[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.

쥐 하흉부 척수에서 재생되는 신경세포 모습 [EPFL / .Neurorestore 제공. 재판매 및 DB 금지]

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.

뒷다리가 마비된 상태로 걷는 모습(위)과 치료 후 다시 걷는 모습 [Jordan W. Squair et al./ Science 제공. 재판매 및 DB 금지]

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

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