미국 연구진이 망막 재생을 유도할 수 있는 메커니즘을 규명했다.
미국 베일러의과대학과 심혈관연구소, 텍사스심장연구소의 연구진은 포유류의 망막이 자발적으로 재생하지 않지만 히포(Hippo) 경로라는 세포 메커니즘에 의해 휴면상태를 유지하는 재생 능력을 갖고 있다는 점을 발견했다고 발표했다.
연구진에 따르면 이번 발견은 이 경로를 이용해 망막의 재생 능력을 활성화시킴으로써 시력 손상을 회복할 가능성이 있다는 것을 시사한다.
연구 주저자인 로스 포셰 분자생리학·생물리학 조교수는 “인간과 다른 포유동물에서 망막 손상은 회복 불가능한 시력 손실을 초래하는데 이는 망막이 재생되지 않기 때문"이라며 "하지만 제프라피시(zebrafish) 같은 동물들은 뮐러(Müller) 신경아교세포라는 망막 내에 있는 세포 덕분에 실명에서 회복할 수 있다"고 설명했다.
이어 "망막이 손상되면 뮐러 신경아교세포가 증식해 망막 신경세포로 분화하면서 손상된 세포를 완전히 기능하는 세포로 대체한다”고 부연했다.
이전 연구 결과에 따르면 손상된 포유류 망막에서는 뮐러 신경아교세포가 제브라피시처럼 시력을 회복시키지는 못하지만 포유류 망막이 손상됐을 때 일부 뮐러 신경아교세포가 증식 주기에 진입하기 위한 첫 단계를 취하는 것으로 관찰됐다.
포셰 박사는 “이러한 증식 시도는 일시적인 것으로 세포 표지자의 일부를 획득한 이후 멈춘다"면서 "이러한 관찰 결과는 제브라피쉬에서 세포 복구를 이끄는 메커니즘이 포유동물에도 존재할 수 있지만 억제된다는 것을 보여주지만, 억제 메커니즘은 규명되지 않았었다”고 밝혔다.
포셰 박사를 비롯한 연구진은 발달 도중 장기 성장과 심근경색에 반응해 일어나는 심장조직 재생 조절에 기여하는 분자사건 네트워크인 히포 경로에 주목했다.
연구 교신저자 중 한 명인 제임스 마틴 교수의 실험실은 히포 경로가 YAP이라는 또 다른 경로의 활성을 억제하면서 심장근육세포 증식에 대한 브레이크 역할을 한다는 것을 발견한 바 있다.
연구진은 먼저 포유류의 뮐러 신경아교세포에서 히포 경로가 발현된다는 것을 확인했다. 이후 히포 경로를 변화시키는 것이 세포 증식 능력에 영향을 줄 수 있는지를 조사했다.
연구진이 히포 경로에 있는 요소 2개를 제거해 기능장애를 일으킨 결과 약간의 세포 증식이 일어났다.
이어 히포의 억제 영향을 받지 않는 YAP5SA라는 YAP을 지니도록 뮐러 신경아교세포를 유전적으로 조작한 결과 세포가 상당한 증식을 보였으며 전구세포 동일성을 획득했다.
이 뮐러 교세포 유래 전구세포 중 일부는 새로운 망막 신경세포로의 자발적인 분화 징후를 나타냈다.
포셰 박사는 “지금까지 연구자들은 뮐러 세포가 재생 상태에 들어가는 것을 막는 내생 차단 메커니즘에 대해 알지 못하고 있었다"면서 "히포 경로는 이 메커니즘에 대한 새로운 분자 진입점”이라고 강조했다.
이어 “다음 단계로는 증식하는 뮐러 신경아교세포를 망막세포로의 분화 경로로 이끌어 시력을 회복시킬 수 있는 방법을 연구할 계획”이라고 밝혔다.
이 연구 자료는 생물학 분야 국제학술지 셀 리포트(Cell Reports)에 7일(현지시간) 게재됐다.
