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[생쥐 뇌에 인간 대뇌피질 오가노이드 이식 (사진=네이처 논문 게재 사진)]

생쥐 뇌에 인간 뇌 조직을 이식하는 실험이 이뤄져 앞으로 뇌질환 연구에 활용될 수 있게 됐다고 로이터통신과 영국 BBC방송 등이 16일(현지시간) 보도했습니다.



BBC에 따르면 연구진은 실험실에서 인간 대뇌피질(cerebral cortex)의 핵심 세포 유형과 발달 특성을 재현하도록 설계한 소형 3차원 '오가노이드'(장기유사체)를 만들고, 이를 생쥐에 이식했습니다.

오가노이드는 줄기세포를 배양해서 실제 장기의 구조와 기능을 일부 모방토록 하는 세포 조직이며, 대뇌 피질은 인간 뇌에서 인지, 언어, 주의, 의사결정 등 고차원적 기능을 수행하는 부분입니다.

연구진은 피부 세포 또는 혈액 세포를 줄기세포로 재프로그램하는 방식으로 대뇌피질 오가노이드를 만들었는데, 이 인간 대뇌피질 오가노이드를 이식받을 충분한 자리가 생쥐의 뇌에 확보될 수 있도록 생쥐에 유전자 조작을 가해 생쥐의 대뇌피질과 해마로 자라게 될 세포 대부분이 발달하지 않도록 억제했습니다.

이렇게 유전자가 조작된 생쥐가 태어난 직후에 뇌에 이식된 인간 대뇌피질 오가노이드는 다양한 피질 세포 유형으로 발달하고 몇 달만에 생쥐의 신경계 전반과 연결을 형성하는 등 뇌 발달의 핵심 특성을 재현했다고 연구진은 설명했습니다.



연구진은 이식 조직에서 '폰 에코노모 뉴런'(VEN) 또는 '방추형 뉴런'이라고 불리는 드문 특수 신경세포 유형도 관찰됐다고 보고했습니다.

VEN은 인간, 유인원, 고래, 돌고래, 코끼리 등 일부 종에서만 발견되며 특정 신경 질환에 취약한 것으로 알려져 있습니다.

'생쥐에서의 인간 유래 오가노이드를 사용한 발달단계 이종피질화'라는 제목이 붙은 이 논문은 과학 학술지 '네이처'에 실렸으며, 책임저자는 스탠퍼드대 의대 수면의학부에서 정신과 및 행동과학 교수로 재직중인 세르지우 파슈카 교수 입니다.

연구진은 살아 있는 인간의 뇌 조직에는 윤리적 이유로 사실상 연구 접근이 불가능하다고 지적하면서, 이런 한계를 극복할 가능성에서 이번 연구의 중요성을 찾았습니다.

파슈카 교수는 영국 BBC 방송에 "예전에는 불가능한 방식으로 인간 뇌 기능의 양상들을 포착할 수 있는 새로운 모델이 생긴 것"이라고 설명했다.