면역 세포는 근육을 더 빨리 치유하기 위해 놀라운 기술을 사용합니다.

과학자들은 특정 면역 세포가 손상된 근육의 재생을 돕기 위해 빠르고 시냅스 같은 신호를 사용한다는 사실을 발견했습니다. 이 예상치 못한 과정은 부상 회복 및 근육 소모 질환에 대한 새로운 치료법 개발의 문을 열어줄 수 있습니다. 출처: Shutterstock

세포 수준에서 근육 조직의 자가 회복 방식은 놀라울 정도로 복잡해집니다. 신체는 모든 형태의 손상에 동일하게 반응하지 않습니다. 스포츠 부상으로 인한 갑작스러운 근육 파열은 근이영양증과 같은 질환에서 나타나는 근력의 점진적인 감소와는 크게 다릅니다.

신시내티 어린이병원 연구팀은 신체가 여러 종류의 근육 손상으로부터 회복하는 데 도움이 될 수 있는 공통적이고 예상치 못한 복구 과정을 발견했습니다. 이 연구 결과는 2025년 11월 21일 Current Biology 에 온라인으로 게재되었습니다 . 이 프로젝트는 제1저자인 Gyanesh Tripathi 박사와 교신저자인 Michael Jankowski 박사가 주도했습니다. Jankowski 박사는 신시내티 어린이병원 마취과 연구부 책임자이자 소아 통증 연구 센터 기초 과학 연구 부소장을 맡고 있습니다.

새롭게 밝혀진 메커니즘은 면역 세포의 일종인 대식세포와 관련이 있습니다. 이 세포들은 일반적으로 박테리아, 죽은 세포, 그리고 기타 원치 않는 물질을 제거하는 작은 청소부처럼 작용하는 것으로 알려져 있습니다.

뉴런과 유사한 복구 신호

"이번 연구에서 가장 놀라운 점은 대식세포가 근섬유에 이온을 전달하여 손상 후 회복을 촉진하는 시냅스 유사 특성을 가지고 있다는 것을 발견한 것입니다."라고 얀코프스키는 말합니다. "이는 말 그대로 뉴런의 작동 방식과 유사하며, 매우 빠른 시냅스 유사 방식으로 회복을 조절합니다."

과학자들은 대식세포가 근육 손상에 반응하여 염증을 일으키고, 통증에 영향을 미치고, 근육 섬유의 성장과 재생을 촉진하는 사이토카인과 케모카인을 방출한다는 사실을 오래전부터 알고 있었습니다.

통증 완화를 위한 탐색은 또 다른 혁신으로 이어진다

연구팀은 원래 수술 후 회복 기간 동안 통증을 완화하는 방법을 찾는 것을 목표로 했습니다. 심각한 부작용을 동반하는 진통제의 필요성을 궁극적으로 줄일 수 있는 단서를 찾고 있었습니다.

통증 완화를 위한 새로운 접근법을 발견하지는 못했지만, 근육 회복을 더 빠르게 촉진하는 과정을 규명했습니다. 이 발견은 향후 근육 소모증 및 급성 손상 치료법 개발을 뒷받침할 수 있습니다. 또한, 이 연구 결과는 대식세포가 궁극적으로 더 광범위한 질환을 표적으로 하는 세포 기반 치료법의 특수 "전달체" 역할을 할 수 있음을 시사합니다.

"이것들은 침투성 대식세포로, 매우 특이한 유형입니다. 이미 조직에 존재하는 대식세포가 아닙니다. 손상이 발생한 후에 침투합니다."라고 얀코프스키는 말합니다.

빠른 근육 활성화의 실시간 증거

두 가지 서로 다른 유형의 부상 마우스 모델을 사용한 실험에서, 연구진은 대식세포가 근육 조직을 형성하는 근섬유와 어떻게 상호작용하는지 살펴보았습니다. 심지어 이러한 활동의 ​​핵심 순간까지 실시간으로 포착할 수 있었습니다.

연구팀은 특수 화학 물질을 짧은 시간 동안 분사하여 대식세포를 활성화시킴으로써, 이 면역 세포들이 근섬유와 시냅스 유사 접촉을 형성하는 것을 관찰했습니다. 그 후 대식세포는 칼슘 이온을 근섬유로 직접 방출하여 초기 치유 단계를 가속화했습니다. 연구진은 10초에서 30초 사이에 손상된 근육 내부에서 발생하는 전기적 활동을 측정했습니다.

"이것은 매우 빠르게 일어납니다. 대식세포를 활성화시켜 근육을 거의 즉시 미묘하게 수축시킬 수 있습니다."라고 얀코프스키는 말합니다.

부상 및 질병 모델에서 확인된 치유 효과

동일한 유형의 대식세포 주도 신호전달은 질병과 유사한 근육 손상을 입은 쥐에게도 도움이 되었습니다. 손상을 인지한 후, 면역 세포는 해당 부위에 모여 근섬유의 활동파를 촉발했습니다. 10일 후, 이 치료를 받은 쥐는 대조군 쥐보다 훨씬 더 많은 새로운 근섬유를 가지게 되었습니다.

얀코프스키는 "두 가지 시나리오 모두에서 유사한 시냅스적 반응이 나타났습니다."라고 말했습니다.

다음 연구 단계

근육 손상 시 인간 대식세포가 동일한 방식으로 행동하는지 확인하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다. 만약 그렇다면, 연구자들은 안전하게 치료에 사용될 수 있는 방식으로 그 과정을 유도하거나 제어하는 ​​방법을 계속 연구해야 할 것입니다.

연구팀은 예상치 못한 결과에도 관심을 보이고 있습니다. 침투한 대식세포가 치유 속도를 높였지만, 급성 통증은 감소시키지 못한 것으로 나타났습니다. 이러한 현상이 발생하는 이유를 이해하면 수술을 받은 소아의 약 20%가 수술 후에도 지속적인 통증을 경험하는 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.

앞으로 연구진은 대식세포가 근육 세포에 다른 유용한 신호나 물질을 전달할 수 있는지 알아보고자 합니다.

신시내티 어린이병원의 공동 저자로는 Adam Dourson 박사, Fabian Montecino-Morales 박사, Jennifer Wayland 석사, Sahana Khanna, Megan Hofmann, Hima Bindu Durumutla 석사, Thirupugal Govindarajan 박사, Luis Queme 의학박사, 그리고 Douglas Millay 박사가 있습니다. 신시내티 어린이병원의 생물분석 및 영상 시설 또한 이 연구에 기여했습니다.

이 연구에 대한 자금은 미국 국립보건원(R01NS105715, R01NS113965, R61/R33AR078060, R01AR068286, R01AG082697)과 신시내티 어린이병원 연구재단에서 제공한 보조금으로 지원되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251124075330.htm