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중추신경 손상환자도 이제는 걸을 수 있다고?

  초등학교 과학시간에 누구나 한 번쯤 해봤던 플라나리아 절단실험. 플라나리아는 몸통을 아무리 잘라도 죽지 않고 다시 재생돼 살아난다. 이는 중추신경 재생능력을 갖고 있기 때문이다. 플라나리아뿐 아니라 꼬마선충이나 물고기 등도 이런 신경재생 능력을 갖고 있다.

 

  반면 '슈퍼맨'역을 맡아 유명해진 배우 크리스토퍼 리브도 중추신경 손상으로 인해 사망할 정도로 포유류에게 중추신경 재생은 사실상 불가능하다고 알려져 왔다.

 

  그런데 한국과학기술원(KIST) 뇌과학연구소 허은미 박사와 미국 존스홉킨스 의대 펑콴 저우 교수 공동연구팀은 포유류의 말초신경이 재생되는 메커니즘을 밝혀내 화제다. 특히 중추신경 재생과 관련이 있는 것으로 알려진 유전자와 단백질이 말초신경 재생 과정에 작용한다는 것이 밝혀져 향후 중추신경 재생 연구에도 도움이 될 것으로 보인다.

 

  연구팀은 쥐를 대상으로 말초신경에 손상을 준 뒤, 신경 회복 상태를 점검했다. 우선 대퇴부에 있는 가장 큰 신경세포를 절단하자, 마비가 생긴 쥐는 다리를 질질 끌게 됐지만, 2주만에 신경세포의 가장 긴 가지인 ‘축삭’이 재생돼 정상적인 움직임을 보였다.

 

  한편, 연구팀은 쥐에게 플라스미드나 작은 조각의 RNA를 주입해 단백질이나 유전자 발현을 조절한 뒤 같은 실험을 진행했다. 그 결과 세포 성장, 증식 및 분화, 이동 등 여러 기능을 조절한다고 알려진 ‘PI3K’ 단백질의 활성이나 세포의 성분화, 모양변화나 생존 등과 관련된 ‘Smad1’ 유전자의 발현을 저해할 경우 축삭 길이가 정상 쥐에 비해 재생이 덜 돼 현저히 짧은 것을 알 수 있었다.

 

정상쥐(위)와 PI3K 활성을 저해한 쥐(아래)의 축삭 회복 상태 - KIST 제공

▲ 정상쥐(위)와 PI3K 활성을 저해한 쥐(아래)의 축삭 회복 상태 - KIST 제공

 

 허은미 박사는 “PI3K 단백질이 활성화되면 몇 단계를 통해 Smad1유전자가 발현돼 신경세포가 재생된다”며 “이들 모두 중추신경 재생과 연관이 있다고 알려진 단백질과 유전자”라고 말했다.

 

  또 그는 “중추신경 재생은 여전히 거의 불가능한 것이 사실이지만, 말초신경계에서 일어나는 신경 재생의 과정을 이해함으로써 중추신경 재생에 접근할 수 있을 것”이라며 “재생을 조절하는 새로운 방법을 제안할 수 있다”라고 밝혔다.

 

  이 연구 결과는 네이처 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션’ 28일자에 실렸다.

 

  동아사이언스 최새미 기자 saemi@donga.com

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