뇌 부위별 발생 기원 연구, 전뇌와 후뇌는 어디서 갈라지나

뇌는 하나의 전구세포에서 만들어진다는 기존 설명과 달리, 전뇌·중뇌와 후뇌가 발생 초기부터 서로 다른 전구세포에서 출발한다는 연구 결과가 나왔다.

스탠퍼드대 연구팀은 뇌가 세포의 뿌리가 다른 두 영역으로 이뤄졌다는 해석을 제시했다.

전뇌·중뇌·후뇌는 완성된 뇌 부위라기보다 발생 초기 관 모양 뇌에 생기는 세 마디를 가리킨다.

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

1952년 네덜란드 발생학자 피터 니우코프의 설명은 외배엽에서 나온 한 종류의 전구세포가 뇌 전체를 만든다는 것이었다.

외배엽은 배아를 이루는 세 층 가운데 바깥층으로, 피부 표피와 뇌·척수 같은 중추신경계로 발달한다.

카일 로 교수팀은 생쥐 배아에서 전뇌·중뇌에 관련된 Otx2 유전자와 후뇌에 관련된 Gbx2 유전자를 각각 파란색과 빨간색으로 표시해 세포의 발달 경로를 추적했다.

발생 8일째 배아에서 두 색이 분리돼 관찰됐고, 연구팀은 이를 전구세포 단계부터 앞쪽 신경외배엽과 뒤쪽 신경외배엽이 나뉜다는 근거로 해석했다.

두 세포 집단은 각각 전뇌·중뇌와 후뇌로 발달한다는 설명이다.

기존 만능줄기세포 분화 방식으로는 전뇌·중뇌 전구세포가 주로 만들어져 후뇌 세포를 얻기 어려웠다.

연구팀은 후뇌 전구세포가 되는 조건을 찾아 인간 만능줄기세포를 후뇌 운동뉴런으로 분화시키는 데 성공했다.

이 뉴런은 얼굴과 목 근육에 연결돼 손상되면 씹거나 삼키기 어려워지고, 음식물이 기도로 넘어가 폐렴으로 이어질 수 있다.

루게릭병(근위축측삭경화증)이나 척수근위축증 환자가 병의 진행에 따라 겪는 증상과도 관련된다.

후뇌의 세포 기원을 밝히는 일은 생명 유지 기능을 맡는 신경세포를 연구하고 만들어내는 데 필요한 토대를 보탠다.