최초로 유도된 살아있는 인간 신경 조직

 펜실베니아 의대 연구원들에 따르면 살아있는 인간신경세포를 손상된 신경조직의 이식치료에 쓰일 수 있도록 하나의 조직으로 구성할 수 있다고 한다. 이러한 발견은 신경외과지 2월호에 게재되었다.

 “우리는 하나의 묶음으로 이식될 수 있는 미니신경계인 3차원 신경조직을 창조했다.” 이 연구의 주요책임자인 펜실베니아 신경외과 교수이자 두뇌손상치료 과장인 더글라스 H 스미스는 설명한다.

 신경계 치료를 위한 이식이 동물실험에서는 어느 정도 가능성을 보여주었지만, 인간에 있어서는 임상에 쓰일 확실한 뉴런이 거의 없으며 환자들의 광범위한 신경손상부위를 연결할 적절한 접근법이 없다.

 이 실험 전의 신축성 실험(The Stretch Test)에서 스미스팀은 기계적인 장력에 반응하여 축색돌기로 알려진 신경섬유계가 자라도록 유도할 수 있었다. 스미스팀은 쥐 척추의 신경절에 있는 신경(척수 바로 바깥에 위치한 신경다발)을 플라스틱 영양배지에 올려놓았다. 각각의 배지에 있는 신경으로부터 축색돌기가 빠르게 자라났으며, 또 다른 배지에 있는 신경과 연결되었다. 배지들은 길이가 긴 살아있는 축색돌기를 형성하는 컴퓨터조절전동시스템에 의해 며칠 간 천천히 분리되었다.

 이렇게 배양된 신경은 둥근젤리처럼 굴려진 콜라겐주형 속에 주입된 후 척수가 손상된 쥐에게 이식되었다. 4주간의 실험 후에 연구팀은 배지에서 형성되었던 신경구조가 유지된다는 것 그리고 양끝에 있는 뉴런과 이 뉴런을 연결하는 축색돌기가 이식과정에서 살아남는 것을 발견하였다. 더욱 중요한 것은 이식을 받는 숙주조직에 인접한 신경의 끝에 있는 축색돌기가 신경조직의 다리 역할을 하는 쥐 숙주조직과 연결되기 위해 콜라겐 벽까지 신장되었다는 점이다.

다음 단계

 현재 과학자들은 다음 단계의 실험을 하고 있으며, 이 기술을 인간 신경 조직에 적용하고 있다. 스미스와 그의 팀은 이식가능한 신경조직을 조절하기 위해 인간의 척수로부터 신경절 뉴런을 구해두었다.

 뿌리신경절뉴런(The root ganglia neurons)은 전기신경절절제술에 의해 16명의 살아있는 환자들에게서 추출했으며, 흉부뉴런은 장기기증자로부터 추출하였다. 이렇게 얻어진 뉴런들은 정제가 된 후 특수하게 디자인된 성장기계 속에 넣어졌다. 신축성신장기술을 이용하여 축색돌기들은 원하는 길이가 될 때까지 며칠 동안 반대 방향으로 당겨졌다.

 뉴런은 신경섬유에 전기적인 신호를 전달하는 활동전위(action potential)를 생성하며 최소 3주간 생존했다. 축색돌기는 최초의 살아있는 인간신경조직구조를 형성하며 하루에 1mm 총 1cm까지 자라났다.

 스미스 교수에 따르면 “이 실험은 성인의 신경세포가 유효성, 생존력, 수용력에 따라 이식이 가능하도록 조절될 수 있음을 보여주는 것이다. 우리는 또한 살아있는 환자에게서 추출한 이러한 뉴런이 동종이식을 위한 장기기증과 마찬가지로 자가이식이 가능할 것이라는 것을 알았다.”