생명 이학 전공 가와이 히데키 교수와 대학원생 신 혜련 씨의 논문이 연구지 PLOS ONE (Scopus 논문 평가 탑 10% 이내)에 개제되었습니다. (※1)
뇌의 신경 회로는 감각 정보나 학습 등 경험에 의해 변화하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 변화는 뇌가 가진 유연성 즉 신경 회로의 형성이나 재편성에 관여하는 뇌의 민감한 성질 (가소성)에 의합니다. 이러한 뇌의 성질은 어떤 특정한 시기 (임계기)에 생기는 것으로 알려져 있으며 경험의 종류에 따라 그 시기는 다릅니다. 예를 들어, 사람은 아기가 색이나 모양의 차이, 얼굴 표정 등을 인식할 수 있게 되는 시기는 2개월, 4.5개월, 5개월까지라고 보고 있습니다. 또한, 동물은 한쪽 눈의 시각 정보가 차단되면 뇌의 신경 회로가 재편성되어 보이는 쪽의 눈으로 들어온 정보에만 반응하게 되는 것은 유소년기의 어떤 시기뿐인 것으로 알려져 있습니다. 최근의 연구에서는 이러한 신경 회로의 변화에 신경 세표를 서포트하는 신경아교 세포 (glial cell)가 관여한다는 것을 알게 되었습니다.

본 논문에서는 신경아교 세포의 일종인 희소돌기아교 세포에 주목해 시각 장애로 인한 이 세포의 발달에 관해 연구했습니다. 희소돌기아교 세포는 미엘린 (수초)을 형성해 신경 세표 간의 정보 전달의 타이밍을 제어하는 중요한 세포입니다. 이 세포가 성숙하기 전 단계의 세포 (전구 세포)는 사실은 뇌 세포의 약 5%를 차지하고 뇌 안에서 넓은 네트워크를 형성하고 있어 필요에 따라 성숙한 희소돌기아교 세포가 될 수 있습니다. 본 연구를 통해 유소년기의 어떤 시기에만 시각 장애로 인해 희소돌기아교 세포의 전구 세표가 증식해 미숙한 상태의 세포 (미분화 세포)가 증가하는 것을 발표했습니다. 이 증식에는 소닉 헤지호그라는 단백질이 관여한다는 것이 밝혀졌습니다. 게다가 증가한 미분화 세포가 전구 세포가 아닌 주로 성숙한 희소돌기아교 세포로 성장한다는 것도 알게 되었습니다.

이러한 뇌 발달 가소성의 메커니즘을 연구함으로써 뇌 구조를 보다 이해할 수 있게 됨과 더불어 미래적으로는 뇌 세포 손상으로 인한 뇌 기능 회복 등의 치료에 도움이 될 것으로 기대됩니다.