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뇌졸중 후 뇌 회복의 주요한 요소 규명
美 국립보건원 지원연구에서 발작 회복을 촉진하게 하는 단백질을 확인

□ 생쥐, 원숭이 및 사람의 뇌 조직을 조사한 결과, 뇌졸중 후 회복 기작에서 성장 및 분화 인자 10(GDF10, Growth and Differentiation Factor 10)이라고 알려진 분자가 중요한 역할을 수행함을 발견 

  ㅇ 이 발견은 뇌졸중 후 회복에 있어서 GDP10이 중요한 치료가 될 수 있는 가능성을 제안

  ㅇ Nature Neuroscience에 게재된 이번 연구는 美 국립보건원 산하 국립 신경질환 및 뇌졸중 연구소(NINDS)에서 지원

  ㅇ 이러한 발견은 뇌졸중 후 회복의 기작을 설명하는데 도움이 되며 이 핵심 단백질을 규명함으로써 뇌가 어떻게 뇌졸중의 심각한 영향으로부터 자신을 치유하는지에 대한 지식을 진전시킬 것이라고 NINDS의 프로그램 책임자인 Francesca Bosetti 박사는 언급

  ㅇ 더 나아가 회복을 촉진하기 위한 새로운 치료 전략을 개발할 수 있도록 돕게 될 것이라고 강조

□ 뇌졸중은 뇌의 혈관이 막혀서 주변 조직들에 필수적인 영양공급이 방해되었을 때 발생

  ㅇ 뇌 조직이 산소와 영양소 공급이 중단되면 죽기 시작

  ㅇ 일단 조직이 죽기 시작하면 신경세포의 축색돌기 성장 등과 같은 복구 기작이 활성화됨으로써 뇌는 손상을 복구하고자 시도

  ㅇ 축색돌기가 뻗어나오는 과정에서 건강한 신경세포는 새로운 사출을 통해 뇌졸중에 이해 손실되거나 손상된 연결의 일부를 복구하고 새로운 연결을 만들어 냄으로써 부분적인 복구를 완성

  ㅇ 이 연구 전에는 무엇이 신경세포 축색돌기가 자라나도록 촉발하는지는 규명되지 않았음

【그림 설명】뇌에서의 연결의 증가

배양용기 내 신경세포에 GDF10을 가하자 뇌 세포들간의 새로운 연결을 형성
이 과정은 뇌졸중 후 회복으로 이끌 수 있는 가능성.
* 제공 : 캘리포니아 주립대학 로스앤젤레스 David Geffen 의과대학 S. Thomas Carmichael 박사

□ 지난 연구들은 축색돌기의 사출 초기단계에 GDF10이 관여하고 있음을 제안하였지만 그 과정에서의 정확한 역할은 불분명

  ㅇ 캘리포니아 주립대학교 로스앤젤레스의 David Geffen 의과대학의 S. Thomas Carmichael 박사와 동료들은 GDF10이 어떻게 축색돌기 사출 과정에 기여하는지 규명하기 위해 면밀한 관찰을 시도

□ 사람 조직부검과 함께 뇌졸중 동물모델을 조사하여 Carmichael 박사 팀은 GDF10이 뇌졸중 직후에 바로 활성화됨을 발견

  ㅇ 그리고 나서 배양접시 내에서 설치류와 사람 신경세포를 이용하여 연구진은 GDF10이 뇌세포들간의 메시지를 수송하는 신경사출인 축색돌기의 길이에 미치는 영향을 실험

  ㅇ GDF10이 축색돌기의 성장을 촉진하고 축색돌기의 길이를 증가시킴을 발견

  ㅇ Carmichael 박사는 GDF10이 매우 다양한 종류의 신경세포들의 성장을 일으켰으며 이 중에는 줄기세포로부터 유래한 사람 신경세포도 포함된다고 언급

□ 그들 연구진은 또한 GDF10이 뇌졸중 후 기능적인 회복에도 중요함을 발견

  ㅇ 그들은 뇌졸중 생쥐 모델에 GDF10을 처리하고 회복을 테스트하기 위하여 다양한 운동 임부를 부여

  ㅇ 그 결과 GDF10 수준의 증가는 뇌졸중 후 보다 빠른 회복과 연관되어 있었음

  ㅇ 연구진이 GDF10을 막았을 때, 동물들은 뇌에서 GDF10의 회복을 위한 신호로써의 정상적인 수준에 도달하지 않았으며 회복 기작이 작동되지 않아서 운동 임무 수행이 불가능

□ 연구진은 GDF10이 분석의 모든 수준에 걸쳐 새로운 연결을 지속적으로 발생시키는 것에 대해 놀랐다고 언급

  ㅇ 살아있는 동물과 함께 배양기 내의 설치류 피질 신경세포와 사람 신경세포에서도 관찰

  ㅇ 이는 달리기 위한 도전장이지만 우리가 테스트한 모든 수준에서 GDF10의 영향은 지속되었다고 Carmichael 박사는 언급

□ 지금까지 뇌의 복구 기작은 발생 과정에서 발생하는 것과 유사하다고 광범위하게 믿어져왔음

  ㅇ Carmichael 박사 팀은 GDF10이 뇌졸중 복구와 관련된 유전자에 미치는 영향과 신경세포 간의 연결을 일으키는 과정인 발생, 학습 및 기억에 관여하는 유전자에 미치는 영향에 대한 비교 분석을 심층적으로 수행

  ㅇ 놀랍게도 거기에는 유사성이 거의 없었으며 GDF10은 발생이나 학습 및 기억에 관여하는 유전자들과는 전혀 다른 유전자들에 영향을 미침을 발견

  ㅇ 손상 후에 발생하는 재생은 뇌의 독특한 프로그램임을 발견

    - 이는 신경 시스템이 형성되는 때에 일어난 동일한 기작을 이용하는 단순한 발생 2.0이 아니라고 Carmichael 박사는 강조

□ GDF10이 뇌졸중 회복을 위한 잠재적인 치료라 될 수 있을지 여부를 결정하기 위해서는 추가적인 연구가 필요

  ㅇ 이 연구는 국립 신경질환 및 뇌졸중 연구소(NS085019, NS086431)와 미국 심장 협회(09SDG2310180)의 지원으로 수행

ㅇ 국립 신경질환 및 뇌졸중 연구소(NINDS)

 - 국가 차원에서 뇌와 신경 시스템에 관한 연구에 대한 지원을 선도

 - 뇌와 신경 시스템에 대한 근본적인 지식을 찾고 신경질환의 부담을 경감하기 위해 사용하는 것이 미션

ㅇ 미 국립보건원에 대하여 : 미 국립보건원은 국가에서 설립한 의료 연구기관으로 27개 연구소와 센터로 구성. 기초, 임상 및 중개 의료 연구를 지원하는 주요 연방기관이며 질환들의 원인, 대처 및 치료를 연구하고 있음. 보다 많은 정보가 필요한 경우 www.nih.gov를 방문하기 바람

 
참고문헌
Li S et al. “GDF10 is a signal for axonal sprouting and functional recovery after stroke.” Nature Neuroscience, October 26, 2015.

* 출처 : nih 보도자료(2015년 10월 27일)
        (http://www.nih.gov/news/health/oct2015/ninds-27.htm)

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