연구자들은 뇌 면역 세포를 손상된 뉴런을 대체하고 뇌졸중에 걸린 쥐의 기능을 회복시키는 뉴런으로 전환시켰습니다. 다음 단계는 인간의 뇌 세포를 사용해도 동일한 결과를 얻을 수 있는지 조사하여 뇌졸중 치료의 문을 여는 것입니다.
뇌졸중이나 기타 뇌혈관 질환으로 인해 뇌로 가는 혈류가 원활하지 않게 되면 신경세포가 손상되거나 죽게 되어 독특한 신체적, 정신적 결함이 발생하게 됩니다. 이제 일본 규슈대학교 연구진은 뇌의 주요 면역 세포인 소교세포를 뉴런으로 전환시켜 뇌졸중에 걸린 쥐의 운동 기능을 회복시켰습니다.
해당 연구의 교신저자인 나카지마 켄이치(Kenichi Nakajima)는 "우리가 상처를 입거나 부러지면 피부와 뼈 세포가 복제되어 신체를 치유할 수 있습니다. 그러나 뇌의 뉴런은 쉽게 재생되지 않기 때문에 손상은 영구적인 경우가 많습니다. 따라서 손실된 뉴런을 수용할 새로운 방법을 찾아야 합니다."라고 말했습니다.
연구자들은 이전 연구를 통해 소교세포가 건강한 쥐의 뇌에서 뉴런으로 발달하도록 유도될 수 있다는 것을 알고 있었습니다. 뇌졸중 후, 손상되거나 죽은 뇌 세포를 제거하는 역할을 하는 소교세포는 부상 부위로 이동하여 빠르게 복제됩니다.
이번 연구의 제1저자인 이리에 다카시(Takashi Irie)는 "미생물은 풍부하고 우리가 필요로 하는 곳에 정확히 위치하기 때문에 변화를 위한 이상적인 표적입니다"라고 말했습니다.
연구자들은 인간의 뇌졸중과 일반적으로 연관되는 뇌의 주요 혈관인 우중대뇌동맥을 일시적으로 차단하여 생쥐의 뇌졸중을 유발했습니다. 일주일 후 연구자들은 의사 결정, 행동 계획 및 운동 제어에 관여하는 뇌 영역인 선조체의 뉴런이 크게 감소하면서 생쥐의 운동 기능 장애를 관찰했습니다.
그들은 바이러스 벡터로 사용되는 레트로바이러스의 하위 클래스인 렌티바이러스를 사용하여 뇌졸중 손상 부위의 미세아교세포에 DNA를 삽입했습니다. DNA에는 신경 전환을 유도하는 단백질인 NeuroD1을 생산하는 지침이 들어 있습니다. 다음 몇 주에 걸쳐 이 세포는 뉴런으로 발전합니다.
DNA 이식 3주 후, 쥐의 운동 기능이 향상되었습니다. 8주가 되자 새로 유도된 뉴런은 뇌 회로에 성공적으로 통합되었습니다. 연구진이 새로운 뉴런을 제거하자 운동 기능의 개선이 사라져 새로운 뉴런이 생쥐의 회복에 직접적으로 기여했음을 확인했습니다.
Nakajima는 "이러한 결과는 유망하다"고 말했습니다. "다음 단계는 NeuroD1이 인간 소교세포를 뉴런으로 효과적으로 전환할 수 있는지 테스트하고 소교세포에 유전자를 삽입하는 방법이 안전한지 확인하는 것입니다."
쥐들은 뇌졸중 후 급성기에 치료를 받았기 때문에 미세아교세포가 손상 부위로 이동했을 때 연구자들은 이후 단계에서 쥐들에게 회복 효과를 나타낼 수 있는지를 알아볼 계획이었습니다.
이번 연구는 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다.