압델라티프 벤라이스 미국 로체스터대 의료센터(URMC) 교수 연구팀은 새로운 신경세포가 생성되도록 만드는 뇌 기능이 헌팅턴병으로 손상된 뇌 부위를 복원할 수 있다는 점을 확인하고 연구결과를 8일 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 발표했다.
과거 과학자들은 성인의 뇌는 새로운 신경세포를 생성할 수 없다고 여겼다. 새로운 신경세포를 생성할 수 있는 ‘신경계 전구세포 저장소’가 성인의 뇌에도 존재한다는 게 현재 정설이다. 전구세포는 특정 세포의 전 단계 세포로 신경계 전구세포는 신경세포로 분화할 수 있는 세포를 의미한다.
태아의 신경계 전구세포는 활발하게 신경세포로 분화하지만 출생 이후에는 신경계 전구세포가 주로 신경 조직을 지지하는 세포인 ‘신경아교세포’로 분화된다. 출생 이후에도 ‘뇌유래신경성장인자(BDNF)’와 ‘노긴’이라는 단백질을 신경계 전구세포에 전달하면 새로운 신경세포가 생성된다는 점이 앞서 쥐 실험과 영장류 실험을 통해 확인됐다.
선행 연구에서 성체의 뇌에서 생성된 신경세포들은 운동 조절 영역인 선조체로 이동해 ‘중간 가시 신경세포’로 발전했다. 중간 가시 신경세포는 헌팅턴병 환자에서 손상이 일어나는 신경세포다.
헌팅턴병은 뇌 신경세포가 손상돼 신체 움직임이 조절되지 않는 유전성 퇴행성 뇌질환이다. 신경계 전구세포 저장소 중 한 곳인 뇌실 영역은 헌팅턴병으로 손상되는 뇌 영역인 선조체와 인접해있다.
연구팀은 헌팅턴병 쥐 모델을 대상으로 신경계 전구세포가 분화돼 만들어진 새로운 신경세포가 실제로 중간 가시 신경세포 역할을 하는지 살폈다. 그 결과 새 신경세포는 운동 조절을 담당하는 뇌 네트워크와 연결돼 헌팅턴병으로 손상된 신경세포 기능을 대체했다.
연구팀은 유전자에 태그를 부착해 유전자 특성을 살피는 기술인 ‘유전자 태깅’을 이용해 헌팅턴병 쥐 모델에서 새로운 신경세포가 생성될 때마다 추적·관찰했다. 이를 통해 헌틴텅병 쥐 모델의 운동 회로 기능이 복원된다는 점을 확인했고 성체 쥐에서도 손상된 뇌 영역이 복구된다는 점을 관측했다.
연구팀은 “빛을 이용해 세포의 활동을 조절하는 기술인 광유전학 기술을 이용하면 새로운 세포를 켜거나 끄면서 운동 제어에 중요한 뇌 네트워크를 조절할 수 있다”며 “헌팅턴병과 같은 질환을 치료할 수 있는 길을 열 것”이라고 말했다.
<참고 자료>
doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115440
