신경 재생 치료제로서의 과산화수소

제브라피시(Zebrafish)는 얼룩말(Zebra)처럼 줄무늬와 노란빛 지느러미를 가진 작은 열대 민물고기로 심장의 일부분이 손상돼도 다시 재생할 수 있을 정도로 회복력과 재생 능력이 탁월하다고 알려져 있다. 또한 제브라피시는 인간 게놈의 70% 이상을 공유하며 놀라운 재생력을 가지고 있어 현대 생물의학 연구에 널리 사용되고 있다. 

이러한 제브라피시를 활용해 수년간 연구를 해온 산드라 리거(Sandra Rieger, 캘리포니아 대학 박사후 연구원) 박사는 상처 복구와 신경 재생에서 과산화수소의 재생 가능성에 대한 연구로 확장해 과산화수소(Hydrogen peroxide, H2O2)가 표피에서 생성되고, 부상 후 신경 재생을 촉진하는 역할을 한다는 획기적인 사실을 발견했다. 해당 연구는 미국 국립과학원 회보(PNAS)에 발표된 최근 연구에 게재됐다.

리거 교수는 동료들과 과산화수소가 어떻게 신경재생을 자극하는지 조사했다.

연구에 따르면 피부 상처를 치유하는 것은 피부의 축삭 신경에 의존하지만, 온전한 유기체에서 조직 상호 작용을 분석할 수 있는 적합한 모델이 없기 때문에 대부분 이해하기 어려운 상태로 남아있다. 이 문제 해결을 위해 연구팀은 제브라피시 및 돌연변이 분석에서 단백질의 형광 라벨링을 도움으로 시간 경과 이미징을 활용했고, 축삭 탈·재생에서 NADPH 산화효소에 대한 이중 역할을 보여주었다.

"저속 촬영 영상은 생물학적 과정과 신경과 피부 사이의 관계뿐만 아니라 이러한 상호 작용이 재생으로 이어지는 방식에 대한 자세한 보기를 제공한다. 우리의 발견이 피부가 재생 과정에 필수적인 요소를 생성하는 데 매우 중요하기 때문에 어떤 영향을 미치는지에 대한 질문에 답할 것이다"

"본질적으로 이 연구는 과산화수소가 피부의 표피 성장 인자 수용체(EGFR)에 반응하는데 이는 피부 리모델링에 필수적이며 상처의 신경 재성장을 돕지만, 과산화수소가 뉴런에 존재하지 않으면 신경 말단도 재생되지 않는다는 것을 발견했다"

약 10년 전부터 리거 교수가 해온 이 연구는 이후 계속 발전해 신경재생을 자극하는 과산화수소의 분자 기능에 대해 더 많은 것을 밝혀냈으며, 앞으로 피부와 신경계 기능을 회복하기 위한 개선된 치료법으로 이어지는 길이 열리기를 기대하고 있다.

포인트경제 심성필 기자