지금까지 뇌졸중 치료는 발병 후 몇 시간 내에 이루어져야 하는 '시간과의 싸움'이었다. 많은 환자분들이 이 짧은 골든 타임을 놓쳐 적절한 치료를 받지 못하는 경우가 많았다. 하지만 이번 연구는 뇌졸중으로 손상된 뇌 조직이 줄기세포 이식을 통해 발병 1주일 뒤에도 회복될 수 있음을 동물 실험으로 입증됐다. 이는 치료의 문턱을 대폭 낮추고, 더 많은 환자들에게 회복의 기회를 제공할 수 있다는 점에서 혁명적인 진전이라고 할 수 있다.

뇌 스스로 회복력을 높이는 줄기세포의 힘

미국 서던캘리포니아대(USC)와 스위스 취리히연방공대 공동 연구팀은 사람의 혈액세포를 신경줄기세포로 전환하여 뇌졸중이 유발된 쥐의 손상 부위에 이식하는 방식으로 연구를 진행했다. 5주간의 추적 관찰 결과, 줄기세포를 이식받은 쥐들은 신경망 성장과 혈관 형성이 뚜렷하게 증가했고 염증은 줄어들었다.

특히 이식된 줄기세포 중 상당수가 뇌세포 활동의 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 하는 '감마아미노낙산(GABA)성 신경세포'로 분화되었다는 점이 주목할 만 하다. 이는 줄기세포가 단순히 손상된 부분을 채우는 것을 넘어, 뇌 자체의 재생력을 북돋아 주고 신경 회로를 재건하는 데 기여할 수 있음을 보여주고 있다.

연구팀은 인공지능(AI) 기반 행동 분석 도구를 활용하여 쥐의 미세한 움직임을 정량적으로 추적했다. 그 결과 줄기세포 이식 쥐는 5주 후 미세 운동 기능을 완전히 회복하고 보행 패턴 또한 유의미하게 개선된 것을 확인했다. 이러한 정밀한 데이터는 줄기세포 치료의 효과에 대한 신뢰를 더욱 높여준다.

이번 연구는 줄기세포 이식이 단지 세포를 보충하는 수준을 넘어, 뇌 조직의 재생 과정을 촉진하는 혁신적인 치료 기전을 가진다는 것을 시사하고 있다. 러스트 교수는 "급성기 치료를 받지 못해 혈관이 막힌 채 남아있는 환자들에게도 새로운 치료의 길을 열 수 있다"고 강조했다.

이는 뇌졸중이라는 병이 더 이상 절망만을 안겨주는 것이 아니라, 적극적인 회복을 기대할 수 있는 질환으로 나아갈 수 있음을 의미한다. 앞으로 줄기세포가 뇌 속에서 장기간 어떻게 작용하는지, 회복 효과가 지속되거나 강화되는지에 대한 추가 연구가 진행될 예정이라고 한다.

루슬란 러스트 미국 서던캘리포니아대(USC) 교수와 스위스 취리히연방공대 공동 연구팀은 인간의 혈액세포를 신경줄기세포로 전환해 뇌졸중을 유발한 쥐의 손상 부위에 이식한 결과를 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 16일(현지시간) 발표했다. 5주 동안 회복 과정을 추적한 결과 세포 이식을 받은 쥐에서 신경망 성장과 혈관 형성이 뚜렷하게 증가했고 염증은 줄어든 것으로 확인됐다.

특히 새롭게 이식된 줄기세포의 상당수는 '감마아미노낙산(GABA)성 신경세포’로 분화됐다. GABA성 신경세포는 뇌세포 활동을 억제하고 균형을 유지하는 역할을 한다. 뇌졸중 이후 회복 과정에서도 중요한 기능을 담당한다. 연구팀은 "줄기세포가 이러한 GABA성 신경세포와 같이 중요한 세포로 자리를 잡아 실제 회복에 기여할 수 있음을 보여준다"고 말했다.

연구팀은 회복 효과를 정밀하게 확인하기 위해 인공지능(AI) 기반 행동 분석 도구를 활용했다. 쥐가 사다리를 오르거나 걸을 때 나타나는 미세한 움직임을 딥러닝으로 추적했다. 그 결과 줄기세포 이식을 받은 개체는 5주 후 미세 운동 기능을 완전히 회복했다. 보행 패턴도 유의미하게 개선됐다. 연구팀은 기존 뇌졸중 연구에서 이처럼 작은 기능 차이를 정량화해 확인한 것은 새로운 시도라고 덧붙였다.

이식된 세포와 주변 뇌세포 간 상호작용을 분석해 신경 재생과 연결 형성에 중요한 신호 경로들이 활발히 작동한다는 점도 확인했다. 줄기세포 이식이 단순히 세포를 보충하는 차원을 넘어 뇌 조직의 재생 과정을 촉진하는 기전을 가진다는 의미다.

러스트 교수는 “급성기 치료를 받지 못해 혈관이 막힌 채 남아 있는 환자들에게도 새로운 치료의 길을 열 수 있다”며 이번 연구 결과가 임상 현장에 적용될 수 있다고 내다봤다. 연구팀은 향후 줄기세포가 장기간 뇌 속에서 어떻게 작용하는지, 회복 효과가 지속되거나 강화되는지를 추가로 확인할 계획이다.
 

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