한국다발성경화증협회

신경을 재생시키는 것이 가능한가?

많은 미국과 영국의 연구 프로젝트는 손상된 세포를 복구시키는데 도움이 되는 기전을 연구해 왔다. MS에 대한 일부 유망한 연구들이 있다.

King’s College London에서 일하는 연구자들은 척수 손상에서 손상된 신경의 재생이 가능하다고 보고하였다.

척수의 손상된 신경은 손상 부위에 형성되는 scar 조직으로 인해 신경이 교차할 수 없는 분자의 장벽을 만들어, 정상적으로 회복되지 않는다.

Scar 조직 장벽의 제거

하지만, 연구자들은 척수의 손상된 신경 섬유가 재생하는데 도움이 되는 세균성 효소를 발견하였다. 이것은 scar의 방해 분자를 통해 ‘씹기(chewing)’를 통해 신경 섬유의 성장을 위한 길을 깨끗하게 함으로써 이루어진다.

연구자들이 척수가 손상된 랫트에게 이 효소를 주사하였을 때, 손상된 신경이 뇌와 사지의 뒤쪽으로 자랐다. 이 랫트들은 투여 후 2개월 이내에 거의 정상적인 보행을 할 정도로 회복되었다. 하지만, 정상적인 접촉의 감각 기능을 회복하지 못하였다 – 이는 완전한 회복이 되기 전에 다른 장애물이 있다는 것을 시사한다.

이 연구는 Nature지(April 11 2002, vol 416, 페이지 636-640)에 보고된 것으로 상처 부위 위의 신경 세포가 그 아래의 물질과 연력이 된다는 것을 보여주는 획기적인 것으로 과거에는 생각하지 못했던 것이었다.

폐쇄성 신호의 블록킹

미국 존스 홉킨스 대학의 과학자들은 손상 부위에서 신경의 재생을 도울 수 있는 4가지 화학 물질의 셋트를 발견하여 American Chemical Society’s annual meeting(April 2002)에 보고하였다.

신경 섬유 또는 액손이 손상되면, 정상적인 방어를 하는 미엘린 수초가 재생을 중단시키는 화학적 메시지를 보내어 파괴적으로 작용한다. 연구자들에 의해 발견된 4가지 화학 물질들은 이러한 메시지들을 차단하여 복구가 될 수 있게 한다. 연구자들은 이러한 화학 물질들이 손상된 랫트의 신경이 재생되는데 자극을 주었다고 주장한다.

이 연구는 척수 손상, MS, 기타 신경학적 질환에 있어서 획기적인 단계이지만, 이것은 신경의 재성장과 관련된 아마도 여러 개의 기전들 중 하나에 불과한 것이다.

뇌 세포가 성장하는데 도움이 되는 세포

미국의 또 다른 연구 팀에서는 신경 성장을 돕는데 관련된 세포의 특정 유형에 대해 연구하고 있다. 뇌를 구성하는 세포에는 2가지 유형이 있다: 뉴론과 신경교. 뉴론은 중추 신경계에서 중요한 정보를 전달하는 세포이다. 신경교는(Glia: 풀에 대한 라틴어) 뉴론을 함께 붙잡고 있는 역할을 하지만, 현재  다른 중요한 기능을 가지고 있다고 이해되고 있다.

Nature(May 2002, vol 417, page 39-44)지에 보고된 이번 미국 연구의 초점은 성상 세포로 불리는 신경교 세포의 특정 유형에 대한 것이었다. 성상 세포는 신경 주위 환경을 변화시키며, 신경 세포성 성장 인자로 불리는 화학 물질을 방출하며, 혈뇌장벽(BBB)을 유지시키는데 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 이번 연구에서, 연구자들은 이 성상 세포가 뉴론으로 성장하기 위한 줄기 세포를 구축할 수 있다는 것을 발견하였다(즉, 미성숙 또는 불특정 세포).

실험실에서, 연구자들은 성상세포와 다른 뉴론을 이용하여 성인 신경 줄기 세포를 배양하고, 이 줄기 세포는 성숙한 뉴론으로 발달하였다. 그리고, 성상세포만으로 줄기 세포를 성장시킨 경우, 뉴론 생성율은 10배 더 빨랐다. 이들은 뇌로부터의 성상 세포로 배양되는 경우에 뉴론을 생산하였으며, 척수로부터의 성상 세포로 배양하였을 때는 어떤 뉴론도 생성하기 힘들었다.

이 연구는 성상 세포에 의해 만들어지는 성장 인자들(화학 물질들)이 외상이나 질병에 의해 손상된 뇌 조직을 재생하는데 매우 중요할 수 있다는 것을 시사한다. 이로써 중추 신경계의 모든 영역에서 어떻게 신경 재성장을 자극하는지에 대해 보다 잘 이해할 수 있게 되었다.

향후 치료제를 위한 새로운 줄기 세포?

줄기 세포는 미국에서의 2개의 다른 연구의 초점이 되기도 하였다. 이 연구들은 줄기 세포가 치료적 목적을 위한 획기적일 수 있다는 것을 시사한다.

가장 다방면의 유용한 줄기 세포의 재료는 배아이다. 왜냐하면, 배아 줄기 세포는 체내 세포의 다른 모든 형태로 성장할 수 있기 때문이다. 하지만, 연구자들은 모든 다른 세포 유형으로 전환할 수 있는 성인의 줄기 세포를 발견하였다. The Lancet(June 22 2002, vol 359, page 2171)에는 이 두 가지 연구에 대하여 보고하였으며, 성인 또는 배아 줄기 세포의 사용 유무에 대한 논란이 아직 남아있다.

첫번째 연구에서, 미네소타 대학의 연구자들은 마우스와 랫트의 골수로부터 성인 줄기 세포를 분리하였다. 동물에게 주사하였을 때, 이들은 혈액, 뇌, 근육, 폐 및 간을 포함한 거의 모든 조직으로 발달하였다. 연구자들이 가장 궁금해 하는 것은 이러한 세포들이 실제로 기능을 제대로 발휘할 수 있는지에 대한 것이다.

Multipotent adult progenitor cells(MAPCs)로 불리는 세포들은 이 팀에서 이전에 사람의 골수로부터 분리하였던 세포와 유사하다. 이러한 새로운 결과들은 연구자들이 성인으로부터의 MAPCs를 이용하여 효과적인 줄기 세포 치료를 개발할 수도 있다는 것을 시사한다.

두번째 연구에서, 미국 National Institute of Neurologica Disorders and Stroke(Maryland)의 연구자들은 마우스 배아로부터 분리한 줄기 세포를 이용하여 랫트의 파킨슨 증후군을 전환시켰다고 보고하였다.

파킨슨 병은 도파민이라고 불리는 화학 물질을 생성하는 뇌의 신경 세포가 죽을 때 발생한다. 연구자들은 마우스 배아 줄기 세포의 유전자를 변형시켜 도파민 생성 신경 세포로 변형시켰다. 유전학적으로 변형된 세포를 이 질벼의 증상이 있는 랫트의 뇌에 이식하였을 때, 그들의 증상들이 개선되었다. 이것은 배아 줄기 세포가 동물이 질병으로부터 회복되는데 도움을 줄 수 있다는 것을 보여준 첫번째 연구이다. 하지만, 이 연구는 사람에게 시험되기 전까지 거쳐야 할 단계가 많이 남아있다.

유전자 요법을 이용하여 줄기 세포를 복구시키거나 변형시키는 기술은 많은 다른 질병을 치료하는데 적용될 수 있다. 이러한 새로운 결과들은 두 가지 줄기 세포 유형이 유망한 치료법을 탄생시킬 수 있으며, 앞으로 더 많은 연구가 필요하다는 것을 시사한다.