뇌 부위별 발달 기원이 다르다는 연구, 스탠퍼드대는 무엇을 확인했나

뇌는 하나의 세포 계통에서 통째로 만들어진다는 오랜 설명에 균열이 생겼다.

스탠퍼드대 카일 로 교수팀은 뇌의 전뇌·중뇌와 후뇌가 서로 다른 전구세포에서 출발한다고 보고했다.

하나로 보이는 뇌가 발생 단계에서는 뿌리가 다른 두 영역의 결합체일 수 있다는 주장이다.

전뇌·중뇌·후뇌는 완성된 뇌의 모양을 나눈 이름이 아니라, 초기 배아의 관 모양 뇌에서 앞쪽부터 생기는 세 마디를 가리킨다.

이 가운데 전뇌는 대뇌·해마·시상·망막으로, 중뇌는 뇌 가운데 부분으로, 후뇌는 소뇌·뇌교·연수로 발달한다.

1952년 네덜란드 발생학자 피터 니우코프는 외배엽에서 나온 한 종류의 전구세포가 뇌 전체를 만든다고 설명했고, 이 견해가 정설로 받아들여져 왔다.

새로운 의문은 줄기세포 실험에서 나왔다.

만능줄기세포로 만든 전구세포에서는 전뇌·중뇌 세포는 얻기 쉬웠지만 후뇌 세포는 잘 만들어지지 않았다.

연구팀은 생쥐 배아에서 전뇌·중뇌 관련 유전자 Otx2는 파란색, 후뇌 관련 유전자 Gbx2는 빨간색으로 표시해 세포의 발달을 추적했다.

발생 8일째 두 색이 분리돼 나타났고, 연구팀은 각각의 계통을 앞쪽·뒤쪽 신경외배엽이라고 명명했다.

이 발견은 후뇌 세포를 만드는 방법에도 연결됐다.

연구팀은 기존 방식에 추가 조건을 찾아 인간 만능줄기세포에서 후뇌 전구세포를 얻고, 이를 후뇌 운동뉴런으로 분화시키는 데 성공했다.

후뇌 운동뉴런은 얼굴과 목 근육에 이어져 있어 손상되면 씹거나 삼키기 어려워질 수 있으며, 음식물이 기도로 넘어가 폐렴으로 이어질 위험도 있다.

생각과 언어를 담당하는 전뇌에 비해 덜 주목받던 후뇌가 생명 유지의 기본 기능을 맡는다는 점에서, 연구의 관심은 뇌의 ‘기원’뿐 아니라 그동안 상대적으로 비켜나 있던 기능으로도 향한다.