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출처 : 한국분자 · 세포생물학회

신경 재생 연구의 현재와 미래

조용철 (고려대학교 생명과학과)

인간을 포함한 고등동물은 다른 생물종에서 볼 수 없는 특화된 시스템으로 신경계를 지니고 있다. 신경계를 통해 동물은 기초 생명 활동을 위한 호흡/운동/감각인지로부터, 기억/학습과 같은 고등 기능을 수행할 수 있다. 개체의 생명이 유지되는 동안 신경계는 그 구조와 기능을 온전히 유지해야 하며, 만일 신경계가 내/외적 원인으로 인해 손상당하거나, 퇴행이 진행되면 지속적인 통증유발 및 영구적 기능상실 등으로 인해 생명 유지가 불가능해 지는 상황에 이르게 될 수 있다.

신경계를 이루는 최소 단위의 하나인 신경세포는, 다른세포에서 찾을 수 없는 독특한 고유 구조를 가지고 있다. 신경세포의 axon(축삭)이 그러한 특이 구조중 하나인데, 이는 신경세포체로부터 가늘고 길게 뻗어나와, 목표 부위에 연접을 이루어 전기생화학적 신호전달을 담당한다. 경우에 따라 axon은 짧게는 수십 micrometer에서 길게는 수 백 centimeter에 달하며, 세포체와 함께 단 하나의 세포로서 구조를 완성한다는 점이 특이 사항이다. Axon은 신경세포의 기능 유지를 위해 필수불가결하여, 평생 그 구조를 안전하게 유지하여야 한다. 그런데 이렇게 가늘고 긴 axon이 신체의 각 부위에 뻗어 있음으로 인해, axon은 다양한 내/외부적 손상 요인에 노출될 위험이 커지게 된다.

척추동물의 신경계는 뇌와 척수로 구성된 중추신경계와 그 이외의 신경계인 말초신경계로 간략히 나눌 수 있는데, 이 둘의 신경계는 손상에 대한 반응 및 그 결과가 서로 상이하다. 일반적으로 손상 이후 어느 정도 자발적 재생이 가능한 말초신경과는 다르게, 중추신경은 손상에 실패하여 많은 경우 신경 세포 퇴행 및 사멸, 그에 따른 영구적 기능 상실이 초래된다. 이와 관련한 흥미로운 현상 중 하나로, 척수신경 뒤뿌리절(DRG, dorsal root ganglion) 신경의 재생 과정을 예로 들 수 있다.

DRG neuron은 pseudo-bipolar neuron으로, 두 개의 axon을 뻗고 있는데, 하나의 axon은 말초신경계로 다른 하나는 중추신경계로 뻗어 목표 조직에 연접을 이루고 있다. 그런데 이 DRG neuron의 경우 말초신경계에 속하는 axon이 손상당하면 일정 시간 이내에 자발적인 재생이 어느 정도 이뤄지는 반면, 같은 신경세포의 중추신경계 axon이 손상당하면 재생 속도가 현저히 떨어지며, 대부분의 경우 자발적으로 완전하게 재생하지 못하고 기능을 상실하게 된다. 이렇게 하나의 신경세포에서 조차 어느 신경계에 속하느냐에 따라 손상 이후 전혀 다른 결과를 보이게 된다.

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