과학자들은 줄기세포를 이용해 뇌졸중 손상을 되돌린다

이 이미지는 뇌졸중과 신경줄기세포 이식 후 마우스 뇌의 관상면 단면을 보여줍니다. 점선 원은 뇌졸중 부위를 나타냅니다. 이식된 인간 세포의 신경돌기 돌기는 짙은 갈색으로 염색되어 있습니다. 신경돌기는 피질(CX)까지 국소적으로 뻗어 있지만, 뇌량(CC)을 통해 반대쪽 뇌반구로도 뻗어 있습니다. 출처: 취리히 대학교

취리히 대학교 연구진은 줄기세포 이식이 뇌졸중 손상을 되돌릴 수 있다고 보고했습니다. 줄기세포 이식의 유익한 효과에는 신경 세포 재생과 운동 기능 회복이 포함되며, 이는 뇌 질환 치료에 있어 획기적인 진전을 이룹니다.

성인 4명 중 1명은 평생 뇌졸중을 겪으며, 그중 약 절반은 내출혈이나 산소 공급 부족으로 뇌세포가 돌이킬 수 없이 파괴되어 마비나 언어 장애와 같은 후유증을 남깁니다. 현재 이러한 손상을 복구할 수 있는 치료법은 없습니다. 취리히 대학교(UZH) 재생의학 연구소 신경퇴행 그룹 과학부장 크리스티안 타켄버그는 "이러한 이유로 질병이나 사고 후 잠재적인 뇌 재생을 위한 새로운 치료법을 모색하는 것이 필수적입니다."라고 말합니다.

타켄버그와 박사후연구원 레베카 베버가 이끄는 연구팀은 서던캘리포니아대학교 루슬란 러스트 교수가 이끄는 연구팀과 공동으로 진행한 두 건의 연구에서 신경줄기세포가 뇌 조직을 재생시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 설득력 있게 입증했습니다. 타켄버그 교수는 "이번 연구 결과는 신경줄기세포가 새로운 뉴런을 형성할 뿐만 아니라 다른 재생 과정도 유도한다는 것을 보여줍니다."라고 말했습니다.

줄기세포에서 새로운 신경 세포

이 연구는 신경계의 다양한 세포 유형을 형성할 수 있는 인간 신경줄기세포를 사용했습니다. 이 줄기세포는 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell)에서 유래되었으며, 유도만능줄기세포는 정상적인 인간 체세포로부터 생산될 수 있습니다. 연구진은 연구를 위해 생쥐에게 영구적인 뇌졸중을 유발했는데, 그 특징은 인간의 뇌졸중 증상과 매우 유사했습니다. 이 생쥐들은 인간 줄기세포를 거부하지 않도록 유전자 변형되었습니다.

뇌졸중 유발 1주일 후, 연구팀은 손상된 뇌 영역에 신경줄기세포를 이식하고 다양한 영상 및 생화학적 방법을 사용하여 이후의 발달 과정을 관찰했습니다. 타켄버그는 "줄기세포가 5주간의 전체 분석 기간 동안 생존했으며, 대부분이 뉴런으로 전환되어 이미 존재하는 뇌세포와도 소통하는 것을 확인했습니다."라고 말했습니다.

뇌는 스스로 재생한다

연구진은 또한 새로운 혈관 형성, 염증 반응 과정의 완화, 혈액-뇌 장벽의 완전성 향상 등 재생의 다른 지표들을 발견했습니다. 타켄버그는 "이번 분석은 이식 직후의 즉각적인 효과에 초점을 맞춘 다른 연구들의 범위를 훨씬 뛰어넘습니다."라고 설명했습니다. 다행히 쥐에게 줄기세포 이식을 시행한 결과 뇌졸중으로 인한 운동 장애도 회복되었습니다. 이는 AI 기반 쥐 보행 분석을 통해 부분적으로 입증되었습니다.

임상 적용이 현실에 한 걸음 더 다가가다

타켄버그는 연구를 설계할 당시 이미 인간 임상 적용을 염두에 두고 있었습니다. 예를 들어, 줄기세포는 동물 유래 시약을 사용하지 않고 제조되었습니다. 취리히에 있는 연구팀은 교토 대학교 iPS 세포 연구 및 응용 센터(CiRA)와 협력하여 이를 위한 명확한 프로토콜을 개발했습니다. 이는 인간 치료의 잠재적 적용에 중요합니다. 또 다른 새로운 통찰력은 줄기세포 이식이 뇌졸중 직후가 아니라 일주일 후에 수행될 때 더 효과적이라는 것입니다. 이는 두 번째 연구에서 입증되었습니다. 임상 환경에서 이러한 시간적 여유는 치료 준비 및 시행을 크게 촉진할 수 있습니다.

연구의 고무적인 결과에도 불구하고, 타켄버그는 아직 해야 할 일이 남아 있다고 경고합니다. "위험을 최소화하고 인간에게 적용할 수 있는 가능성을 단순화해야 합니다."라고 그는 말합니다. 타켄버그 연구팀은 루슬란 러스트와 다시 협력하여 현재 뇌에서 줄기세포의 무분별한 성장을 막는 일종의 안전 스위치 시스템을 개발하고 있습니다. 뇌 이식보다 훨씬 더 현실적인 혈관 내 주사를 통한 줄기세포 전달 방법 또한 개발 중입니다. 타켄버그는 유도 줄기세포를 이용한 파킨슨병 치료를 위한 초기 임상시험이 이미 일본에서 진행 중이라고 보고합니다. "뇌졸중은 임상시험이 가능해질 다음 질병 중 하나가 될 수 있습니다."

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250916221821.htm