한번 손상되면 영원히 되돌릴 수 없는 영역으로 여겨졌던 뇌 조직이 줄기세포 이식을 통해 스스로 회복하고 재생될 수 있다는 획기적인 연구 결과가 발표되어 뇌졸중 치료의 새로운 지평을 열었다. 특히, 발병 후 단 몇 시간의 '골든타임'을 놓치면 사실상 치료가 불가능했던 기존의 한계를 넘어, 뇌졸중 발생 일주일 뒤에 치료를 시작해도 손상된 뇌 기능이 완전히 회복될 수 있음을 동물실험으로 입증했다는 점에서 전 세계 의학계의 비상한 관심이 쏠리고 있다. 이는 수많은 뇌졸중 환자들에게 새로운 희망의 빛을 던져주는 중대한 발견으로 평가된다.

 

미국 서던캘리포니아대(USC)와 스위스 취리히연방공대 공동 연구팀은 인간의 혈액세포를 역분화 기술을 이용해 신경줄기세포로 전환시킨 뒤, 인위적으로 뇌졸중을 유발한 쥐의 손상된 뇌 부위에 직접 이식하는 실험을 진행했다. 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 발표된 이 연구에 따르면, 연구팀은 5주라는 기간 동안 쥐의 회복 과정을 정밀하게 추적 관찰했다. 그 결과는 놀라웠다. 줄기세포를 이식받은 쥐의 뇌에서는 새로운 신경망이 거미줄처럼 뻗어 나가고 혈관이 다시 형성되는 과정이 뚜렷하게 관찰되었으며, 뇌 손상으로 인한 염증 반응은 눈에 띄게 줄어들었다.

 

더욱 주목할 만한 사실은 이식된 줄기세포가 뇌 속에서 어떤 역할을 하는지 그 구체적인 기전을 밝혀냈다는 점이다. 새롭게 주입된 줄기세포의 상당수는 '가바(GABA)성 신경세포'로 성공적으로 분화하여 자리를 잡았다. 이 GABA성 신경세포는 과도하게 흥분된 뇌세포의 활동을 억제하고 뇌 전체의 균형을 유지하는 조율자 역할을 수행하며, 특히 뇌졸중 이후의 회복 과정에서 핵심적인 기능을 담당하는 것으로 알려져 있다. 이는 단순히 외부에서 세포를 넣어 빈자리를 메우는 차원을 넘어, 이식된 줄기세포가 뇌 기능 회복에 필수적인 특정 세포로 변화하여 실질적인 치료 효과를 낼 수 있음을 명확히 보여준 것이다.

 

연구팀은 치료 효과를 객관적으로 증명하기 위해 인공지능(AI) 딥러닝 기술을 기반으로 한 최첨단 행동 분석 도구를 동원했다. 쥐가 사다리를 오르거나 걸을 때 나타나는 아주 미세한 움직임의 변화까지 정량적으로 추적 분석한 결과, 줄기세포 이식을 받은 쥐들은 5주 뒤 뇌졸중으로 마비되었던 미세 운동 기능을 거의 완벽하게 회복했으며, 불안정했던 보행 패턴 역시 정상에 가깝게 개선된 것으로 확인되었다. 또한, 이식된 세포와 주변의 기존 뇌세포가 서로 신호를 주고받으며 신경 재생과 연결망 형성에 중요한 역할을 하는 신호 경로들을 활성화시킨다는 사실도 밝혀냈다. 이는 줄기세포 이식이 뇌 조직의 자체적인 재생 과정을 촉진하는 '스위치' 역할을 한다는 것을 의미한다.

 

연구를 이끈 루슬란 러스트 교수는 "이번 연구는 급성기 치료 시기를 놓쳐 혈관이 막힌 채로 지내야 했던 환자들에게도 새로운 치료의 길을 열어줄 수 있는 가능성을 제시한다"고 강조하며 임상 적용에 대한 강한 자신감을 내비쳤다. 연구팀은 앞으로 줄기세포가 뇌 속에서 장기간 어떻게 작용하며 회복 효과가 지속되는지에 대한 후속 연구를 통해 상용화의 길을 더욱 앞당길 계획이다.