국내 연구진이 많은 신경 회로망들이 복잡하게 연결된 뇌 조직을 실제 세포 배양에 쓰이는 생체재료(3차원 체외환경) 내에서 구현하는 기술을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 최낙원 박사, 허은미 박사 팀으로 구성된 공동 연구팀은 콜라젠 섬유를 특정 방향으로 정렬할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발해 콜라젠 안에서 신경세포를 3차원 배양할 때 세포 축삭의 성장 방향을 유도할 수 있도록 했다고 13일 밝혔다.

공동 연구팀은 이 기술을 적용해 뇌 안에 있는 해마의 CA3, CA1(대뇌변연계의 양 쪽 측두엽에 존재하는 해마 내 부위이며 학습과 기억을 담당)에서 추출한 신경세포들이 정렬된 콜라젠 섬유를 따라 분화, 성장하면서 시냅스를 형성하는 CA3-CA1 신경 회로망을 재구축하는데 성공했다. 또 신경 회로망이 구조적 연결성뿐만 아니라 기능적 연결성도 갖췄음을 실험적으로 증명했다.

이번 연구 성과는 실제 세포 배양에 쓰이는 생체재료(3차원 체외 환경) 내에서 방향성 구현이라는 난제를 해결하고, 해부학적으로 뚜렷하게 구별되는 많은 신경 회로망들이 서로 복잡하게 연결된 뇌 조직을 체외환경에서 재구축했다는 것에 큰 의미가 있다.

최낙원 박사는 "정상적인 신경 회로망뿐만 아니라 알츠하이머 병, 파킨슨 병 등 비정상적인 질병 상태의 신경 회로망까지 재구축하는데 적용될 수 있다"고 말했다.

허은미 박사도 "이번 기술을 환자 유래 줄기세포 기술과 융합한다면 다양한 뇌질환·장애와 신경 회로망의 기능 장애와의 연관성을 이해하는데 한발짝 더 다가갈 수 있을 것"이라고 전망했다.

김달호 기자

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