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척추의 '마법 뉴런', 마비된 사람들 다시 걷게 하다

  • 기자명 김윤경 기자
  • 입력 2022.11.10 10:00
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출처=셔터스톡
출처=셔터스톡

사고로 전신마비가 된 환자에 대한 영구적인 치료법은 없다. 그리고 지난 2017년 네이처에 발표된 연구에 따르면, 이들의 고통은 매우 커서 부분적으로 마비된 환자의 22%, 완전히 마비된 환자의 36%가 자살한다는 연구 결과도 있다. 

그런데 최근 스위스 로잔 연방 공과대학(Swiss Federal Institute of Technology Lausanne)의 신경과학자 그레그와르 쿠르틴(Grégoire Courtine)과 연구팀은 5개월간의 전기 자극, 운동, 그리고 재활 프로그램을 통해 심각한 척수 손상(Spinal cord injury: SCI)을 입은 9명의 척추 마비 환자를 추적 관찰했다. 이른바 경막외 전기자극(EES) 치료를 받은 9명의 환자 모두 도움 없이 걸을 수 있는 능력을 되찾았다. 이 내용의 논문은 네이처에 발표됐다. 

그동안 ESS 치료를 받은 환자들 가운데 회복된 경우가 꽤 있다. 그러나 왜, 어떻게 작용하는지는 명확하게 밝혀지지 않았다. 연구팀은 SCI 환자의 이동성을 회복할 수 있는 뉴런을 확인했다고 주장했다. 

연구팀은 "(9명의 환자에서) 걷기의 지속적인 회복은 재활 치료가 척수를 개조한다는 것을 시사했다"고 말했다. 우리는 이러한 리모델링이 보행 중 뉴런의 활동에 반드시 반영되어야 한다"고 밝혔다. 

출처=네이처
출처=네이처

연구팀은 인간의 EES 재활치료와 유사한 특성을 가진(척수가 손상된) 쥐 모델을 만들어 실험했다. 연구팀은 척수를 가로지르는 신경세포의 특정 집단에서 어떤 유전자가 활성화되는지를 파악, 세포의 위치를 기반으로 한 도표를 만들었다. 그리고 나서 회복 과정 동안 어떤 신경세포 집단이 가장 중요한지를 결정하기 위해 컴퓨터 프로그램을 이용했다.

이를 통해 SCVsx2, Hoxa10 두 개의 마커(marker)를 발현하는 쥐 척수에 있는 뉴런의 특정 하위 집단이 전기 자극을 받은 후 활성화된 것을 발견했다. 즉, 쥐들은 이 뉴런들의 개체군을 활성화했을 때 걸을 수 있는 능력을 회복했다.  

이 가운데 Hoxa10 뉴런은 정상인의 보행 동작에 필요하지 않지만 회복 촉진 세포의 일종으로, EES 치료 중 촉발되어 잃어버린 신경 연결을 다시 확립하고 마지막으로 만성 마비를 가진 환자가 걸을 수 있게 할 수 있다고 연구팀은 밝혔다.

쿠르틴은 "그러나 이 뉴런들만이 회복에 역할을 하는 것은 아닐 것이며 다른 뉴런들 또한 중요할 수 있다"고 밝혔다. 이러한 세포를 찾고 EES의 영향을 더 이해하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다는 말이다.

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