인체 다능성 줄기세포(hPSCs)로부터 척수 신경줄기세포(NSCs)를 만들어내는데 성공함으로써 척수 손상으로 휠체어에 의지해야 하는 환자들에게 새로운 희망을 안겨줄 것인지 주목된다.

미국 캘리포니아 샌디에이고대(UCSC) 연구진은 척수를 통해 다양한 세포집단으로 분산되고 오랫동안 유지될 수 있는 척수 신경 줄기세포를 창출했다고 과학저널 ‘네이처 메소드’(Nature Method) 6일자 온라인판에 발표했다.

이에 따라 실험실에서 질병 모델을 이용한 생의학 연구뿐만 아니라 척수 손상이나 척수 질환 대체 전략에 필요한 개선되고 임상적으로 변환 가능한(translatable) 세포 원천을 구성할 수 있게 됐다.

“쥐의 손상된 척수 재생, 기능회복 지원”

최근 수년 동안 의료계에서는 인체 다능성 줄기세포에서 유래한 줄기세포를 이용해 손상됐거나 질병에 걸린 척수 복원에 필요한 새로운 척수 신경세포를 만들어내기 위해 많은 노력을 기울여 왔다. 하지만 연구는 꾸준히 진행되었으나 느리고 제한적이었다.

논문 제1저자인 히로미 구마마루(Hiromi Kumamaru) 신경과학과 박사후 연구원과 시니어저자인 마크 투진스키(Mark Tuszynski) 신경과학과 교수 겸 UC 샌디에이고 중개 신경과학 연구원장팀은 이번 연구에서 효과가 크게 진전된 것으로 보이는 척수신경 줄기세포 셀 라인을 창출했다고 밝혔다.

배양된 hPSCs 유래 NSCs를 쥐의 손상된 척수에 이식한 뒤 관찰한 결과 연구팀은 흥분성 뉴런들에서 이식편이 풍부해지고 수많은 축삭돌기를 원거리까지 확장시킴으로써 표적 구조물을 자극하고 피질척수를 강력하게 재생시켰다고 기술했다.

구마마루 연구원은 “우리는 모든 척수 신경 전구체 세포유형들을 포함한 확장 가능한(scalable) 인체 척수 신경 줄기세포 원천을 확립했다”고 강조했다.

그는 “이식편에서 이 세포들은 복부에서 등까지 척수 모든 곳에서 발견되었다”고 말하고, “마음대로 움직이는 수의 운동기능에서 매우 중요한 피질척수 축삭돌기를 포함해 성체 쥐의 손상된 척수 재생을 촉진하고, 기능 회복을 지원했다”고 밝혔다.

“3~5년 안에 인체 임상실험 예상”

투진스키 교수는, 앞으로 더 많은 연구가 필요하지만 이번에 새롭게 생성된 척수 신경줄기세포들은 3~5년 안에 인체 임상실험을 위한 개선된 근원 세포를 구성할 수 있을 것이라고 전망했다.

이들 연구팀에게는 줄기세포들이 설치류와 유인원을 대상으로 한 연구에서도 오랫동안 안전성을 유지할 수 있을 것인지, 그리고 효능이 그대로 발휘될 수 있는지를 살펴봐야 하는 과제가 남아있다.

투진스키 교수는 신경줄기세포가 질병의 모델링이나, 척수 기능부전 등의 질병 치료약물 검색에도 활용될 수 있기 때문에 이번 연구가 척수신경 손상 치료를 넘어 여러 잠재적인 유용성을 제공한다고 강조했다.

질병 모델링이나 약물 검색 대상 질환에는 저명한 물리학자 고 스티븐 호킹이 앓았던 근위축성 측색경화증과 진행성 근 위축증, 유전성 뇌성마비, 척수소뇌실조증 그리고 걸음걸이와 손 및 안구 운동의 점진적 부조화를 나타내는 유전질환 그룹 등이 포함된다.