[동물do감] 제브라피쉬, 다친 척수 재생 능력의 비밀

제브라피쉬는 손상된 척수의 신경세포를 회복할 수 있는 자발적 가소성이 있는 것으로 나타났다. 위키미디어 제공.

잉어과에 속하는 물고기인 제브라피쉬는 다친 척수를 회복할 때 사람과 다른 전략을 사용하는 것으로 나타났다. 제브라피쉬의 회복 방법은 사람의 척수 손상을 치료하는 방법을 찾는 데 청사진을 제시할 것으로 기대된다. 

메이사 H. 모칼레 미국 워싱턴대 의대 생물학과 교수 연구팀은 제브라피쉬의 재생 능력이 사람의 척수 손상을 치료하는 방법을 찾는 데 도움이 될 것이라는 연구결과를 15일 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표했다. 

제브라피쉬는 잘린 척수를 완전히 회복할 수 있는 희귀한 동물이다. 연구팀은 제브라피쉬의 척수 재생 관련 세포들을 분석해 어떻게 회복에 이를 수 있는지 살폈다. 

그 결과 잘린 척수에 있는 신경세포가 생존 능력이 있어 척수 재생을 이끈다는 점을 확인했다. 사람을 비롯한 포유류는 다친 척수 부위의 신경세포가 사멸에 이르는 경향이 있지만 제브라피쉬는 손상된 신경세포의 기능이 극적으로 변화하면서 척수 치유에 중심적인 역할을 한다는 점을 발견한 것이다. 

제브라피쉬의 손상된 신경세포를 비활성화하면 신경세포로 분화할 수 있는 줄기세포가 존재함에도 불구하고 제브라피쉬가 정상적인 수영 능력을 회복하지 못한다는 점도 확인했다. 

제브라피쉬는 척수 손상을 입은 직후 강력한 신경 보호 및 복구 메커니즘이 자연적으로 일어난다. 연구팀은 신경세포가 재생해 회복으로 이어지는 해당 메커니즘을 ‘자발적 가소성’이라고 칭했다.

연구팀은 사람과 다른 포유류에서 자발적 가소성을 촉진하는 데 도움이 되는 유전적 타깃도 확인했다. 연구팀은 사람의 척수 손상을 치료하는 방법을 찾을 때도 줄기세포를 이용한 재생에 초점을 맞추기보다 손상된 신경세포가 사멸되지 않도록 유도하는 데 초점을 둬야 할 것으로 보인다고 제안했다. 

연구팀은 “제브라피쉬의 잘린 신경세포는 부상 직후 새로운 국소 연결을 만들어나가며 신경세포의 사멸을 막는다”며 “인간에게는 휴면 상태로 존재하는 신경세포의 재생 능력이 새로운 치료법을 찾는 길을 열 것”이라고 말했다. 

또 척수 재생 과정은 매우 복잡하다는 점에서 연구팀은 척수가 있는 중추신경계와 혈관계의 세포뿐 아니라 비신경세포인 신경교세포를 포함해 척수 재생에 기여하는 다양한 세포의 지도화를 진행하겠다고도 덧붙였다.

<참고 자료>
doi.org/10.1038/s41467-024-50628-y

[문세영 기자 moon09@donga.com]