주메뉴바로가기.. 본문바로가기

퇴행성 뇌질환 치료하는 신경세포 대량 생산 기술 개발

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2019년 03월 04일 11:35 프린트하기

고소도 요이치 한국뇌연구원 책임연구원(왼쪽)과 이와시타 미사토 연구원이 열대어 콜라겐 젤 샘플을 관찰하고 있다. 사진제공 한국뇌연구원
고소도 요이치 한국뇌연구원 책임연구원(왼쪽)과 이와시타 미사토 연구원이 열대어 콜라겐 젤 샘플을 관찰하고 있다. 사진제공 한국뇌연구원

치매나 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환을 치료하기 위해 신경세포를 대량으로 얻는 새로운 기술이 개발됐다.


한국뇌연구원은 이와시타 미사토 한국뇌연구원 뇌질환연구부 연구원과 고소도 요이치 책임연구원팀이 인간의 역분화줄기세포(iPS, 유도만능줄기세포)를 이용해 뇌의 가장 바깥쪽의 대뇌피질 신경세포를 대량생산하는 기술을 개발하는 데 성공했다고 4일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’ 2월 28일자에 발표됐다.


치매나 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환은 뇌의 신경세포가 죽어 일어난다. 퇴행성 뇌질환의 장래 치료법 가운데 하나로 신경세포를 대량으로 배양해 손상된 부위를 복원하는 방법이 꼽히는데, 이를 위해서는 줄기세포를 원하는 세포(신경세포)로 분화시켜 대량으로 배양하는 기술이 먼저 필요하다. 하지만 줄기세포가 어떤 원리로 특정 세포로 분화하는지가 정확히 밝혀지지 않아 치료를 어렵게 하는 난제로 꼽혀왔다.


이와시타 연구원팀은 우리 몸 속에 존재하는 뇌나 내장, 근육 등 조직의 튼튼한 정도(강도)가 각기 다르다는 사실에 주목했다. 예를 들어 뼈는 가로세로 1cm 면적에 수십 kg의 무게를 올려도 견딜 정도로 강도가 높다. 근육은 0.12kg의 무게를 견딜 수 있다. 반면 뇌는 근육의 100분의 1~10분의 1 수준인 1.5~15g의 무게를 겨우 견딜 수 있을 만큼 무르다.


연구팀은 이런 조직의 강도가 일종의 환경으로 작용해 줄기세포의 분화에 영향을 미친다고 보고, 신경세포가 잘 분화할 수 있는 강도를 찾았다. 연구팀은 열대어의 일종인 틸라피아에서 추출한 콜라겐 용액을 가공해 묵과 같은 모양의 젤을 만들었다. 그 뒤 젤의 강도를 변화시키며 그 위에서 역분화줄기세포를 배양해 어떤 환경에서 신경줄기세포(신경세포가 되기 직전의 줄기세포)가 많이 만들어지는지 확인했다.

 

현재 주로 사용되고 있는 콜라겐 젤(위). 표면에 콜라겐 섬유를 볼 수 있다. 아래는 이번 연구에서 제작한 콜라겐 젤. 아래가 비칠 정도로 투명하다. 사진제공 한국뇌연구원
현재 주로 사용되고 있는 콜라겐 젤(위). 표면에 콜라겐 섬유를 볼 수 있다. 아래는 이번 연구에서 제작한 콜라겐 젤. 아래가 비칠 정도로 투명하다. 사진제공 한국뇌연구원

연구팀은 가로세로 1cm 공간 위에서 1.5g을 견디는 강도부터 15g을 견디는 강도까지 젤을 만든 뒤 역분화줄기세포를 배양했다. 5일간 배양하자 신경줄기세포가 됐다. 이후 이를 다시 플라스틱 배양접시에 옮겨 2주간 배양해 신경세포를 대량 생산했다. 그 뒤 신경세포의 종류를 확인할 수 있는 단백질의 존재 여부와 양을 확인했다.


그 결과 가로세로 1cm 공간에서 15g의 무게를 견딜 수 있는 강도의 젤에서 배양했을 때 대뇌피질의 신경세포를 나타내는 단백질이 1.6배 늘어난다는 사실을 밝혔다. 대뇌피질 신경세포를 대량생산할 좋은 방법을 찾은 것이다. 


연구 책임자인 고소도 책임연구원은 “뇌의 강도가 신경세포의 분화를 결정하는 중요한 요소라는 사실을 밝혔다”며 “특정 신경세포를 대량으로 만들어 신경 재생 치료에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구팀은 “알츠하이머 등 퇴행성 뇌질환에 걸리면 뇌조직의 강도가 변화한다는 최근 연구 결과가 있다”며 “이번 연구를 이용해 다양한 뇌조직 강도를 재현해 뇌질환의 원인과 발병 과정을 밝힐 수 있을 것”이라고 말했다.
 

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2019년 03월 04일 11:35 프린트하기

 

혼자보기 아까운 기사
친구들에게 공유해 보세요

네이버밴드 구글플러스

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

9 + 3 = 새로고침
###
과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

관련 태그뉴스