운동 기능을 회복시키지는 못했다.
공동 교신저자인 마크 앤더슨 EPFL 교수는 "5년 전 우리는 완전히 손상된 척수 부위의 신경 섬유를 재생할 수 있음을 입증했지만, 재생된 신경 섬유가 올바른 위치에 연결되지 않으면 운동 기능을 회복할 수 없다는 것도 확인했다"고 말했다.
연구팀은 이 연구에서 척수가 부분적으로 손상된 경우 신경세포가 재생되면서 운동능력이 회복되는 것에 주목, 첨단 유전자 분석을 통해 자연치유 과정에서 어떤 신경세포와 유전자가 운동능력 회복에 기여하는지 조사했다.
연구팀은 이를 통해 척수 손상 부위 전체적으로 신경세포 축삭을 재생하더라도 이것이 특정 부위에 연결되도록 유도하지 않으면 운동 기능을 회복시킬 수 없다는 사실을 확인하고, 이 과정에 필요한 화학적 신호를 찾아냈다.
이어 이 화학적 신호를 사용해 재생되는 축삭돌기가 손상된 부위 반대편의 표적 영역으로 성장해 연결되도록 유도한 결과, 척수 손상으로 뒷다리가 완전히 마비됐던 쥐는 뒷다리를 다시 움직이며 걸을 수 있게 됐다.
연구팀은 척수가 완전히 손상됐던 쥐는 걷는 능력을 회복했다며 이 쥐는 척수 부분 손상 후 자연치유로 다시 걸을 수 있게 된 쥐의 보행 패턴과 유사한 보행 패턴을 보였다고 설명했다.
연구팀은 하지만 설치류가 아닌 동물의 경우 신경세포를 재생해야 할 구간이 더 길고 복잡하기 때문에 공간적, 시간적으로 더 정교한 전략이 필요하다며 사람에게 이 방법을 적용하기 위해서는 많은 시간과 연구가 필요하다고 밝혔다.
그럼에도 연구진은 이 연구에서 제시한 원칙들은 "손상된 척수를 의미 있게 복구할 수 있는 틀을 제공하고 다른 형태의 중추신경계 손상 및 질병 후 회복을 촉진하는 데 기여할 수 있을 것"이라고 덧붙였다.
◆ 출처 : Science, Jordan W. Squair et al., 'Recovery of walking after paralysis by regenerating characterized neurons to their natural target region', http://dx.doi.org/10.1126/science.adi6412
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