사람 뇌·척수 오가노이드에서 축삭 재생을 제한하는 유전자 네트워크가 확인됐다

케임브리지대 연구진이 사람 줄기세포로 만든 뇌 오가노이드와 척수 조직을 따로 떨어뜨려 배양한 뒤, 뇌 조직에서 자란 축삭이 간격을 건너 척수 조직과 연결되는 과정을 관찰했다. 이렇게 만들어진 신경 회로는 소량의 근육 세포 덩어리에 수축을 일으킬 정도로 기능했다. 연구 결과는 Cell Reports에 실렸다.

연구진은 이 모델을 1년 넘게 유지했다. 발달 150일 무렵까지는 손상된 축삭이 다시 자랐지만, 그 시점을 지나자 재생 능력이 크게 떨어졌다. 제1저자 조지 기번스는 "덜 성숙한 오가노이드에서 얻은 신경세포는 손상 후 긴 섬유를 다시 자라게 했지만, 더 성숙한 오가노이드에서 얻은 것은 재생 능력이 급격히 떨어졌다"고 말했다. 뇌와 척수를 잇는 신경세포의 유전자 활성을 분석한 결과, 신경세포가 성숙하고 시냅스를 만드는 동안 축삭 성장을 제한하는 유전자 네트워크가 확인됐다. 이 네트워크의 핵심 조절 인자를 차단하자 신경세포는 다시 축삭을 뻗었다. 약물 데이터베이스 검색에서는 특정 생리 질환과 피임에 이미 승인된 호르몬제 하나가 이 네트워크에 작용하는 후보로 지목됐고, 손상된 신경세포에 적용했을 때 축삭 재생이 개선됐다.

다만 이는 실험실 오가노이드에서 얻은 결과다. 연구진은 손상 부위의 흉터 조직과 염증도 신경 회복을 방해한다고 밝혔고, 뇌와 척수 세포 사이에 적절한 연결이 다시 만들어지는지는 앞으로 확인해야 할 과제로 남겼다. 책임저자 안드라스 라카토시는 해당 호르몬제 자체가 척수 회복의 답은 아닐 수 있지만 사람 신경세포를 직접 겨냥하는 접근이 원리상 가능하다는 점을 보여준다고 설명했다. 설치기류 연구에 크게 의존해온 기존 지식과 사람에서 관찰되는 것 사이의 간극을 메우는 모델이라는 점이 이 연구의 위치다.

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