[어니스트뉴스=손시훈기자] 척수손상에 의해 유발된 신경병증 통증 치료에 배아줄기세포 유래 GABA 신경세포 이식이 효과가 있다는 것이 처음 밝혀져 앞으로 다양한 원인에 의해 발생되는 신경병증 통증 치료에 배아줄기세포를 활용한 세포치료제 개발이 크게 활성화 될 것으로 기대된다.

교육과학기술부(장관 이주호)는 21세기 프론티어연구개발사업 세포응용연구사업단의 지원을 받는 "연세의대 생리학교실 김동욱∙임중우 교수팀“이 척수 손상으로 만성적 통증이 유발된 쥐에 배아줄기세포로부터 분화된 GABA 신경세포를 이식하였을 때 통증이 사라지는 통증완화 효과를 얻었다고 밝혔다.

척추가 손상이 된 환자는 주로 손상 아래 부위에서 운동마비증상을 겪는 것으로 알려져 있으나 실제 환자의 2/3 가량은 이질통(allodynia) 및 과민통(hyperalgesia)과 같은 만성적인 신경병증 통증에 시달리고 있고, 이 중 1/3 가량은 극심한 통증에 시달리고 있는 것으로 학계에 보고되었다. 이 통증은 일상생활이 어려움은 물론 환자가 재활치료를 받을 의지를 저해하고, 심한 경우에는 우울증을 수반하며 그 결과 자살을 유발하기도 한다.

정상상태

① 말초 감각신경 : 말초에서부터 척수로 들어오는 감각신경
② GABA 신경세포 : 억제성 신경세포의 한 종류로 말초 감각신경이 척수신경과 연접(synapse)하는 부위에서 두 신경간의 신호전달의 강도를 적절히 조절한다.
③ 척수 (spinal cord)
④ 척수신경 : 말초 감각신경으로부터 감각 신호를 받아 대뇌에 전달하는 신경

척추손상

① 척추 손상 (병변 부위)
② 병변 부위에서 GABA 신경세포가 소실되어 말초 감각신경으로부터 오는 감각신호를 적절히 조절 및 억제하지 못한다.
③ 말초 감각신경에서 전달된 신호가 적절히 억제되지 못하여 과도하게 증폭된 통각의 신호가 대뇌에 전달되어 심한 통증을 느끼게 된다.

척수손상 후 줄기세포 이식 및 통증 완화

지금까지 알려진 신경병증 통증 발생의 주요 원인 중 하나는 척수 손상 후 척수 내에서 억제성 신경세포인 GABA 신경세포가 병변 주변에서 많이 소실되는 것이다. 그 결과 말초에서 오는 통각신호가 억제되지 못하고 증폭되어 과도한 통증을 유발하게 된다.

연구진은 배아줄기세포를 GABA 신경세포로 분화시켜 이식함으로써 척수 손상에 의해 소실된 GABA 신경세포를 대체하게 하고, 그로 인해 척수손상에 의해 유발된 만성적 통증을 치료할 수 있는 가능성을 확인하였다.

연구진은 배아줄기세포를 고수율로 GABA 신경세포로 분화시킨 후 척수손상에 의해 통증이 유발된 쥐 모델[척수를 반절단(hemisection)한 손상모델]에 이식한 후 행동검사 및 전기생리검사를 통해 통증증상이 회복되는가를 추적 관찰하였다.

그 결과 줄기세포 이식 5주 후부터 대조군에 비해 통증 증상이 완화되다가, 6주 이후부터 거의 정상 쥐만큼 회복되는 것을 관찰하였다. 또한 전기생리검사를 통해서도 척수손상에 의해 증폭된 통증신호가 GABA신경세포의 이식에 의해 감소되는 것을 확인하였다. 더불어 조직검사 결과 이식된 세포는 쥐의 척수 안에서 잘 생존하여 GABA 신경세포의 특성을 보이는 것을 확인하였다.

이러한 결과를 통해 연구진은 척수손상에 의해 발생하는 만성적인 통증을 배아줄기세포에서 분화된 GABA신경세포의 이식을 통해 치료할 수 있다는 가능성을 제시하였고, 그 작용기전에 대한 생리학적인 근거를 제시하였다.

이번 연구 성과는 줄기세포분야의 세계적인 권위지인 줄기세포(Stem Cells)지 2010년 9월 16일자 인터넷판에 소개되었고, 곧 정식으로 게재될 예정이다.

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