뇌졸중 후 뇌 회복 대한 주요한 요소 규명

뇌 회복 촉진 위한 새로운 치료 전략 기대







최근 생명공학정책연구센터의 보건의료 기술동향 보고에 따르면 뇌졸중 후 회복에 있어서 성장 및 분화 인자 10(GDF10, Growth and Differentiation Factor 10)가 중요한 핵심 치료 요소가 될 수 있는 가능성이 제시됐다.



뇌졸중은 뇌의 혈관이 막혀서 주변 조직들에 필수적인 영양공급이 방해되었을 때 발생하는데 뇌 조직은 산소와 영양소 공급이 중단되면 죽기 시작한다.

일단 조직이 죽기 시작하면 신경세포의 축색돌기 성장 등과 같은 복구 기작이 활성화됨으로써 뇌는 손상을 복구하기 위한 시도를 하게 된다.

축색돌기가 뻗어나오는 과정에서 건강한 신경세포는 새로운 사출을 통해 뇌졸중에 의해 손실되거나 손상된 연결의 일부를 복구하고 새로운 연결을 만들어 냄으로써 부분적인 복구를 완성한다.

이 연구 전에는 무엇이 신경세포 축색돌기가 자라나도록 촉발하는지 규명되지 않았었다.



캘리포니아 주립대학교 로스앤젤레스의 David Geffen 의과대학의 S. Thomas Carmichael 박사와 동료들은 GDF10이 어떻게 축색돌기 사출 과정에 기여하는지 규명하기 위해 사람 조직부검과 함께 뇌졸중 동물모델을 조사했으며 Carmichael 박사 팀은 GDF10이 뇌졸중 직후에 바로 활성화되는 것을 발견했다.

이에 연구진은 배양접시 내에서 설치류와 사람 신경세포를 이용해 GDF10이 뇌세포들 간의 메시지를 수송하는 신경사출인 축색돌기의 길이에 미치는 영향을 실험한 결과 GDF10이 축색돌기의 성장을 촉진하고 축색돌기의 길이를 증가시킨다는 사실을 알아냈다.

Carmichael 박사는 GDF10이 매우 다양한 종류의 신경세포들의 성장을 일으켰으며 이 중에는 줄기세포로부터 유래한 사람 신경세포도 포함된다고 밝혔다.



연구진은 GDF10이 뇌졸중 후 기능적인 회복에도 중요하게 관여한다는 것도 확인했다.

뇌졸중 생쥐 모델에 GDF10을 처리하고 회복을 테스트하기 위해 다양한 운동 임무를 부여했는데 그 결과 GDF10 수준의 증가는 뇌졸중 후 보다 빠른 회복과 연관되어 있었다.

연구진이 GDF10을 막았을 때 동물들은 뇌에서 회복 기작이 작동되지 않아 운동 임무 수행이 불가능했다.

GDF10이 새로운 연결을 지속적으로 발생시키는 것.

이는 살아있는 동물과 함께 배양기 내의 설치류 피질 신경세포와 사람 신경세포에서도 관찰됐다.



Carmichael 박사 팀은 GDF10이 뇌졸중 복구와 관련된 유전자에 미치는 영향과 신경세포 간의 연결을 일으키는 과정인 발생, 학습 및 기억에 관여하는 유전자에 미치는 영향을 비교 분석했는데 유사성이 거의 없었다.

뇌 손상 후에 발생하는 재생은 뇌의 독특한 프로그램이라는 것을 의미한다.



NINDS의 프로그램 책임자인 Francesca Bosetti 박사는 “이러한 발견은 뇌졸중 후 회복의 기작을 설명하는데 도움이 되며 이 핵심 단백질을 규명함으로써 뇌가 어떻게 뇌졸중의 심각한 영향으로부터 자신을 치유하는지에 대한 지식을 진전시킬 것”이라며 “더 나아가 회복을 촉진하기 위한 새로운 치료 전략을 개발할 수 있도록 돕게 될 것”이라고 강조했다.



Nature Neuroscience에 게재된 이번 연구는 美 국립보건원 산하 국립 신경질환 및 뇌졸중 연구소(NINDS)에서 지원했다.