태아기 뇌가 어떤 세포를 만들지 정할 때 관여하는 두 신호 — 포도당 대사와 시상에서 온 접촉

사람의 대뇌피질을 만드는 줄기세포인 방사교세포(radial glia)가 어떤 세포를 생산할지 정하는 과정에 두 가지 서로 다른 정보가 관여한다는 연구가 보고됐다. 하나는 세포가 영양분을 처리하는 방식이고, 다른 하나는 발달 중인 뇌의 다른 부위에서 오는 물리적 신호다. UCLA 연구진이 낸 두 편이 각각 Cell 과 Science 에 실렸다.

Cell 연구는 기증받은 사람 조직과 줄기세포로 키운 뇌 오가노이드를 분석해 발달 중 피질의 대사 지도를 만들었다. 방사교세포는 포도당을 재료로 쓰는 오탄당 인산 경로에 크게 의존했고, 연구진이 사용 가능한 포도당을 줄이거나 이 경로를 방해하자 줄기세포가 만들어내는 세포의 종류가 바뀌었다. 억제성 뉴런처럼 원래 발달 후반에 나타나는 세포가 더 많이 생겼다. Science 연구는 어셈블로이드에서 시상에서 뻗어 온 축삭이 방사교세포에 직접 닿는 것을 확인했고, 이 접촉 뒤에는 흥분성 뉴런, 특히 상위층 뉴런이 늘었다. 연구진은 이 상호작용을 NRXN1 유전자와 연결했다. 자폐스펙트럼장애와의 연관이 앞서 보고된 유전자다. 변이를 가진 환자 유래 세포로 만든 어셈블로이드에서는 시상 신호가 다르게 작동했고, 줄기세포 수와 그로부터 생긴 뉴런 수의 균형이 달라졌다.

실험실 모델과 기증 조직에서 관찰된 기초 발달 연구다. 연구진은 산모의 영양 상태나 대사 질환이 발달 중인 뇌에 어떤 영향을 주는지 살펴볼 단서로 보고 있으나, 개인이 무엇을 하면 된다는 결론은 여기서 나오지 않는다. 운동이나 식사 실천으로 바로 옮길 내용도 아니다. 연구를 이끈 Bhaduri 는 이 결과를 "이 세포들이 어떻게 결정을 내리는지 내부를 잠깐 들여다본 것"이라고 표현했다.

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