‘인간 미니 뇌’ 이식 생쥐… 걷기-기억 능력 살아났다

美스탠퍼드 연구팀 네이처 발표 뇌 결손 쥐에 오가노이드 이식 대뇌피질 90% 채워 척수 연결 사람 뇌 질환 치료법 모색 도움 게티이미지뱅크 인간의 대뇌피질을 모사한 장기 유사체(오가노이드)를 대뇌피질 결손 생쥐에게 이식하자 대뇌피질이 담당하는 일부 운동 능력과 기억 능력이 개선됐다. 세르지우 파슈카 미국 스탠퍼드대 의대 정신의학 및 행동과학과 교수가 이끈 연구팀은 대뇌피질 대부분이 결손된 상태로 태어난 생쥐에게 인간 대뇌피질 오가노이드를 이식한 연구 결과를 16일(현지 시간) 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다. 오가노이드는 줄기세포를 배양해 실제 장기의 구조와 기능을 재현한 미니 장기다. 인간의 줄기세포로 만든 오가노이드를 생쥐에게 이식하면 살아 있는 생물의 체내에서 기능하는 조직을 조작하면서 실시간으로 변화를 추적할 수 있다. 인간 뇌 오가노이드를 정상 생쥐에게 이식하긴 어렵다. 생쥐 두개골의 공간이 제한적이기 때문이다. 생쥐에게 원래 있던 신경세포와 인간 뇌 오가노이드 속 신경세포가 성장 과정에서 경쟁해 통합되지 않는 어려움도 있다. 연구팀은 유전자를 변형해 발달 초기부터 신피질과 해마 등이 제대로 형성되지 못한 ‘대뇌피질 결손 생쥐’를 만들었다. 그런 뒤 갓 태어난 대뇌피질 결손 생쥐에게 인간 뇌 오가노이드를 이식해 오가노이드가 생쥐 뇌와 함께 성장하도록 했다. 그 결과 생쥐 대뇌피질의 빈자리 90%를 인간 뇌 조직이 채웠다. 인간 뇌 오가노이드의 신경망은 생쥐의 척수와도 연결됐다. 오가노이드를 이식한 생쥐는 그렇지 않은 대뇌피질 결손 생쥐보다 더 자연스럽게 걸었다. 두 종류의 생쥐를 미로에 넣고 생쥐가 방금 방문한 통로를 기억해 새로운 통로를 선택하는 작업 기억 능력도 평가한 결과 오가노이드를 이식한 생쥐는 대뇌피질 결손 생쥐보다 길을 더 잘 기억했다. 연구팀은 “이번 실험은 엄격한 윤리 지침에 따라 수행됐다”며 “인간의 뇌에서 발생할 수 있는 질병을 관찰하며 치료법을 찾는 데 활용될 수 있다”고 밝혔다. © dongA.com All rights reserved. 무단 전재, 재배포 및 AI학습 이용 금지 좋아요 0개 슬퍼요 0개 화나요 0개 지금 뜨는 뉴스