뉴런의 죽음에 대해 말하다

고려대 의대 선웅 교수팀, 뉴런 예정세포사와

고차원적 사고와의 상관관계 규명

먼 옛날, 과학자들은 뇌를 구성하는 신경세포, 즉 뉴런이 죽게 되면 질병에 걸린다는 사실은 알았지만 새로운 뉴런이 다시 생기지는 않는다고 생각했다. 하지만 최근 뇌에서 뉴런을 만드는 줄기세포인 ‘신경줄기세포’를 발견하면서, 인간의 뇌에서 새로운 뉴런이 계속해서 생겨난다는 사실은 과학자들과 공중으로부터 큰 관심을 끌었다.

하지만 뇌에 신경줄기세포가 왜 존재하는지, 새로운 뉴런이 계속해서 만들어지면 어떤 현상이 발생하는지에 대한 지식은 부족했다. 또한, 새로운 뉴런의 발생과정에서 불필요해진 세포가 스스로 사멸하는 ‘예정세포사(Programmed cell death)’가 어떤 의의를 가지는지도 의문에 싸여 있었다. 이에 선웅 교수는 뉴런의 죽음에 대해 지난 10여 년 동안 심도 있는 연구를 진행했다.

고려대학교 의과대학 해부학교실 선웅 교수팀이 대구경북과학기술원 뇌과학전공 유성운 교수팀과 공동으로 그 동안의 연구 결과를 종합해, 신경줄기세포에 성체 신경발생을 조절하는 데 예정세포사가 매우 중요한 결정인자라는 흥미로운 연구내용을 종설(review)로 발표했다.

선웅 교수는 신경줄기세포가 새로 만들어낸 뉴런 중 절반가량이 죽는다는 연구 결과를 통해 여러 가지 재미있는사실을 정리했다. 일례로 공부를 많이 하면 뉴런이 죽는 비율, 즉 예정세포사가 적어진다. 반대로 공부를 덜 하게 되면 뇌 활성화가 적어져 예정세포사가 많아져 더 많은 뉴런이 죽는다. 또한, 동물이 임신을 하게 되면 새로운 뉴런이 더 많이 만들어진다. 얼마 있으면 새끼를 낳아 키우게 돼 전보다 고차원적인 사고를 해야 하기 때문이다.

원숭이처럼 집단으로 무리지어 생활을 하는 서열관계가 있는 동물들의 경우, 상위집단보다 하위집단들의 뉴런이 더 많이 죽게 된다. 이는 사회적 동물의 경우 이에 따른 스트레스가 신경줄기세포가 분열과 생존에 영향을 준다는 사실을 반증한다.

그렇다면 예정된 뉴런의 죽음을 막게 되면 어떻게 될까? 태아의 경우, 뉴런은 아무런 능력을 가지지 못한 채 죽지도 못하고 살지도 못하는 마치 좀비처럼 변하게 된다. 태아 시기 뉴런의 예정세포사는 세포 발달과정에서 매우 중요하지만 차선책도 있다는 사실이다.

하지만 성인의 경우 새로 만들어진 뉴런의 죽음을 막게 되면 나이가 들수록 뉴런이 너무 많아지면서 뇌 회로의 효율이 저하되게 된다. 이는 성인의 예정세포사 외에는 뇌 신경망의 효율을 조절하는 다른 방법이 없기 때문에 매우 중요하고, 몇 개의 세포를 죽이고 살리는지를 조절하는 최종 결정자라는 것이다.

선웅 교수는 “최근 뇌출혈, 뇌경색 등 뇌질환이 한국인의 사망원인에서 높은 순위를 차지하는 등 우리 건강을 크게 위협하고 있다”며, “이번 연구결과가 뉴런의 예정세포사에 대한 깊이 있는 이해를 도와 뇌질환 연구에 도움이 되길 바란다”고 덧붙였다.

한편, 이번 연구결과는 국제학술지 ‘Molecular Brain’에 지난 4월 ‘포유류 뇌 예정세포사에 따른 성체 신경발생 조절(원제: Control of adult neurogenesis by programmed cell death in the mammalian brain)’이라는 제목으로 게재됐다. Molecular Brain은 유전, 분자, 세포 등 자연과학과 임상과학의 연구를 담은 저명한 신경과학 분야 국제학술지다.