아교세포는 신경세포의 사이드킥일까, 숨겨진 주인공일까?

내과 / 한지혁 기자 / 2021-10-14 00:24:53

▲ 장 신경계를 구성하는 아교세포의 중요성을 다룬 연구 결과가 나왔다. (사진=DB)


[메디컬투데이=한지혁 기자] 장 신경계를 구성하는 아교세포의 중요성을 다룬 연구 결과가 나왔다.


여태까지 알려지지 않았던 신경아교세포의 기능을 다룬 새로운 연구 결과가 ‘미국국립과학원회보(roceedings of the National Academy of Sciences)’에 실렸다.

신경계는 신경세포와 아교세포라는 두 가지 세포로 구성돼있다. 전기적, 화학적 신호를 전달하는 신경세포와 달리, 아교세포는 전통적으로 보조적이고 신경세포를 보호하는 역할을 한다고 여겨져 왔다.

소화기관의 경우 ‘장신경계’라고 알려진 고유의 신경계를 가지고 있는데, 장신경계는 척수만큼 많은 수의 신경세포로 구성돼 흔히 ‘제2의 뇌’라고 불리기도 한다. 장내 신경계 덕분에, 척수 신경세포들의 연결이 끊어져도 인체는 장의 운동성을 조절할 수 있다.

무의식적으로 이뤄지는 소화관의 규칙적 수축을 ‘연동운동’이라 부르는데. ‘상승 경로’, ‘하강 경로’, 그리고 소화관 벽에 가해지는 자극에 반응해 두 경로를 자극하는 ‘원주 경로’의 세 경로가 이에 관여한다. 세 경로는 모두 장신경계에 포함된 세포들로 구성돼 있다.

연구진은 이러한 장 신경계를 구성하는 아교세포가 어떤 역할을 하는지 알아보기 위해 생쥐 모델을 해부해 그것의 위장관 조직을 채취했다.

그들은 채취한 조직에서 장신경계의 세 경로를 개별적으로 자극했으며, 이에 따른 아교세포의 반응을 관찰했다.

 

그 결과, 연구진은 대부분의 아교세포들이 세 가지 경로에 대한 자극에 반응한다는 것을 발견했다. 특이하게도, 아교세포의 13%는 상승 경로에 대한 자극에만 반응했으며, 12%는 하강 경로에 대한 자극에 선택적으로 반응했다. 이러한 양상은 각 경로의 자극에 대한 신경세포의 반응과 유사하게 나타났다.

이는 아교세포들이 전반적인 신경세포의 기능을 보조한다는 기존의 믿음과 달리, 일부 아교세포들이 상승 경로와 하강 경로 중 하나를 구성하며 신호전달 자체에 관여하고 있다는 사실을 의미한다.

신경세포의 신호전달 물질로는 하강 경로에 관여하는 ‘퓨린’과 상승 경로에 관여하는 ‘아세틸콜린’이 있다. 연구진은 신경세포에는 영향을 미치지 않고, 아교세포에만 선택적으로 작용하는 퓨린과 아세틸콜린 수용체 억제제를 사용해 아교세포를 통한 신호전달을 차단했다.

그 결과, 퓨린 수용체 억제제를 사용한 경우 두 경로 모두에 반응하는 신경세포의 비율이 감소하면서, 하강 경로에만 특이적으로 반응하는 신경세포의 비율은 증가했다.

반면, 아세틸콜린 수용체 억제제를 사용한 경우 두 경로 모두에 반응하는 신경세포의 비율이 감소함과 동시에 상승 경로에만 특이적으로 반응하는 신경세포의 비율은 증가했다.

이는 아교세포의 신호전달 물질 수용체를 차단함으로써, 특정 경로를 함께 구성하는 신경세포 활성을 높이는 것이 가능하다는 점을 시사한다.

마지막으로, 연구진은 화학적으로 합성한 단백질을 이용해 일부 아교세포를 선택적으로 활성화했다. 아교세포의 활성화는 상승 경로와 하강 경로의 억제로 이어졌는데, 이는 앞서 진행된 억제 실험과 마찬가지로 아교세포가 주변 신경세포들의 활성에 영향을 미칠 수 있다는 사실을 보여준다.

전문가들은 장신경계의 문제로 인한 장 운동성의 저하가 염증성 장 질환(IBD), 과민 대장 증후군(IBS) 등의 문제로 이어질 수 있다는 점을 강조하며 장 신경계의 생리를 밝힌 이번 연구의 중요성을 역설했다.

 

메디컬투데이 한지혁 기자(hanjh3438@mdtoday.co.kr)

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