성장 신호를 이어주면 끊긴 척수 신경이 멀리까지 계속 자랐을까요?

상세 설명

척수손상(SCI) 부위에 신경영양인자를 전달하면 축삭이 병변 안으로 자라지만, 병변 너머까지 자라지는 않습니다. 연구진은 척수손상 영역 너머로 지속되는 성장인자 농도 구배를 만들면 축삭이 병변 안으로 들어가고 그 너머까지 이어지는 연결을 유의하게 촉진할 수 있는지 검증했습니다.

대조군을 둔 실험에서 성체 쥐의 경수 제3분절(C3)에 병변을 만들어 상행성 뒤기둥 감각 축삭을 절단했습니다. 손상 영역 안으로 자랄 수 있는 세포성 다리를 제공하기 위해 자가 골수 기질세포를 병변에 이식했습니다. 동시에 뉴로트로핀-3(NT-3)를 발현하는 렌티바이러스 벡터 또는 대조군용 녹색형광단백질(GFP)을 발현하는 렌티바이러스 벡터를 병변보다 머리 쪽에 있는 숙주 척수에 주입해, 축삭이 이식편과 병변을 넘어 뻗도록 유도했습니다.

4주 뒤, NT-3 발현 렌티바이러스 벡터를 투여받은 동물에서 ELISA(효소결합면역흡착검사)로 병변 너머의 NT-3 농도 구배가 검출되었습니다. 평균 NT-3 농도는 병변보다 머리 쪽에 있는 벡터 주입 부위 근처에서 가장 높았습니다.

NT-3 벡터를 주입한 동물에서는 GFP 벡터를 주입한 동물보다 유의하게 더 많은 상행성 감각 축삭이 병변보다 머리 쪽 조직으로 뻗었습니다. 다만 이는 NT-3 벡터에 의한 유전자 전달 영역이 주입 부위에서 이식편까지 끊김 없이 이어졌을 때만 나타났습니다. 이식편과 머리 쪽 조직 사이에서 NT-3 발현이 조금이라도 끊기면 축삭 연결에 실패했습니다.

축삭이 병변 너머로 이어졌음에도, 재생 중인 축삭은 매우 긴 거리에 걸쳐 계속 자라지는 않았습니다. 병변 너머에 성장인자 농도 구배가 계속 이어져도 마찬가지였습니다. 이 결과는 국소적이고 연속적인 NT-3 농도 구배가 신경교 흉터 너머로 축삭을 연결할 수 있지만, 영양성 자극만으로는 더 긴 거리의 성장을 유지할 수 없음을 보여줍니다.