신경 줄기 세포

중추신경계 세포 재생 가능성에 대한 실험적 증거는 배아줄기세포가 발견되기 훨씬 이전에, 성체 쥐의 신피질, 해마, 후각구에서 3H-티미딘을 포획하는 세포, 즉 단백질 합성 및 분열이 가능한 세포가 존재한다는 연구를 통해 얻어졌습니다. 지난 세기 60년대에는 이러한 세포가 뉴런의 전구체이며 학습 및 기억 과정에 직접적으로 관여한다고 여겨졌습니다. 얼마 후, 새롭게 형성된 뉴런에 시냅스가 존재한다는 사실이 밝혀졌고, 시험관 내에서 신경 발생을 유도하기 위한 배아줄기세포의 활용에 대한 최초의 연구가 시작되었습니다. 20세기 말, 배아줄기세포를 신경 전구세포, 도파민성 뉴런, 세로토닌성 뉴런으로 직접 분화시키는 실험이 진행되면서 포유류 신경 세포의 재생 능력에 대한 고전적인 개념이 수정되었습니다. 수많은 연구 결과를 통해 포유류의 출생 후 생애 전반에 걸쳐 신경망이 재구조화되고 신경 생성이 이루어진다는 사실이 설득력 있게 입증되었습니다.

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신경줄기세포의 출처

인간 신경줄기세포는 해마의 측뇌실과 치아이랑의 뇌실하 영역 수술 중 분리되는데, 이 세포들은 배양 시 신경구(neurosphere)를 형성하고, 신경구가 분산 및 형성되면 중추신경계의 모든 주요 세포 유형이 형성되거나, 특수 배지에서 새로운 미세구가 형성됩니다. 배아 뇌의 뇌실주위 영역에서 분리된 분리 조직의 현탁 배양에서도 신경구가 형성됩니다.

미성숙 뇌세포 마커로는 네스틴, 베타-튜불린 III(신경 세포 계통 마커), 비멘틴, GFAP, NCAM 등이 있으며, 이들은 단일클론항체를 이용하여 면역세포화학적으로 확인됩니다. 네스틴(중간 신경필라멘트 단백질 IV형)은 다능성 신경외배엽 세포에서 발현됩니다. 이 단백질은 단일클론항체 Rat-401을 이용하여 중추신경계에서 다능성 신경상피 전구세포를 동정하고 분리하는 데 사용되며, 이 항체는 임신 11일차 쥐 배아에서 신경관 세포의 최대 95%를 검출할 수 있습니다. 네스틴은 신경줄기세포의 분화된 후손에서는 발현되지 않지만, 초기 신경 전구세포, 분열 후 신경세포, 그리고 초기 신경모세포에는 존재합니다. 이 마커는 신경상피 전구세포를 동정하고 중추신경계에 줄기세포가 존재함을 증명하는 데 사용되어 왔습니다. 비멘틴(중간 신경필라멘트 단백질 III형)은 신경세포, 신경교 전구세포, 그리고 뉴런, 섬유아세포, 그리고 평활근 세포에서 발현됩니다. 따라서 두 면역세포화학 마커 모두 신경줄기세포와 전구세포를 분리하여 식별하는 데 필요한 특이성이 부족합니다. 베타-튜불린 III는 줄기세포 분화의 신경적 방향을 결정하는 반면, I형 성상세포는 GFAP 발현으로, 희소돌기아교세포는 갈락토세레브로사이드(Ga!C)를 특이적으로 발현합니다.

FGF2와 EGF는 신경 전구 세포의 유사분열 촉진제 역할을 하여 배양된 미분화 전구 세포의 증식을 촉진하고 신경구(neurosphere)를 형성합니다. 신경줄기세포 분열 속도는 FGF2의 영향 하에서, 그리고 FGF2와 EGF의 병용 투여 시 유의미하게 증가합니다. FGF2의 증식 효과는 FGF2-R1 수용체에 의해 매개됩니다. 헤파린은 FGF2 수용체 결합 친화도를 증가시키고 신경상피세포에 대한 유사분열 효과를 극적으로 강화합니다. 배아 발생 초기 단계에서 FGF2 수용체는 쥐의 종뇌(telencephalon)에서 발현되지만, 후기 단계에서는 뇌실 영역에만 국한됩니다. 분열 후 세포에서 FGF2-R1 발현의 최고치는 초기 신경발생기 완료 시점에 관찰됩니다. 종뇌 발달 초기에는 주로 배쪽 영역 세포에서 EGF 수용체 발현 수준이 낮은 것이 특징입니다. 배아 발생 후기 단계에서 EGF-R 발현은 등쪽 방향으로 증가합니다. 설치류 뇌에서 EGF는 형질전환 성장 인자 베타 수용체(TGF-β-R)에 대한 높은 친화도를 가지며, 이 수용체에 우선적으로 결합합니다. EGF-R의 기능적 역할에 대한 간접적인 증거는 배아 발생 후기와 출생 후 개체 발생에서 발생하는 전뇌의 피질 발생 부전, 전뇌 기능 저하, 피질 세포 사멸, 그리고 EGF 수용체 유전자 결손 마우스에서 나타나는 해마 편위증에 대한 데이터를 통해 제공됩니다. 또한, 영양 배지 내 TGF-α의 존재는 신경구 형성에 절대적으로 필요합니다. 조건 배지에서 성장 인자를 제거하면 세포는 분열을 멈추고 자발적으로 분화하여 뉴런, 성상세포, 희소돌기아세포를 형성합니다.

이를 고려하여, 분리된 줄기세포의 재응집 및 신경구의 배양은 혈청을 첨가하지 않고 EGF와 염기성 FGF 또는 FGF2를 함유하는 영양 배지에서 수행된다. EGF는 측뇌실의 상피하 영역의 줄기세포 증식을 유도하고, 염기성 FGF는 성숙 뇌의 선조체, 해마, 신피질, 시신경의 줄기세포 증식을 촉진하는 것으로 나타났다. EGF와 염기성 FGF의 조합은 전뇌의 제3 및 제4 뇌실의 상피세포와 흉추 및 요추 척수의 척추관에서 분리된 줄기세포의 활발한 증식에 절대적으로 필요하다.

분리 후, 신경줄기세포 현탁액을 접착 기질이 없는 플라스틱 접시나 멀티웰 플레이트에서 배양하여 형성된 새로운 신경구의 크기를 증가시키는데, 이 과정에는 보통 약 3주가 소요됩니다. 신경구의 다중 분산 및 증식 방법을 통해 뇌내 이식에 필요한 충분한 수의 다능성 줄기세포 선형 클론을 확보할 수 있습니다. 이 원리는 또한 인간 배아 뇌에서 분리한 줄기세포 은행을 구축하는 데에도 기반이 됩니다. 수년에 걸친 장기간의 클로닝을 통해 유도 분화 과정에서 카테콜아민성 뉴런이 형성되는 안정적인 신경줄기세포 계통을 확보할 수 있습니다.

신경구가 성장인자가 없는 배지에서 접착성 기질에 분산 및 배양되지 않으면, 증식하는 줄기세포는 자발적으로 분화를 시작하여 모든 유형의 신경세포 마커인 MAP2, Tau-1, NSE, NeuN, 베타-튜불린 III(뉴런), GFAP(성상세포), CalC, 04(희소돌기아교세포)를 발현하는 신경세포 및 신경교세포 전구세포를 형성합니다. 마우스 및 랫트 세포와 달리, 인간 신경줄기세포 배양액에서 뉴런은 전체 분화 세포의 40% 이상을 차지하지만(설치류의 경우 1~5%), 희소돌기아교세포의 생성량은 현저히 적습니다. 이는 탈수초성 질환의 세포 치료 관점에서 매우 중요합니다. 이 문제는 미엘린 생성 세포의 형성을 자극하는 B104 배양 배지를 첨가함으로써 해결됩니다.

인간 배아의 뇌에서 추출한 신경 전구세포를 EGF, 염기성 FGF, LIF가 함유된 배지에서 배양하면 신경 계통 전구세포의 수가 천만 배 증가합니다. 시험관 내에서 증식된 세포는 성숙 쥐의 뇌에 이식한 후에도 신경 및 신경교 세포로 이동하고 분화하는 능력을 유지합니다. 그러나 생체 내에서는 다능성 전구세포의 분열 횟수가 제한적입니다. "성체" 신경줄기세포의 헤이플릭 한계(약 50회 유사분열)는 실험에서도 여전히 달성할 수 없다는 점이 반복적으로 지적되어 왔습니다. 신경구 형태의 세포는 7개월 동안만, 그리고 8회 계대 배양 후에야 그 특성을 유지합니다. 이는 계대 배양 중 세포 분산 방법(트립신 처리 또는 기계적 작용)의 특이성 때문으로 여겨지며, 이는 세포 간 접촉을 차단하여 세포의 증식 활성을 급격히 감소시킵니다. 실제로, 분산 대신 신경구를 4개 부분으로 나누는 방법을 사용하면 계대 배양 중 세포의 생존력이 크게 증가합니다. 이 방법을 통해 인간 신경줄기세포를 300일 동안 배양할 수 있습니다. 그러나 이 기간이 지나면 세포는 유사분열 활동을 잃고 퇴화되거나 뉴런과 성상세포를 형성하는 자발적 분화 단계에 진입합니다. 이를 바탕으로 저자는 배양된 신경줄기세포의 최대 유사분열 횟수가 30회라고 생각합니다.

인간 신경줄기세포를 시험관 내에서 배양하면 주로 GABA성 뉴런이 형성됩니다. 특별한 조건 없이 신경 전구세포는 첫 번째 계대 배양에서만 도파민성 뉴런(파킨슨병 세포 치료에 필요)을 생성하며, 그 이후 배양된 모든 뉴런은 GABA성 세포로만 구성됩니다. 설치류에서는 IL-1과 IL-11, 그리고 신경 세포막 조각인 LIF와 GDNF가 시험관 내에서 도파민성 뉴런의 유도를 유발합니다. 그러나 이러한 방법론적 접근법은 인간에게는 효과가 없는 것으로 나타났습니다. 그럼에도 불구하고, GABA성 뉴런을 생체 내 뇌내 이식하면 미세환경 요인의 영향으로 다양한 매개체 표현형을 가진 신경 세포가 생성됩니다.

신경영양인자 조합에 대한 연구 결과, FGF2와 IL-1은 도파민성 신경모세포의 형성을 유도하지만, 도파민성 신경모세포는 도파민성 뉴런을 생성할 수 없음을 보여주었습니다. 해마 줄기세포가 흥분성 글루타메르트성 뉴런과 억제성 GABA성 뉴런으로 분화하는 것은 신경영양인자의 영향 하에 이루어지며, EGF와 IGF1은 인간 배아의 신경 전구세포로부터 글루타메르트성 뉴런과 GABA성 뉴런의 형성을 유도합니다. 배양액에 레티노산과 신경영양인자 3(NT3)을 순차적으로 첨가하면 성숙 뇌 해마 줄기세포가 다양한 매개체 특성을 가진 뉴런으로 분화하는 것이 유의미하게 증가하는 반면, 뇌유래 신경영양인자(BNDF), NT3, GDNF를 병용 투여하면 해마 및 신피질 배양액에서 피라미드 뉴런을 생성할 수 있습니다.

따라서 수많은 연구 결과에 따르면, 첫째, 국소적 특정 조직 요인의 영향을 받는 다양한 뇌 구조의 줄기세포는 생체 내에서 해당 구조에 내재된 신경 표현형으로 분화할 수 있습니다. 둘째, 전구 세포 클로닝을 이용한 시험관 내 신경 줄기세포의 표적 유도 분화를 통해 다양한 형태의 뇌 병리에서 뇌내 이식을 위한 특정 표현형 특성을 가진 신경 및 신경교세포를 얻을 수 있습니다.

배아 또는 성체 중추신경계에서 분리한 만능줄기세포가 새로운 신경세포의 공급원으로 간주되어 임상에서 신경병리 치료에 사용될 수 있다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 그러나 실용적인 세포 신경이식 개발의 주요 장애물은 대부분의 신경줄기세포가 성숙 중추신경계의 비신경원성 영역에 이식된 후 신경세포로 분화되지 않는다는 사실입니다. 이러한 장애물을 극복하기 위해, 인간 태아 신경줄기세포를 성숙 쥐의 중추신경계에 이식한 후 시험관 내에서 순수한 신경세포 집단을 얻을 수 있는 매우 독창적인 혁신적 방법이 제안되었습니다. 저자들은 이 방법으로 이식된 세포의 분화가 주변 미세환경 요인의 영향으로 인해 콜린성 표현형의 신경세포 형성으로 끝난다는 것을 증명했습니다. 콜린성 신경세포는 운동, 기억 및 학습 기능 발달에 중요한 역할을 하기 때문에, 제안된 기술은 새로운 유형의 줄기세포 기반 치료법을 개발하고 손상이나 신경퇴행성 질환으로 손상된 신경세포를 대체한다는 관점에서 관심을 끌고 있습니다. 특히, 인간 줄기세포에서 분리된 콜린성 뉴런은 근위축성 측색경화증이나 척수 손상으로 소실된 운동 뉴런을 대체하는 데 사용될 수 있습니다. 현재, 미토겐으로 미리 형성된 줄기세포 집단으로부터 상당수의 콜린성 뉴런을 생산하는 방법에 대한 정보는 없습니다. 저자들은 미토겐으로 미리 형성된 일차 인간 배아 신경줄기세포를 성숙 쥐의 중추신경계 비신경원성 영역과 신경원성 영역 모두에 이식하여 사실상 순수한 뉴런으로 발달하도록 자극하는 비교적 간단하면서도 효과적인 방법을 제안합니다. 이 연구의 가장 중요한 결과는 중막과 척수에 이식했을 때 충분히 많은 수의 이식된 세포가 콜린성 뉴런으로 전환된다는 것입니다.

또한, 8주차 인간 배아 대뇌 피질의 신경줄기세포를 시험관 내에서 콜린성 뉴런으로 형성하기 위해, 재조합 염기성 FGF, EGF, LIF, 마우스 아미노말단 사운드 펩타이드(Shh-N), 트랜스-레티노산, NGF, BDNF, NT3, NT4, 천연 라미닌 및 마우스 헤파린과 같은 영양 인자와 화학 원소의 다양한 조합을 사용하는 것이 제안되었다. 인간 신경줄기세포의 원래 세포주(K048)는 시험관 내에서 2년간 유지되었고, 증식 및 분화 특성의 변화 없이 85회 계대 배양을 견뎌냈으며, 정상 이배체 핵형을 유지했다. 19~55회 계대 배양(38~52주)의 분산되지 않은 신경구(neurosphere)를 폴리-d-리신과 라미닌에 도말한 다음, 위에서 언급한 인자들을 다양한 농도, 조합 및 순서로 처리했다. 기본 FGF, 헤파린, 라미닌(FHL로 약칭)의 조합은 독특한 효과를 나타냈습니다. Shh-N이 있거나 없는 FHL 배지(SFHL에서는 Shh-N + FHL의 조합)에서 배아 신경줄기세포를 1일 배양한 후, 큰 평면형 세포의 빠른 증식이 관찰되었습니다. 반면에 기본 FGF + 라미닌과 같은 다른 모든 1일 배양 프로토콜은 방추형 세포의 제한된 방사형 확산을 유도했으며, 이 세포들은 신경구의 중심부를 떠나지 않았습니다. B27이 포함된 배지에서 활성화 6일과 그 후 10일 동안 분화한 후, FHL로 활성화된 구의 가장자리에서 큰 다극성 신경세포 유사 세포가 검출되었습니다. 다른 프로토콜 그룹에서는 대부분의 신경세포 유사 세포가 작고 양극성 또는 단극성을 유지했습니다. 면역세포화학 분석 결과, 작은(<20 μm) 양극성 또는 단극성 세포는 GABA성 또는 글루탐산성인 반면, FHL 활성화 신경구 가장자리에 위치한 대부분의 큰 다극성 세포는 콜린성으로, 콜린성 뉴런의 특징적인 마커(Islet-1 및 ChAT)를 발현했습니다. 이러한 뉴런 중 일부는 시냅신 1을 동시에 발현했습니다. 다섯 차례의 독립적인 실험 결과, 저자들은 단층 영역의 세포 전체가 TuJ1+ 뉴런으로 45.5% 분화된 반면, 콜린성(ChAT^) 뉴런은 동일 세포 집단의 27.8%에 불과함을 확인했습니다. 10일간의 시험관 내 추가 분화 후, 콜린성 뉴런 외에도 FHL 활성화 신경구에서 상당수의 작은 뉴런이 발견되었습니다.글루타메르그성(6.3%), GABA-ergic(11.3%), 그리고 성상세포(35.2%)와 네스틴 양성 세포(18.9%)가 발견되었습니다.다른 성장 인자 조합을 사용했을 때, 콜린성 뉴런은 존재하지 않았고, 신경구의 변연 세포는 성상세포 또는 작은 글루타메르그성 및 GABA-ergic 뉴런을 형성했습니다.전세포 패치 클램프 기법을 사용하여 예비 전위와 활성 전위를 모니터링한 결과, FHL 활성화 7일 후, 대부분의 대형 다극 세포는 활동 전위가 없는 상태에서 -29.0±2.0 mV의 휴지 전위를 보였습니다.2주 후, 휴지 전위는 -63으로 증가했습니다.6±3.0 mV, 탈분극 전류 유도 순간에 활동 전위가 관찰되었으며 1 M 테트로도톡신에 의해 차단되어 콜린성 미성숙 뉴런의 기능적 활동을 나타냅니다.

저자들은 시험관 내에서 FHL 또는 SFHL의 활성화 자체가 성숙 뉴런의 형성을 초래하지 않는다는 것을 추가로 확립하고, FHL 또는 SFHL로 형성된 줄기세포가 성숙 쥐의 중추신경계에 이식되었을 때 콜린성 뉴런으로 분화할 수 있는지 여부를 확인하려고 시도했습니다. 이를 위해 활성화된 세포를 신경원성 영역(해마)과 성인 쥐의 전전두엽 피질, 중막, 척수를 포함한 여러 비신경원성 영역에 주입했습니다. 이식된 세포는 CAO-^^p 벡터를 사용하여 추적했습니다. OCP는 세포 미세구조와 세포 돌기(분자 수준)를 누출 없이 표지하는 것으로 알려져 있으며 직접 시각화할 수 있습니다. 또한, OCP로 표지된 신경줄기세포는 배아 뇌의 형질전환되지 않은 줄기세포와 동일한 신경 및 신경교세포 분화 프로파일을 유지합니다.

활성화되고 표지된 신경줄기세포 5 x 10 ^{4 개} 를 이식한 지 1~2주 후, 쥐의 척수 또는 뇌에서 OCD+ 세포가 발견되었으며, OCD+ 세포는 주로 주사 부위 근처에 위치했습니다. 이식 후 1개월부터 이동 및 통합 과정이 관찰되었습니다. 이동 한계는 주사 부위에 따라 달랐습니다. 전전두엽 피질에 주입했을 때 OCD+ 세포는 주사 부위에서 0.4~2mm 떨어진 곳에 위치했지만, 중막, 해마 또는 척수에 이식했을 때는 훨씬 더 먼 거리(최대 1~2cm)까지 이동했습니다. 이식된 세포는 전두엽 피질, 중막, 해마, 척수를 포함한 고도로 조직화된 중추신경계 구조에 국한되었습니다. OCD로 표지된 신경 요소는 이식 후 1주차부터 관찰되었으며, 수술 후 1개월부터 그 수가 유의미하게 증가했습니다. 입체학적 분석 결과, 척수에 이식된 세포보다 뇌의 다양한 구조에 이식된 세포의 생존율이 더 높았습니다.

성체 포유류의 대부분 조직에는 국소 줄기세포 집단이 보존되어 있으며, 이 줄기세포가 성숙 세포로 전환되는 과정은 특정 조직 인자에 의해 조절되는 것으로 알려져 있습니다. 줄기세포의 증식, 전구세포의 분화, 그리고 생체 내 특정 뇌 구조에 특화된 신경 표현형의 형성은 배아 뇌에서 훨씬 더 많이 발현되는데, 이는 국소 미세환경의 형태형성 인자, 즉 신경영양인자 BDNF, NGF, NT3, NT4/5와 성장인자 FGF2, TGF-α, IGF1, GNDF, PDGF의 고농도 존재에 의해 결정됩니다.

신경줄기세포는 어디에 위치하나요?

신경줄기세포는 신경교세포 산성섬유단백질을 발현하는 것으로 알려져 있는데, 이 단백질은 신경 계통의 성숙 세포 중 성상세포에만 존재합니다. 따라서 성상세포는 성숙 중추신경계의 줄기세포 저장소일 수 있습니다. 실제로, GFAP 양성 전구체에서 유래한 신경세포가 후각구와 치상회에서 확인되었는데, 이는 성인기에 치상회에서 GFAP를 발현하지 않는 방사성 신경교세포의 전구체 역할에 대한 기존 통념과 상반됩니다. 중추신경계에는 두 집단의 줄기세포가 존재할 가능성이 있습니다.

뇌실하대에서 줄기세포의 위치 또한 불분명합니다. 일부 저자에 따르면, 상피세포는 배양 시 구형 클론을 형성하는데, 이는 성상세포로만 분화할 수 있기 때문에 진정한 신경구(상피하세포 클론과 유사)가 아닙니다. 반면, 상피세포를 형광 또는 바이러스로 표지하면 상피하층과 후각구 세포에서 표지자가 검출됩니다. 이렇게 표지된 세포는 시험관 내에서 신경구를 형성하고 뉴런, 성상세포, 희소돌기아교세포로 분화합니다. 또한, 상피세포의 약 5%가 줄기 표지자(네스틴, 노치-1, 무사시-1)를 발현하는 것으로 나타났습니다. 비대칭 유사 분열의 메커니즘은 막 수용체 Notch-1의 불균일한 분포와 관련이 있으며, 그 결과 후자는 상피질 영역에 위치한 딸 세포의 막에 남아 있는 반면, 상피질하층으로 이동하는 모세포는 이 수용체를 박탈당한다고 가정합니다.이러한 관점에서 상피질하 영역은 상피질층의 줄기 세포에서 형성된 신경 세포와 신경교 세포의 전구체 전구체의 수집기로 간주될 수 있습니다.다른 저자에 따르면, 하뇌실 영역의 미부 부분에서만 신경교 세포가 형성되고 신경 발생의 원천은 전방-측면 부분의 세포입니다.세 번째 변형에서, 측뇌실의 하뇌실 영역의 전방 및 후방 부분은 동등한 신경 발생 잠재력을 부여받습니다.

중추신경계 줄기세포 예비군 구성의 네 번째 변이가 더 바람직한 것으로 보이는데, 이에 따르면 뇌실하대에서 A, B, C의 세 가지 주요 신경 전구 세포 유형이 구분됩니다. A 세포는 초기 신경 마커(PSA-NCAM, TuJI)를 발현하고 항원 발현을 통해 성상세포로 식별되는 B 세포에 둘러싸여 있습니다. 신경세포나 신경교세포의 항원적 특징이 없는 C 세포는 높은 증식 활성을 보입니다. 저자는 B 세포가 A 세포와 후각구의 신생 신경세포의 전구체임을 설득력 있게 증명했습니다. 이동 중에 A 세포는 신경 전구 세포 가닥에 둘러싸여 있는데, 이는 배아 뇌에서 방사상 신경교세포를 따라 분열 후 신경모세포가 이동하는 기전과 크게 다릅니다. 이동은 후각구에서 A세포와 B세포의 체세포 분열로 끝나고, 이 세포의 파생물은 뇌의 후각 영역의 과립 세포층과 구형체층으로 통합됩니다.

발달 중인 배아 뇌에는 분화된 상피세포가 없으며, 뇌실 벽에는 원발성 신경모세포와 교모세포가 이동하는 뇌실 배아층과 뇌실하층의 증식하는 줄기세포가 포함되어 있습니다. 이를 바탕으로 일부 저자들은 성숙 뇌의 상피하 영역에 성상세포, 신경모세포, 그리고 미확인 세포로 구성된 배아 배아 신경 조직이 감소되어 있다고 생각합니다. 진정한 신경줄기세포는 측뇌실 벽의 배아층 세포 중 1% 미만을 구성합니다. 이러한 이유와 상피하층의 성상세포가 신경줄기세포의 전구체라는 데이터와 관련하여, 성상세포 신경교세포의 전환분화가 신경 표현형 특성을 획득할 가능성을 배제할 수 없습니다.

생체 내 신경줄기세포 국소화 문제에 대한 최종 해결책의 주요 장애물은 이러한 세포에 대한 특이적 마커의 부족입니다. 그럼에도 불구하고, 실용적인 관점에서 매우 흥미로운 것은 신경줄기세포가 상피하 영역(subependymal zone)을 포함하지 않는 중추신경계 영역, 즉 전뇌의 제3뇌실과 제4뇌실, 척수의 흉추와 요추 부위의 척추관에서 분리되었다는 보고입니다. 특히 중요한 것은 척수 손상이 중심관의 상피줄기세포 증식을 증가시키고, 전구세포가 형성되어 신경교중배엽성 흉터의 성상세포로 이동 및 분화한다는 사실입니다. 또한, 성상세포와 희소돌기아교세포의 전구세포도 손상되지 않은 성체 쥐의 척수에서 발견되었습니다.

따라서 문헌 자료는 인간을 포함한 성체 포유류의 중추신경계에 국소 줄기세포 자원이 존재함을 설득력 있게 입증합니다. 안타깝게도 이 줄기세포의 재생 가소성 능력은 새로운 신경망 형성을 통한 생리적 재생 과정만을 제공할 뿐, 회복적 재생의 필요성을 충족시키지 못합니다. 이는 배아기 중추신경계 형성 기전에 대한 명확한 이해 없이는 해결할 수 없는, 외인성 수단을 통해 중추신경계의 줄기세포 자원을 증가시킬 수 있는 방법을 모색해야 하는 과제를 제기합니다.

오늘날 우리는 배아 발달 과정에서 신경관 줄기세포가 뉴런, 성상세포, 희소돌기아교세포의 세 가지 세포 유형의 근원이라는 것을 알고 있습니다. 즉, 뉴런과 신경아교세포는 하나의 전구세포에서 유래합니다. 외배엽이 신경 전구세포 군집으로 분화하는 과정은 bHLH 계열의 전구세포 유전자의 영향으로 시작되며, Notch 계열 유전자의 수용체 막관통 단백질 유도체의 발현에 의해 차단되어 신경 전구세포의 결정 및 초기 분화를 제한합니다. 결과적으로 Notch 수용체의 리간드는 인접 세포의 막관통 델타 단백질이며, 이 단백질의 세포외 도메인 덕분에 줄기세포 간의 유도적 상호작용을 통한 직접적인 세포 간 접촉이 이루어집니다.

배아 신경발생 프로그램의 추가적인 구현 또한 복잡하며, 종 특이적이어야 할 것으로 보입니다. 그러나 신경이종이식 연구 결과에 따르면 줄기세포는 뚜렷한 진화적 보수성을 가지고 있으며, 이로 인해 인간 신경줄기세포가 쥐의 뇌에 이식되었을 때 이동하고 발달할 수 있습니다.

포유류 중추신경계는 회복 재생 능력이 극히 낮은 것으로 알려져 있으며, 이는 손상으로 인해 사멸한 신경세포를 대체할 새로운 세포 요소가 성숙한 뇌에 출현하는 징후가 전혀 없다는 특징이 있습니다. 그러나 신경모세포 이식의 경우, 신경모세포는 이식, 증식, 분화뿐만 아니라 뇌 구조에 통합되어 소실된 신경세포를 기능적으로 대체할 수 있습니다. 신경 전구세포를 이식했을 때는 치료 효과가 현저히 약했습니다. 이러한 세포는 이동 능력이 낮은 것으로 나타났습니다. 또한, 신경 전구세포는 신경망의 구조를 재현하지 못하며 수혜자의 뇌에 기능적으로 통합되지 않습니다. 이와 관련하여, 미리 형성되지 않은 다능성 신경줄기세포 이식 시 회복 가소성 재생에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다.

M. Aleksandrova 등(2001)의 연구에서, 실험의 첫 번째 버전에서 수혜자는 성적으로 성숙한 암컷 쥐였고, 공여체는 15일 된 배아였습니다.수혜자로부터 뇌의 후두엽 피질의 일부를 제거하고, 심실 및 심실하 영역의 다능성 줄기 세포를 포함하는 추정 배아 피질의 기계적으로 부유된 조직을 뇌강에 이식했습니다.실험의 두 번째 버전에서는 9주 된 인간 배아의 신경 줄기 세포를 성적으로 성숙한 쥐의 뇌에 이식했습니다.저자들은 배아 뇌의 뇌실 주위 영역에서 조직 조각을 분리하여 F-12 영양 배지에 넣고 반복적인 피펫팅으로 세포 현탁액을 얻은 다음 성장 인자(FGF, EGF 및 NGF)를 첨가한 특수 NPBM 배지에서 배양했습니다. 신경구가 형성될 때까지 세포를 현탁 배양하여 배양한 후, 분산시켜 다시 배양액에 심었습니다. 총 배양 기간이 12~16일인 4회 계대 배양 후, 세포를 이식에 사용했습니다. 수혜자는 생후 10일 된 쥐 새끼와 성적으로 성숙한 2개월 된 위스타 쥐였으며, 면역억제 없이 인간 신경줄기세포 현탁액 4 μl를 뇌의 측뇌실에 주입했습니다. 연구 결과에 따르면 쥐 대뇌피질 배아 원기의 뇌실 및 뇌실하대에서 분리된 세포는 성숙 뇌에 이종이식하는 동안 발달을 지속했습니다. 즉, 분화된 수혜자 뇌의 미세환경 요인이 배아의 신경줄기세포의 성장과 분화를 막지 않았습니다. 이식 후 초기 단계에서 다능성 세포는 유사분열을 계속하여 이식 부위에서 수혜자의 뇌 조직으로 활발하게 이동했습니다. 이식된 배아 세포는 이동 경로와 백질을 따라 수혜자 대뇌 피질의 거의 모든 층에서 높은 이동 잠재력을 가진 것으로 확인되었습니다. 신경 세포의 이동 경로 길이는 신경교세포(최대 3mm)보다 항상 유의미하게 짧았습니다(최대 680μm). 뇌의 혈관과 섬유 구조는 성상세포 이동의 구조적 매개체 역할을 했는데, 이는 다른 연구에서도 관찰되었습니다.

이전에는 수혜자의 대뇌 피질 손상 부위에 표지된 성상세포가 축적되는 것이 이식 조직과 수혜자 조직 사이에 신경교 장벽 형성과 관련이 있을 수 있다고 여겨졌습니다. 그러나 조밀하게 위치한 세포 이식편의 구조에 대한 연구에서 이식편의 세포 구조는 이식된 세포의 층상 분포 없이 혼돈 상태를 특징으로 한다는 것이 밝혀졌습니다. 이식된 신경세포의 질서도는 공여체와 수혜자 조직 사이에 신경교 장벽이 없는 경우에만 정상 대뇌 피질 세포의 질서도에 근접했습니다. 그 외에는 이식 세포의 구조가 비정형적이었고, 신경세포 자체가 비대되었습니다. 이식편 세포의 신경면역화학적 유형 분석을 통해 이식편에서 억제성 GABA 작용성 신경세포가 발견되었고, PARV, CALB, NPY 단백질의 발현이 검출되었습니다. 결과적으로, 성숙한 뇌는 신경 다능성 세포의 증식, 이동, 그리고 특정 분화를 뒷받침할 수 있는 미세환경적 요인들을 보유하고 있습니다.

9주차 배아의 뇌실주위 영역에서 분리한 인간 줄기세포 배양에서, M. Aleksandrova 등(2001)은 네 번째 계대배양에서 다수의 네스틴 양성 다능성 세포를 발견했는데, 이 중 일부는 이미 시험관내 분화를 거쳐 신경 세포 유형에 따라 발달하고 있었으며, 이는 다른 연구자들의 연구 결과와 일치했습니다. 성체 쥐의 뇌에 이식한 후, 배양된 인간 줄기세포는 유사분열을 통해 분열하여 이종수용체 뇌 조직으로 이동했습니다. 세포 이식에서 저자들은 작은 세포 집단과 큰 세포 집단의 두 가지 형태를 관찰했습니다. 큰 세포 집단은 수용체 뇌의 실질과 섬유 구조를 따라 300μm 이내의 미미한 거리를 이동했습니다. 이동 경로의 가장 큰 범위(최대 3mm)는 작은 세포의 특징이었으며, 일부는 성상세포로 분화되었고, 이는 GFAP에 대한 단일클론 항체를 사용하여 확인했습니다. 두 세포 유형 모두 측뇌실 벽에서 발견되었는데, 이는 이식된 세포가 주측 이동로로 진입했음을 시사합니다. 인간과 쥐의 신경줄기세포에서 유래된 성상세포 유래 세포는 주로 수혜자 뇌의 모세혈관과 섬유 구조를 통해 이동했는데, 이는 다른 저자들의 연구 결과와 일치합니다.

GFAP, CALB, VIM에 대한 단일클론 항체를 이용한 생체 내 인간 줄기세포 분화 분석 결과, 성상세포와 신경세포가 모두 형성됨이 확인되었습니다. 쥐 이식 세포와는 달리, 많은 인간 줄기세포는 비멘틴 양성이었습니다. 결과적으로, 일부 인간 다능성 세포는 분화되지 않았습니다. 이후 같은 저자들은 면역억제 없이 이식된 인간 신경줄기세포가 이식 후 20일 동안 쥐 뇌에서 생존했으며, 성숙 뇌의 신경교세포로부터 면역 공격 징후가 나타나지 않았음을 보였습니다.

초파리의 신경줄기세포조차도 쥐처럼 곤충과 거리가 먼 분류군의 뇌에 이식되어 분화된다는 것이 밝혀졌습니다. 저자의 실험의 정확성은 의심의 여지가 없습니다. 형질전환 초파리 계통은 인간의 신경영양인자 NGF, GDNF, BDNF 유전자를 포함하고 있었으며, 이 유전자들은 초파리 열충격 프로모터 아래 CaSper 벡터에 삽입되어 포유류의 체온에 의해 자동적으로 발현되었습니다. 저자는 조직화학적 X-Gal 염색을 이용하여 박테리아 갈락토시다제 유전자의 산물로 초파리 세포를 식별했습니다. 또한, 초파리 신경줄기세포는 인간 유전자에 의해 암호화된 신경영양인자에 특이적으로 반응하는 것으로 밝혀졌습니다. gdnf 유전자를 포함하는 형질전환 초파리 계통의 세포를 이종이식했을 때, 분화 중인 신경줄기세포에서 티로신 수산화효소의 합성이 급격히 증가했고, ngf 유전자를 가진 세포는 아세틸콜린에스테라제를 활발하게 생성했습니다. 이종 이식은 함께 이식된 배아 신경 조직의 이종 이식에서도 유사한 유전자 의존적 반응을 유도했습니다.

이는 신경줄기세포의 특이적 분화가 종-비특이적 신경영양인자에 의해 유도된다는 것을 의미할까요? 저자들의 결과에 따르면, 신경영양인자를 생성하는 이종이식편은 동종이식편의 발달에 특이적인 영향을 미쳤으며, 이 경우 동종이식편은 이종이식편 없이 뇌에 도입된 동종이식편보다 더욱 집중적으로 발달하고 크기가 2~3배 더 컸습니다. 결과적으로, 신경영양인자 유전자, 특히 인간 신경교세포 유래 신경영양인자(GDNF)를 암호화하는 유전자를 포함하는 이종이식편 세포는 해당 신경영양인자의 작용과 유사하게 동종이식편 발달에 종-비특이적 영향을 미칩니다. GDNF는 쥐 배아 중뇌에서 도파민성 뉴런의 생존을 증가시키고 이들 세포의 도파민 대사를 증진시키며, 티로신 수산화효소 양성 세포의 분화를 유도하여 축삭 성장을 촉진하고 신경 세포체의 크기를 증가시키는 것으로 알려져 있습니다. 배양된 쥐 중뇌 도파민 신경 세포에서도 비슷한 효과가 관찰되었습니다.

성숙 쥐의 뇌에 이종이식한 후 인간 신경줄기세포의 활발한 이동이 관찰되었습니다. 신경줄기세포의 이동 및 분화 과정은 일련의 특수 유전자에 의해 제어되는 것으로 알려져 있습니다. 전구세포로의 분화 시작 신호는 c-ret 원암유전자와 GDNF의 단백질 생성물에 의해 전달됩니다. 다음 신호는 세포 발달 경로 선택을 제어하는 mash-1 유전자에서 나옵니다. 또한, 분화 세포의 특이적 반응은 섬모 신경영양인자의 α-수용체에 따라 달라집니다. 따라서 이종 인간 신경줄기세포와 수혜 쥐 뇌세포의 유전적 구성이 완전히 다르다는 점을 고려할 때, 신경영양인자의 종 비특이성뿐만 아니라 신경줄기 요소의 특이적 분화를 담당하는 유전자의 높은 진화적 보수성을 인식하는 것이 필요합니다.

미래에는 희소돌기아교세포에 의한 미엘린 합성 장애로 인한 신경퇴행성 병리학적 과정을 치료하는 신경외과적 시술에서 배아 신경 물질의 이종이식이 가능한지 여부가 밝혀질 것입니다. 현재 신경이식에서 가장 집중적으로 다루어지고 있는 문제는 배양된 배아 또는 성숙 뇌에서 동종이계 신경줄기세포를 채취하여 신경모세포 또는 특수 뉴런으로 분화시키는 것과 관련된 문제입니다.

신경줄기세포 이식

성체 신경줄기세포의 증식과 분화를 자극하기 위해 배아 신경 조직을 이식할 수 있습니다. 동종이식으로 이식된 배아 신경 조직의 줄기세포 자체가 증식과 분화를 경험할 가능성이 있습니다. 척수 손상 후 손상된 축삭의 신장과 손상되지 않은 운동신경 돌기의 축삭의 측부 발아를 통해 신경 전도체가 재생되는 것으로 알려져 있습니다. 척수 재생을 방해하는 주요 요인으로는 손상 부위의 결합 조직 반흔 형성, 중추 신경세포의 이영양성 및 퇴행성 변화, NGF 결핍, 그리고 손상 부위의 미엘린 분해 산물 존재 등이 있습니다. 손상된 척수에 다양한 세포 유형(성체 동물의 좌골신경 조각, 배아 후두엽 피질, 해마, 척수, 슈반 세포, 성상세포, 미세아교세포, 대식세포, 섬유아세포)을 이식하면 손상된 축삭의 발아를 촉진하여 재생을 촉진하고, 척수 손상 부위를 통해 새롭게 형성된 축삭이 자랄 수 있도록 하는 것으로 나타났습니다. 신경영양인자의 작용을 통해 척수 손상 부위에 배아 신경 조직을 이식하면 손상된 축삭의 성장을 촉진하고, 중추 신경세포의 신경교세포 반흔 형성과 이영양성 및 퇴행성 과정의 진행을 예방하는 것으로 실험적으로 입증되었습니다. 또한, 이식된 배아 신경 조직의 세포는 척수에서 생존하고, 인접 조직과 통합되며, 척수 신경세포에 수상돌기 시냅스를 형성하여 손상 부위를 통해 축삭 성장을 촉진합니다.

재생가소의학 분야는 V.I. 침발류크(V. Tsymbalyuk)가 이끄는 연구팀의 연구 덕분에 우크라이나에서 가장 큰 발전을 이루었습니다. 이 연구들은 척수 손상 환자에서 배아 신경 조직 이식의 효과를 실험적으로 연구한 것입니다. 말초신경 자가이식 시, 저자들은 원위 봉합 부위에서 가장 두드러진 파괴적 변화를 관찰했으며, 수술 후 30일째에는 회복 과정과 병행했습니다. 동종이식 시, 30일째 이식된 신경의 형태기능적 상태는 국소 염증성 림프구 세포 침윤과 슈반세포 위축이 두드러진 배경에서 지방 변성과 아밀로이드증을 동반한 심각한 파괴를 특징으로 했습니다. 배아 신경 조직 이식은 척수 전도 회복에 더 큰 기여를 했으며, 특히 손상 후 첫 24시간 이내에 수술을 받은 동물에서 그 효과가 두드러졌습니다. 염증 및 파괴 과정의 강도가 감소하는 상황에서, 척수 신경 세포의 단백질 합성 및 에너지 생성 미세 구조 요소의 비대 및 과형성이 관찰되었고, 희소돌기아교세포의 비대 및 과형성이 관찰되었으며, 근 활동 전위의 진폭은 50%, 임펄스 전도 속도는 90% 회복되었습니다. 이식 부위에 따른 배아 신경 조직 이식의 효과를 평가한 결과, 이식편을 척수 손상 부위에 직접 삽입했을 때 가장 좋은 결과를 보였습니다. 척수가 완전히 절단된 경우, 배아 신경 조직 이식은 효과가 없었습니다. 역동적인 연구에 따르면, 배아 신경 조직 이식을 시행하기 가장 좋은 시기는 척수 손상 후 24시간 이내이며, 손상 후 2~9일째에 나타나는 뚜렷한 2차 허혈성 염증 변화가 나타나는 기간 동안에는 수술을 시행하는 것은 부적절한 것으로 간주됩니다.

심각한 외상성 뇌 손상은 외상 후 초기 및 중간 단계에서 손상된 뇌 조직과 신체 전체 모두에서 강력하고 장기간의 지질 과산화 활성화를 유발하고 손상된 뇌의 에너지 대사 과정을 방해하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 조건에서 외상 손상 부위에 배아 신경 조직을 이식하면 지질 과산화 과정의 안정화를 촉진하고 뇌와 신체 전체의 항산화 시스템의 잠재력을 증가시켜 외상 후 35~60일째에 항라디칼 보호 효과를 강화합니다. 배아 신경 조직 이식 후 같은 기간에 뇌의 에너지 대사 및 산화적 인산화 과정이 정상화됩니다. 또한 실험적 외상성 뇌 손상 후 첫날에 손상된 반구 조직의 임피던스가 30~37%, 대측은 20% 감소하는 것으로 나타났으며, 이는 전신성 뇌부종이 발생함을 시사합니다. 배아 신경 조직 이식을 받은 동물에서는 부종 퇴화가 현저히 빠르게 진행되었습니다. 7일째에 이미 손상된 반구 조직의 평균 임피던스 값이 대조군 수준의 97.8%에 도달했습니다. 또한, 30일째에 임피던스 값이 완전히 회복된 것은 배아 신경 조직 이식을 받은 동물에서만 관찰되었습니다.

심각한 두개뇌 손상 후 뇌의 일부 뉴런이 사멸하는 것은 외상 후 합병증의 주요 원인 중 하나입니다. 중뇌와 연수의 도파민 및 노르아드레날린 시스템을 통합하는 뉴런은 특히 손상에 민감합니다. 선조체 담청체 복합체와 대뇌 피질의 도파민 수치 감소는 운동 장애 및 정신 장애, 간질성 상태 발생 위험을 크게 증가시키며, 시상하부의 도파민 생성 감소는 외상 후 후기에 관찰되는 수많은 식물인간 및 신체성 장애의 원인이 될 수 있습니다. 실험적 두개뇌 손상 연구에서는 배아 신경 조직 이식이 손상된 대뇌반구의 도파민 수치를 회복시키고, 시상하부의 도파민 및 노르에피네프린 수치를 회복시키며, 중뇌와 연수의 노르에피네프린 및 도파민 수치를 증가시키는 데 도움이 됨을 시사합니다. 또한 실험동물의 손상된 뇌반구에 배아신경조직을 이식한 결과, 인지질의 백분율 비율이 정상화되고 지방산의 함량이 증가하였다(C16:0, C17:0, C17:1, C18:0, C18:1+C18:2, C20:3+C20:4, C20:5).

이러한 자료는 이식된 배아 신경 조직에 의한 재생-가소성 과정의 자극을 확인시켜 주며, 이식이 수혜자의 뇌 전체에 미치는 회복-영양 효과를 나타냅니다.

우크라이나 의과대학 산하 AP 로모다노프 신경외과 연구소 직원들이 심각한 운동 기능 장애를 동반하는 매우 복잡한 병리인 뇌성마비 환자에게 배아 신경 조직을 이식하는 임상 경험에 특별한 관심을 기울여야 합니다. 뇌성마비의 임상적 형태는 근긴장 조절과 운동 고정관념 형성을 담당하는 통합 구조의 손상 정도에 따라 달라집니다. 현재, 선조체-시상피질 운동 조절 시스템의 병리학적 변화가 운동 기능 및 근긴장 장애에 중요한 역할을 한다는 사실을 뒷받침하는 충분한 증거가 있습니다. 이 시스템의 선조체 연결은 흑질선조체 도파민 생성을 통해 조절 기능을 수행합니다. 시상피질 조절을 위한 직접적인 경로는 피각핵 뉴런에서 시작하여 감마아미노부티르산(GABA)과 물질 P에 의해 매개되며, 담창구 내측 구역과 흑질의 운동 영역으로 직접 투사됩니다. 간접 경로는 GABA와 엔케팔린의 참여로 효과가 나타나는데, 피질핵 뉴런에서 기원하여 담창구 외측 부분과 시상하핵을 포함한 일련의 연결을 통해 기저핵 핵에 영향을 미칩니다. 직접 경로의 전도 장애는 운동 저하를 유발하는 반면, 간접 경로 구조의 전도도 감소는 근긴장도의 변화와 함께 과운동을 유발합니다. 운동 조절 시스템의 다양한 수준에서 GABA성 전도 경로의 온전성과 피질 수준에서 도파민성 연결의 통합은 시상피질 상호작용 조절에 필수적입니다. 다양한 형태의 뇌성마비에서 운동 병리의 가장 흔한 증상은 근긴장도의 저하와 이와 밀접하게 관련된 반사 근육 활동의 변화입니다.

뇌성마비 환자의 배아 신경 조직 이식은 뇌 구조 손상의 특성에 대한 철저한 분석을 필요로 합니다. 저자들은 지주막하 뇌척수액 내 도파민과 GABA 수치를 측정하여 기능적 뇌 구조 통합의 파괴 수준을 상세히 분석하였고, 이를 통해 수술적 중재 결과의 객관화와 반복적인 신경이식의 교정을 가능하게 했습니다. 배아 신경 조직(9주 배아의 유산 물질)은 위축성 변화의 정도에 따라 대뇌반구 중심전구 회선 피질의 실질에 이식되었습니다. 수술 후 합병증이나 환자 상태 악화는 관찰되지 않았습니다. 경직성 환자의 63%, 무긴장성-심미성 아동의 82%, 혼합형 환자의 24%에서만 긍정적인 역동성이 관찰되었습니다. 신경특이적 단백질에 대한 자가항체의 존재와 함께 높은 수준의 신경감작이 수술 결과에 부정적인 영향을 미치는 것으로 확인되었습니다. 배아 신경 조직 이식은 8-10세 이상의 환자와 중증 과운동 증후군 및 간질 환자에게는 효과가 없는 것으로 나타났습니다. 임상적으로, 경직성 뇌성마비 환자에서 배아 신경 조직 이식의 효과는 새로운 운동 기술과 수의적 운동의 형성, 병적인 운동 고정관념의 교정, 경직의 정도 감소, 병적인 자세 및 태도 감소로 나타났습니다. 저자들은 배아 신경 조직 이식의 긍정적인 효과는 자세 긴장도 및 수의적 운동 조절에 관여하는 척추상 구조의 기능적 활성을 정상화하는 효과 때문이라고 생각합니다. 동시에, 배아 신경 조직 이식의 긍정적인 임상적 효과는 뇌척수액의 신경전달물질 함량 감소를 동반하는데, 이는 영향을 받은 뇌 구조의 통합적 상호작용이 회복되었음을 나타냅니다.

또 다른 심각한 신경 병리학 형태인 무안증 증후군이 있는데, 불행히도 치료 문제는 아직 해결되지 않았습니다.무안증 증후군은 중추 신경계(주로 대뇌 피질)의 심각한 유기적 병변으로 인해 발생하는 다병인성 아급성 또는 만성 질환으로, 뇌의 분절-줄기 부분과 변연계-망상 복합체 형성의 기능이 비교적 보존된 상태에서 범실행증(panapraxia)과 범실인증(panagnosia)이 발생하는 것이 특징입니다. 1년에서 3년까지의 추적 연구 결과, 무안증 증후군은 소아의 신경계 지속적 손상에 대한 최종 진단이 아니라 유기적 치매 또는 만성 식물인간 상태로 전환되는 것으로 나타났습니다. 우크라이나 의학 아카데미 산하 AP 로모다노프 신경외과 연구소의 회복 신경외과에서는 무안증 증후군의 후유증을 가진 21명의 환자에게 배아 신경 조직 이식을 시행했습니다. 전신 마취 하에, 컴퓨터 단층 촬영이나 자기 공명 영상에서 드러난 가장 두드러진 위축성 변화 부위 위에 크라운 버를 사용하여 버 구멍을 만들었고, 회색질이나 백색질의 확산성 위축이 있는 경우 이식편을 뇌의 중심전회와 중심회에 도입했습니다.경막을 연 후, 8~9주 된 배아의 감각운동 피질에서 조직 조각을 특수 장치를 사용하여 피질 내에 이식했습니다.이식된 조직 샘플의 수는 4~10개였으며, 이는 버 구멍의 크기와 뇌 물질의 국소적 변화의 크기에 따라 결정되었습니다.다른 유형의 병리학과 달리, 무뇌증 증후군에서 저자들은 가능한 한 많은 배아 조직을 뇌의 가장 접근하기 쉬운 부위에 이식하려고 했습니다.경막을 봉합하고 두개골 결손에 대한 성형 수술을 시행했습니다. 수술 중 모든 환자는 피질(위축, 회선 소실, 뇌질의 색깔 및 박동 변화)과 뇌막(경막 비후, 자체 혈관 존재를 동반한 지주막의 유의미한 비후, 뇌막과 기저 뇌질의 융합) 모두에서 유의미한 변화를 보였습니다. 이러한 변화는 염증성 뇌 병변 병력이 있는 환자에서 더욱 두드러졌습니다. 중추신경계 저산소증을 경험한 환자에서는 뇌질, 특히 피질의 미만성 위축성 변화가 두드러졌고, 지주막하 공간의 증가가 수막의 유의미한 변화 없이 나타났습니다. 환자의 절반은 연조직, 뼈, 뇌질의 출혈 증가를 보였습니다. 수술 후 6개월에서 3년 이내에 16명의 환자는 상태가 호전되었고, 5명의 환자는 변화가 없었습니다. 운동 영역과 정신 영역 모두에서 긍정적인 역동성이 관찰되었습니다. 10명의 환자는 근긴장이 감소했고, 11명의 환자는 운동 활동이 증가했습니다(부전마비 감소,운동 조정 능력 향상(5명의 소아에서 상지 조작 능력이 유의미하게 증가했습니다. 4명의 환자에서 간질 발작의 빈도와 심각도가 감소했고, 1명의 소아에서는 수술 후 전체 관찰 기간 동안 발작이 전혀 발생하지 않았습니다. 2명의 소아에서 공격성이 감소했고, 중증 연수 장애가 있는 2명의 환자에서 삼키는 행동이 개선되었으며, 2명의 소아는 수술 2주 만에 독립적으로 씹을 수 있었습니다. 정신 질환의 심각도가 감소했고, 9명의 소아는 수술 후 진정되었으며, 7명의 소아에서 수면과 주의력이 향상되었습니다. 무언증 증후군 후유증을 가진 3명의 환자는 부모를 알아보기 시작했는데, 1명은 지시를 따르고, 2명은 단어를 발음할 수 있었으며, 3명은 구음 장애 정도가 감소했습니다. 저자들은 수술 후 2개월부터 환자 상태가 눈에 띄게 호전되기 시작하여 5~6개월에 최대치에 도달한 후 호전 속도가 느려지고 1년 말에는 환자의 50%에서 이러한 과정이 안정된다고 지적합니다. 신경이식의 긍정적인 효과는 무반구 증후군(apallic syndrome)의 후유증을 가진 6명의 환자에게 뇌반구 반대쪽에 대한 재수술의 근거가 되었습니다. 두 번째 이식의 기법과 방법은 첫 번째 수술과 동일했지만, 두 번째 수술의 임상 효과는 더 낮았습니다. 하지만 첫 번째 또는 두 번째 수술 후 심각한 합병증은 발생하지 않았습니다. 저자들은 신경이식의 치료 효과 기전은 이식된 배아 신경 조직의 신경 영양 효과와 관련이 있다고 주장합니다. 이 조직에는 손상된 신경 세포의 회복과 수혜자 뇌 조직의 가소성 재조직을 자극하는 다량의 성장 인자, 호르몬 및 기타 생물학적 활성 물질이 포함되어 있습니다. 이전에는 형태학적으로 보존되었지만 질병으로 인해 기능적 활성을 상실한 신경 세포의 활성에 대한 활성화 효과도 가능합니다. 이러한 빠른 신경 영양 효과는 수술 후 1주 또는 2주 만에 일부 소아의 구개 기능이 이미 개선되는 것을 설명할 수 있습니다. 이 외에도 3개월 또는 4개월차에는 이식편과 숙주 뇌 사이에 형태 기능적 연결이 형성되어 신경이식이 죽은 뇌세포의 기능을 대체하는 것으로 추정되며, 이는 환자의 운동 기능과 정신 기능 모두 개선하는 기반이 됩니다. 수술 후 2주 만에 두 명의 어린이가 독립적으로 씹을 수 있게 되었습니다. 정신 질환의 심각도가 감소했고, 9명의 어린이가 수술 후 더 차분해졌으며, 7명의 환자에서 수면과 주의력이 향상되었습니다. 무감각 증후군의 후유증을 가진 세 명의 환자가 부모를 알아보기 시작했는데, 한 명은 지시를 따르고, 두 명은 단어를 발음할 수 있었습니다.세 명의 환자에서 구음장애 정도가 감소했습니다. 저자들은 수술 후 2개월째부터 환자 상태가 눈에 띄게 호전되기 시작하여 5~6개월째에 최대치에 도달한 후 호전 속도가 느려지다가 연말에는 환자의 50%에서 안정화된다고 언급했습니다. 신경이식의 긍정적인 효과는 무반구 증후군(apallic syndrome)의 후유증을 가진 6명의 환자에게 재수술을 시행하는 근거가 되었지만, 뇌의 다른 반구에도 영향을 미쳤습니다. 두 번째 이식의 기법과 방법은 첫 번째 수술과 동일했지만, 두 번째 수술의 임상 효과는 더 낮았습니다. 첫 번째 또는 두 번째 수술 후 심각한 합병증은 없었습니다. 저자들은 신경이식의 치료 효과 기전은 이식된 배아 신경 조직의 신경 영양 효과와 관련이 있다고 밝혔습니다. 이 조직에는 손상된 뉴런의 회복과 수혜자 뇌 조직의 가소적 재조직을 자극하는 다량의 성장 인자, 호르몬 및 기타 생물학적 활성 물질이 포함되어 있습니다. 이전에는 형태학적으로 보존되었지만 질병으로 인해 기능적 활성을 상실했던 신경 세포의 활성에 대한 활성화 효과도 가능합니다. 수술 후 1~2주 만에 일부 소아의 구개 기능이 개선된 것은 바로 이러한 빠른 신경 영양 효과 때문일 수 있습니다. 이와 함께 3~4개월차에는 이식된 세포와 숙주 뇌 사이에 형태 기능적 연결이 형성되어 신경 이식이 손상된 뇌 세포의 기능을 대체하고, 이는 환자의 운동 및 정신 기능 향상의 기반이 되는 것으로 추정됩니다. 수술 후 2주 만에 두 명의 소아가 독립적으로 씹을 수 있게 되었습니다. 정신 질환의 심각도가 감소했고, 9명의 소아는 수술 후 진정되었으며, 7명의 환자에서 수면과 주의력이 향상되었습니다. 무언증 증후군 후유증을 앓았던 환자 3명은 부모를 알아보기 시작했는데, 한 명은 지시를 따르고, 두 명은 단어를 발음할 수 있었으며, 세 명은 구음 장애 정도가 감소했습니다. 저자들은 수술 후 2개월째부터 환자 상태가 눈에 띄게 호전되기 시작하여 5~6개월째에 최대치에 도달한 후 호전 속도가 느려지다가 연말에는 환자의 50%에서 안정화된다고 언급했습니다. 신경이식의 긍정적인 효과는 무반구 증후군(apallic syndrome)을 동반한 6명의 환자에게 재수술을 시행하는 근거가 되었지만, 다른 뇌반구에도 영향을 미쳤습니다. 두 번째 이식 수술의 기법과 방법은 첫 번째 수술과 동일했지만, 두 번째 수술의 임상 효과는 더 낮았습니다. 첫 번째 수술이나 두 번째 수술 후 심각한 합병증은 발생하지 않았습니다. 저자들은 다음과 같이 밝혔습니다.신경이식의 치료 효과 기전은 이식된 배아 신경 조직의 신경영양 효과와 연관되어 있습니다. 이 조직에는 손상된 신경 세포의 회복과 수혜자 뇌 조직의 가소적 재조직을 촉진하는 다량의 성장 인자, 호르몬 및 기타 생물학적 활성 물질이 포함되어 있습니다. 이전에는 형태학적으로 보존되었지만 질병으로 인해 기능적 활성을 상실한 신경 세포의 활성을 활성화하는 효과도 있을 수 있습니다. 이러한 빠른 신경영양 효과로 인해 일부 소아에서 수술 후 1~2주 만에 이미 구뇌 기능이 개선되는 것을 설명할 수 있습니다. 이와 함께 3~4개월이 지나면 이식된 뇌와 숙주 뇌 사이에 형태기능적 연결이 형성되어 신경이식이 손상된 뇌 세포의 기능을 대체하고, 이를 통해 환자의 운동 및 정신 기능 향상의 기반이 마련될 것으로 추정됩니다. 1차 또는 2차 수술 후 심각한 합병증은 발생하지 않았습니다. 저자들은 신경이식의 치료 효과 기전은 이식된 배아 신경 조직의 신경 영양 효과와 관련이 있다고 주장합니다. 이 조직에는 손상된 신경 세포의 회복과 수혜자 뇌 조직의 가소적 재조직을 자극하는 다량의 성장 인자, 호르몬 및 기타 생물학적 활성 물질이 포함되어 있습니다. 이전에는 형태학적으로 보존되었지만 질병으로 인해 기능적 활성을 상실한 신경 세포의 활성을 활성화하는 효과도 있을 수 있습니다. 이러한 빠른 신경 영양 효과로 인해 일부 소아에서 수술 후 1~2주 만에 이미 구뇌 기능이 개선되는 것을 설명할 수 있습니다. 이와 함께 3~4개월이 지나면 이식된 뇌와 숙주 뇌 사이에 형태 기능적 연결이 형성되어 신경 이식이 손상된 뇌 세포의 기능을 대체하고, 이를 통해 환자의 운동 기능과 정신 기능을 모두 개선하는 기반이 마련될 것으로 추정됩니다. 1차 또는 2차 수술 후 심각한 합병증은 발생하지 않았습니다. 저자들은 신경이식의 치료 효과 기전이 이식된 배아 신경 조직의 신경영양 효과와 연관되어 있다고 주장합니다. 이 조직에는 손상된 신경 세포의 회복과 수혜자 뇌 조직의 가소성 재편을 촉진하는 다량의 성장 인자, 호르몬 및 기타 생물학적 활성 물질이 포함되어 있습니다. 또한, 이전에는 형태학적으로 보존되었지만 질병으로 인해 기능적 활성을 상실한 신경 세포의 활성을 활성화하는 효과도 기대할 수 있습니다.일부 소아에서 수술 후 1~2주 만에 이미 구뇌 기능이 개선되는 것은 바로 이러한 빠른 신경 영양 효과 덕분입니다. 이와 함께 3~4개월이 지나면 이식된 뇌와 숙주 뇌 사이에 형태 기능적 연결이 형성되어, 신경 이식이 죽은 뇌세포의 기능을 대체하게 되고, 이는 환자의 운동 기능과 정신 기능 모두 개선되는 기반이 될 것으로 추정됩니다.

배아 신경 조직 이식이 신경 간 연결의 재구성에 미치는 영향을 실험적으로 연구했습니다. 저자들은 형광 친유성 표지 DIL(1,1-dioctadecyl-3,3,33'-tetramethylindocarbocyanine perchlorate)과 공초점 레이저 스캐닝을 사용하여 배아 신경 조직 이식 유무에 따른 흰쥐의 대뇌 피질 기계적 손상 부위에서 모듈 간 축삭 연결의 회복 양상을 연구했습니다. 손상 부위에 배아 신경 조직을 이식하면 축삭이 성장하고, 이식을 통과한 축삭은 인접 뇌 조직과 연결되는 반면, 배아 신경 조직 이식이 없는 경우 손상 부위는 축삭 성장에 있어 극복할 수 없는 장애물이 됩니다. 본 연구에서는 배아(임신 15~17일) 신피질 이식을 시행했습니다. 저자들이 얻은 결과는 배아 신경 조직 이식이 대뇌 피질의 인접한 구조적 및 기능적 모듈의 신경 간 관계의 외상 후 재조직에 미치는 능동적인 영향을 뒷받침하는 추가적인 증거입니다. 배아 신경 조직 이식은 이식된 신경 영양 인자의 작용 영역에서 축삭 성장에 유리한 조건을 조성함으로써 대뇌 피질 손상 부위 간의 연결을 부분적으로 회복시킵니다. 이러한 효과의 존재는 실험적으로 입증되었으며, 성적으로 성숙한 동물의 손상된 뇌가 높은 가소성을 가지고 있다는 증거로 문헌에 논의되어 있습니다. 이러한 점에서 세포 이식은 현재 손상된 인간 중추신경계 기능 회복을 위한 최적의 치료 전략으로 여겨지고 있습니다.

저자들이 뇌의 배아 신경 조직을 축삭 성장을 위한 외인성 이식 매체로 사용하는 효율성에 대해 얻은 데이터는 뇌의 인접한 손상되지 않은 영역 간의 통신 연결을 표적화하여 생성할 수 있는 가능성을 확인시켜 줍니다. 신경 조직 이식이 중추 신경계의 기능적 매개변수의 역학에 미치는 영향을 연구하는 작업은 관련성이 있는 것으로 보입니다. 이 연구의 과제는 배아 청반점(LC) 이식이 LC 뉴런의 형태 기능적 지표와 수용자의 운동 활동에 미치는 영향을 조사하는 것이었습니다. 수용자는 암컷 위스타 쥐였고, 기증자는 같은 계통의 쥐의 18일 된 배아였습니다. 배아 LC의 이식은 뇌의 제3뇌실의 공동으로 수행되었습니다. 조직학적으로, 이식편의 생착은 수용자 동물의 75%에서 검출되었습니다. 생착의 경우, 이식편은 뇌실 벽에 인접하여 뇌실 내강의 1/5~2/5를 채우고 생존 가능했습니다. 수술 후 1개월과 6개월에 이식된 신경 조직은 형태학적 특성에 따라 정상적인 발생 발달 과정에서 발생했을 구조, 즉 LC 구조를 나타냈습니다. 저자들이 얻은 데이터에 따르면, 배아 LC 원기를 이식한 동물에서 동적 활성이 변하고 LC 세포 핵의 크로마틴 기질 활성이 증가합니다. 결과적으로, 자체 LC의 뉴런 활성이 강화되지만, 이식된 이식편 또한 기능적으로 활성을 보입니다. 중뇌의 소위 운동 영역이 LC의 국소화와 실질적으로 일치하는 것으로 알려져 있습니다. 저자들은 수혜 쥐의 운동 활동 변화의 기전이 자신의 LC 세포와 이식된 LC 세포의 활성화이며, 척수 분절을 포함하여 다량의 노르에피네프린이 분비된다고 생각합니다. 따라서 동물의 온전한 뇌에 LC를 이식했을 때 운동 활동이 증가하는 것은 수혜 쥐의 뇌에 기능적으로 활성화된 이식 세포가 통합되어 쥐의 운동 활동 활성화에 기여하기 때문이라고 추정됩니다.

또한, 신피질과 척수의 배아기 기초에 이식된 신경상피세포는 성숙 쥐의 손상된 좌골신경에 이식한 후 1~2개월 이내에 생존하여 신경모세포, 즉 어린 신경세포와 성숙한 신경세포로 분화하는 것으로 나타났습니다. 이소성 동종이식(15일령 쥐 배아)에서 쥐의 신피질과 척수의 배아기 기초에 있는 NADPH 양성 신경세포의 발달 역학을 연구한 결과, 관찰 기간에 따라 수혜 쥐의 좌골신경을 통한 종단 절편에서 신경이식편의 70~80%가 이식된 것으로 나타났습니다. 수술 후 1주일째부터 이식편에서 둥근 밝은 핵과 1~2개의 핵소체를 가진 단극성 및 양극성 신경모세포가 형성되기 시작했으며, 이와 함께 군집이 형성되었습니다. 저자들은 신경모세포에서 NADPH 디아포라제(NADPH-d)를 함유하는 세포를 검출하지 못했습니다. 7일 후, 혈관의 세포 요소, 즉 이식편 두께의 모세혈관 내피 세포와 수혜자 좌골신경 혈관의 내피 세포 및 평활근 세포에서만 NADPH 양성 반응을 보였습니다. 혈관 평활근 세포에서 NO 합성효소(NOS)의 유도는 IL-1의 영향으로 발생하므로, 저자들은 좌골신경 혈관에서 NADPH 양성 평활근 세포의 출현을 손상된 신경줄기에서 합성된 IL-1의 존재와 연관시켰습니다. 배아 뇌 기초 이식 조건에서 신경 발생은 제자리 신경세포의 발달과 동시에 일어나는 것으로 알려져 있습니다. 형태학적 연구 결과에 따르면 이식편의 일부 신경 요소의 이식 7일 후 분화는 신생 쥐의 뇌 유사 부위 세포 분화와 일치합니다. 따라서 말초신경에 이소성 이식을 시행한 경우, 이식된 배아 신경 세포는 NADPH-d를 합성하는 능력을 보입니다. 이 경우, 척수 이식에서 신피질 이식보다 NADPH-d를 함유하는 뉴런이 더 많이 발견되지만, 일산화질소 합성은 이식된 뉴런에서 제자리 발달 단계보다 늦게 시작됩니다. 척추동물의 중추신경계에서는 NOS 양성 세포가 이미 태아기에 나타납니다. NO는 발달 중인 뇌에서 시냅스 연결 형성을 촉진하는 것으로 여겨지며, 소뇌 신경모세포에서 NO 합성을 제공하는 NOS 양성 신경 구심 섬유의 존재는 뉴런의 이동과 분화를 자극하여 정상적인 뇌 세포 구조를 형성합니다. 시냅스 형성에서 NO의 중요한 역할은 시각막에서 확인되었는데, 망막 세포와 시냅스 연결을 가진 뉴런만 NOS 양성으로 나타났습니다.

일산화질소는 뇌 활동의 조절자 중 하나로 알려져 있으며, 디아포라제 활성을 가진 NO 합성효소의 영향으로 아르기닌으로부터 생성됩니다. 중추 신경계에서 NO는 혈관 내피 세포, 미세아교세포, 성상세포 및 뇌의 다양한 부위의 신경 세포에서 합성됩니다. 외상성 뇌 손상 후, 저산소증 및 허혈 상태에서는 뇌 혈류 조절자 중 하나인 NO를 함유하는 신경 세포 수가 증가하는 것이 관찰됩니다. NO가 시냅스 형성을 유도하는 능력을 고려할 때, 수혜자의 신경 조직에 외상성 손상이 있는 신경이식 조건에서 NO를 함유하는 세포의 형성에 대한 연구는 특히 흥미롭습니다.

신경이식이 조건반사 행동 고정관념에 미치는 영향에 대한 연구도 마찬가지로 중요합니다. 전두측두엽 신피질 파괴 쥐에서 배아 청반점 조직(임신 17~19일)을 뇌내 및 원위부(CII와 CIII 사이)에 이식한 것이 기억 과정과 카테콜아민 함량에 미치는 영향을 연구하는 실험에서, 뇌 전두측두엽 피질의 전기분해 손상은 회피(기억)라는 조건반사 정서 반응의 고정관념을 교란하고, 생리 활동을 약화시키며, 응고된 신피질 영역의 노르에피네프린 함량을 감소시키지만, 시상하부에서는 노르에피네프린 농도가 증가하여 아드레날린 농도가 감소하는 반면, 혈액과 부신에서는 증가한다는 사실이 밝혀졌습니다.

배아 청반점 조직의 뇌내 이식의 결과, 대뇌 피질의 전두측두엽 영역에 전기 분해로 인해 손상된 조건 반사적 감정 회피 반응의 고정관념이 동물의 81.4%에서 회복되고, 중뇌, 시상하부, 신피질의 망상체에서 아드레날린의 함량이 정상화되고, 해마에서의 수치가 증가하는데, 이는 혈액 내 아드레날린 농도의 감소와 결합됩니다.

배아 청반점 조직의 원격 이식은 전두측두엽 피질에 전기분해 손상을 입은 쥐에서 조건 반사 정서 회피 반응의 손상된 고정관념을 회복시킬 뿐만 아니라, 주로 시상하부, 혈액, 부신, 심장에서 노르에피네프린과 아드레날린의 함량을 증가시킵니다. 이는 이식편의 혈관 형성, 신경전달물질의 혈류 침투, 혈액-뇌 장벽 통과, 그리고 흡수 유형 1, 2, 3에 의한 아드레날린과 노르에피네프린 재흡수 기전의 활성화 때문인 것으로 추정됩니다. 저자들은 이식편의 생착 및 기능 조건 하에서 노르에피네프린 수치의 장기적인 안정화는 청반점 신경세포에 의해 최소량으로 점진적으로 방출되는 현상으로 볼 수 있다고 생각합니다.

배아 신경 조직 이식의 긍정적인 임상 효과는 성장 인자와 사이토카인이 직접적으로 관여하는 혈관 신생물 과정에 영향을 미치는 능력 때문일 수 있습니다. 혈관 생성은 혈관 내피 성장 인자(VEGF), FGF, PDGF, TGF와 같은 혈관신생 성장 인자에 의해 활성화되며, 이러한 인자는 허혈 중에 합성되어 혈관신생의 시작점으로 작용합니다. 혈관 성장 잠재력의 고갈은 신체 노화 과정에서 발생하며, 관상동맥 심장 질환이나 하지의 죽상동맥경화증과 같은 질병의 발병에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 조직 허혈은 다른 여러 질병에서도 발생합니다. 허혈 부위에 혈관신생 인자를 도입하는 것(치료적 혈관신생)은 허혈 조직의 혈관 성장을 자극하고 측부 순환 발달로 인한 미세순환을 개선하여, 결과적으로 영향을 받는 장기의 기능적 활성을 증가시킵니다.

VEGF와 FGF는 임상적 사용에 가장 유망한 것으로 여겨집니다. 특히 혈관신생 인자의 최적 용량과 투여 방법이 올바르게 선택되었을 경우, 초기 무작위 연구 결과는 고무적이었습니다. 이와 관련하여, 인간 배아 뇌 조직에서 분리한 추출물의 혈관신생 활성에 대한 실험적 평가가 수행되었습니다. 이 연구에서는 임신 20주차에 얻은 유산 물질을 사용하여 I. Maciog 외(1979)의 방법을 IC ANRF에서 수정하여 처리했습니다. 이 약물은 "내피세포 성장 보충제"("Sigma")의 유사체이며, VEGF와 FGF를 포함하는 인간 혈관신생 인자의 천연 혼합물입니다. 실험은 뒷다리 및 심근 조직 허혈 모델을 가진 쥐를 대상으로 수행되었습니다. 배아 신경 조직 추출물을 투여한 실험 동물에서 알칼리성 인산분해효소 활성을 연구한 결과, 심장의 종단면과 횡단면 모두에서 심근 단위 면적당 모세혈관 수가 증가하는 것으로 나타났습니다. 이 제제의 혈관신생 활동은 허혈 부위에 직접 투여했을 때뿐만 아니라 전신(근육 내) 투여했을 때도 나타났으며, 이를 통해 경색 후 흉터의 평균 면적이 감소하는 것으로 나타났습니다.

배아 신경 조직 이식의 모든 변형에서 이식되는 배아 물질의 임신 주수를 정확하게 선택하는 것은 매우 중요합니다. 파킨슨병이 있는 성숙 쥐에 선조체 내 신경이식술을 시행한 후 3개월 후, 8일, 14일, 16-17일 쥐 배아의 배측 중뇌에서 채취한 세포 표본의 효율을 아포모르핀 유도 운동 비대칭 자동 검사에서 비교 분석한 결과, 8일 배아에서 채취한 중추신경계 세포 표본의 효율이 유의미하게 높았고, 16-17일 배아 신경 조직에서 채취한 세포 표본의 효율이 가장 낮았습니다. 얻어진 데이터는 조직형태학적 분석 결과, 특히 이식편의 크기, 신경교세포 반응의 심각도, 그리고 이식편 내 도파민 신경세포의 수와 상관관계를 보였습니다.

배아 신경 조직 세포의 치료 효과 차이는 세포 자체의 미성숙 및 이행 정도, 그리고 도파민 신경 세포 손상 유도 부위에서 방출된 성장 인자에 대한 반응의 차이와 관련이 있을 수 있습니다. 특히, EGF와 FGF2가 생체 내 대뇌 신경줄기세포 발달에 미치는 영향은 배아 발생의 여러 단계에서 나타납니다. 8.5일 된 생쥐 배아의 신경상피세포를 무혈청 배지에서 체외 배양했을 때, FGF2 존재 하에서는 증식하지만 EGF에는 반응하지 않으며, 발달 후기 단계에 있는 배아의 뇌에서 분리된 줄기세포 집단만이 FGF2에 반응합니다. 동시에, 신경줄기세포는 이러한 각 유사분열인자에 반응하여 증식하며, 세포 분주 밀도가 낮은 배양액에 EGF와 FGF2를 첨가할 경우 성장을 부가적으로 증가시킵니다. 14.5일 된 마우스 배아의 배아대에서 유래한 EGF 반응성 신경줄기세포는 임신 8.5일 후에 처음 나타나는 FGF 반응성 신경줄기세포의 선형 후손으로 간주됩니다. 신경줄기세포와 전구세포의 잠재적 표현형은 미세환경의 복잡한 효과에 따라 달라집니다. 8~12주 및 17~20주 된 인간 배아의 뇌실주위대와 해마대에서 유래한 신경세포의 면역표현형을 유동세포형광측정법으로 분석한 결과, 임신 주수와 공여 생체재료의 개별적인 체질적 특징 모두와 관련된 유의미한 변이성이 나타났습니다. 이러한 신경 전구세포를 EGF, FGF2, NGF가 포함된 선택적 무혈청 배지에서 배양하면, 임신 주수에 따라 크게 달라지는 속도로 신경구가 형성됩니다. 5~13주령 인간 배아의 뇌 여러 부위에서 채취한 세포를 라미닌 기질에 미량의 성장 인자를 첨가하여 단층 배양한 후 FGF2와 함께 배양하면, 세 가지 신경 분화 계통의 마커를 모두 가진 세포가 자발적으로 형성되는 배경에서 높은 비율의 네스틴 양성 세포와 함께 6주 동안 증식을 유지합니다. 13주 이상의 임신 기간에 인간 배아의 중뇌에서 분리한 세포는 EGF의 영향으로 증식하고 신경구를 형성합니다. EGF와 FGF2를 병용하여 사용함으로써 상승 효과를 얻었습니다. 6~8주령 인간 배아의 대뇌 피질 조직을 피브로넥틴 기질에 EGF2, IGF1, 5% 말 혈청을 첨가하여 배양했을 때 신경구 형성과 함께 신경줄기세포의 증식이 가장 활발하게 관찰되었습니다.

태아 시기와 신경이식술에 사용하기에 더 적합한 배아 중추신경계의 구획에 관한 의문은 여전히 남아 있습니다. 이에 대한 해답은 태아기, 즉 신경관 상피가 다층 구조를 형성하는 시기에 계속되는 발달 중인 뇌의 신경발생에서 찾아야 합니다. 줄기세포와 새로운 신경세포의 원천은 방사상 신경교세포(radial glia)로 여겨지는데, 방사상 신경교세포는 뇌소포 벽에 대해 방사형으로 향하는 긴 돌기를 가진 길쭉한 세포로 구성되어 있으며, 뇌실의 안쪽 표면과 뇌벽의 바깥쪽 연막 표면에 접촉합니다. 이전에 방사상 신경교세포는 신경모세포가 복측 영역에서 표층 영역으로 이동하는 신경로의 기능만 담당했으며, 피질의 올바른 층상 구조를 형성하는 과정에서 골격적 역할도 담당했습니다. 오늘날, 발달이 진행됨에 따라 방사성 신경교세포가 성상세포로 전환분화된다는 것이 밝혀졌습니다. 포유류에서는 이러한 전환분화의 상당 부분이 출생 직후 감소하지만, 방사성 신경교세포가 성체까지 보존되는 동물 종에서는 출생 후 신경발생이 활발하게 일어납니다.

배양 과정에서 설치류 배아 신피질의 방사상 신경교세포가 뉴런과 신경교세포를 형성했으며, 뉴런은 주로 배아 발달 14~16일(생쥐와 랫드의 대뇌 피질에서 신경발생이 최대 강도를 보이는 시기)에 형성되었습니다. 배아 발생 18일째에는 성상세포 형성으로 분화가 전환되었고, 새로 형성된 뉴런의 수는 유의미하게 감소했습니다. 방사상 신경교세포를 GFP로 제자리 표지함으로써, 15~16일 된 랫드 배아의 뇌소포 내강에서 표지된 세포의 비대칭적 분열을 관찰할 수 있었으며, 신경모세포의 면역학적 및 전기생리학적 특성을 가진 딸세포가 나타났습니다. 동적 관찰 결과에 따르면, 새롭게 형성된 신경모세포는 방사상 신경교세포의 모세포를 이용하여 연막 표면으로 이동한다는 점이 주목할 만합니다.

방사성 신경교세포의 내인성 표지자는 중간 필라멘트 단백질인 네스틴입니다. GFP와 관련된 레트로바이러스로 표지되고 네스틴의 조절 하에 발현되는 세포를 형광 유동 분류법을 이용하여 분석한 결과, 인간 해마의 치상회와 문(해마 문) 줄기세포(간질 수술 중 채취)에서 네스틴이 발현됨을 확인했습니다. 따라서 이 세포들은 방사성 신경교세포에 속하며, 인간에서는 다른 포유류와 마찬가지로 치상회에만 존재합니다.

동시에, 세포 이식의 효율성은 공여 세포의 높은 생존력, 분화 잠재력, 그리고 결함 세포 대체 능력뿐만 아니라, 무엇보다도 세포의 직접적인 이동에 의해 결정됩니다. 이식된 세포의 완전한 기능적 통합은 수혜자 뇌의 세포 구조를 파괴하지 않으면서 이동 능력에 달려 있습니다. 방사형 아교세포는 출생 후 거의 완전히 감소하기 때문에, 성인 수혜자의 경우 공여 세포가 이식 영역에서 뇌 손상 부위로 어떻게 이동할 수 있는지 알아내는 것이 필요했습니다. 방사형 아교세포에 의존하지 않는 중추신경계로의 세포 이동에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 접선 이동, 즉 대뇌 피질 발달 과정에서 방사형 아교세포 네트워크에 수직으로 이동하는 현상이며, 다른 하나는 "일렬로" 또는 "사슬을 따라" 이동하는 것입니다. 특히, 신경 전구 세포가 주측 뇌실하대에서 후각구로 이동하는 것은 아교세포에 둘러싸인 밀접하게 인접한 세포들의 연속적인 이동으로 발생합니다. 이러한 세포들은 파트너 세포를 이동 기질로 사용하며, 이러한 세포 간 상호작용의 주요 조절자는 PSA-NCAM(다시알릴화된 신경 세포 접착 분자)인 것으로 여겨진다. 따라서 신경 이동은 방사형 아교세포나 기존 축삭 연결의 참여를 반드시 필요로 하지 않는다. 주둥이 이동로를 따라 "끈"처럼 움직이는 방사형 외 세포 이동은 평생 동안 유지되는데, 이는 이식된 신경 전구 세포를 성숙한 신경계로 표적 전달하는 것이 실제로 가능함을 시사한다.

뇌의 개체발생 과정에 줄기세포주가 존재한다는 가설이 있습니다. 이 가설에 따르면, 뇌 발달 초기 단계에서 줄기세포는 신경상피세포이며, 성숙하면서 방사형 아교세포로 전환분화합니다. 성인이 되면 성상세포의 특성을 가진 세포가 줄기세포의 역할을 수행합니다. 해마 줄기세포, 그리고 층상 피질이 없고 방사형 아교세포가 없는 시상 결절에서 발달하는 뇌의 심부 부위에 대한 모순 등 여러 가지 논란이 있지만, 개체발생 과정 전반에 걸쳐 줄기세포의 표현형이 지속적으로 변화한다는 명확하고 간단한 개념은 매우 매력적으로 보입니다.

성숙 쥐 척수 줄기세포를 성숙 신경계의 여러 부위에 이식함으로써, 미세환경 요인이 신경 분화 세포의 결정 및 분화에 미치는 영향을 명확히 입증했습니다. 줄기세포를 치상회(dentate gyrus) 또는 후각구(olfactory bulbs)의 신경 이동 영역에 이식했을 때, 이식된 세포의 활발한 이동과 함께 수많은 신경 세포가 형성되는 것이 관찰되었습니다. 척수와 아몬각(Ammon's horn) 영역에 줄기세포를 이식했을 때, 성상세포와 희소돌기아교세포가 형성되었고, 치상회에 이식했을 때는 신경교세포뿐만 아니라 신경 세포도 형성되었습니다.

성숙한 쥐의 경우, 치상회에서 분열하는 세포의 수는 하루에 수천 개에 달할 수 있는데, 이는 전체 과립 세포 수의 1% 미만입니다. 뉴런은 전체 세포의 50~90%, 성상세포 및 기타 신경교 세포 요소(약 15%)를 차지합니다. 나머지 세포들은 뉴런과 신경교 세포의 항원적 특징을 가지고 있지 않지만, 내피 세포 항원을 포함하고 있는데, 이는 치상회에서 신경발생과 혈관신생 사이에 밀접한 관련이 있음을 시사합니다. 내피 세포가 뉴런 전구세포로 분화될 가능성을 주장하는 사람들은 내피 세포가 시험관 내에서 BDNF를 합성하는 능력을 언급합니다.

신경 회로의 자가 조립 속도는 인상적입니다. 분화 과정에서 과립 세포의 전구 세포는 치상회(dentate gyrus)로 이동하여 아몬각(Ammon's horn)의 SAZ 영역으로 성장하는 돌기를 형성하고 피라미드형 글루타메르트성 뉴런 및 삽입형 억제 뉴런과 시냅스를 형성합니다. 새로 생성된 과립 세포는 2주 이내에 기존 신경 회로에 통합되며, 첫 번째 시냅스는 새로운 세포가 출현한 후 4~6일 만에 나타납니다. 성숙 동물에 BrdU 또는 3H-티미딘(성체 줄기세포 식별 방법 중 하나)을 자주 투여한 결과, 아몬각에서 많은 수의 표지된 뉴런과 성상세포가 발견되었는데, 이는 치상회뿐만 아니라 해마의 다른 부분에서도 새로운 뉴런이 형성될 가능성을 시사합니다. 성숙한 뇌의 해마 치아상회에서 일어나는 분열, 분화 및 세포 사멸 과정에 대한 관심이 높아지는 것은 이곳에서 형성되는 신경 세포가 학습과 기억 과정을 담당하는 해마의 핵심 영역 중 하나에 국한되어 있기 때문입니다.

따라서 오늘날 신경 전구 세포가 성숙한 설치류의 측뇌실 상피하 영역 세포에서 유래한다는 것이 확립되었습니다. 이 세포들은 세로로 배열된 성상교세포가 형성하는 주둥이 이동로를 따라 후각구로 이동하여 과립 세포층에 매립되어 이러한 구조의 신경세포로 분화합니다. 성체 원숭이의 주둥이 이동로에서 전구 신경 세포의 이동이 관찰되었는데, 이는 영장류의 후각구에서 새로운 신경세포를 형성할 가능성을 시사합니다. 성인 인간의 후각구에서 신경줄기세포를 분리하여 세포주에 이식한 결과, 복제된 세포는 신경세포, 성상교세포, 희소돌기아교세포로 분화하는 것으로 나타났습니다. 줄기세포는 쥐, 생쥐, 원숭이, 그리고 인간의 성숙한 뇌의 해마에서 발견되었습니다. 치상근막의 과립하대 신경줄기세포는 해마의 내측 및 외측 팔다리로 이동하는 전구세포의 원천이며, 이곳에서 성숙한 과립세포와 신경교세포로 분화합니다. 치상근막에서 새롭게 형성된 뉴런의 축삭은 CA3 영역으로 추적되는데, 이는 새로 형성된 뉴런이 해마 기능 수행에 관여함을 시사합니다. 성체 원숭이의 신피질 연합 영역에서는 뇌실하대에서 이동하는 뉴런 전구세포가 발견되었습니다. 생쥐 뇌의 신피질 6층에서는 뇌실하대의 휴면 전구세포가 이동하면서 이 층의 원래 뉴런이 손상 및 사멸된 후 2~28주 후에 새로운 피라미드 뉴런이 발견되었습니다. 마지막으로, 인간 뇌에서 출생 후 신경발생의 실체는 피질 뉴런 수가 두 배로 증가하는 것으로 입증되며, 이러한 증가는 출생 후 첫 6년 동안 지속됩니다.

실제 세포 이식학에서 신경줄기세포와 전구세포의 생식 및 분화 과정 조절 문제는 적지 않은 중요성을 지닙니다. 신경 전구세포의 증식을 억제하는 가장 중요한 요인은 글루코코르티코이드인데, 이는 분열 횟수를 급격히 감소시키는 반면, 부신을 제거하면 유사분열 횟수가 현저히 증가합니다(Gould, 1996). 설치류에서 치상회의 형태발생은 부신피질의 스테로이드 호르몬 생성 및 분비가 급격히 감소하는 상황에서, 생후 첫 2주 동안 스트레스에 대한 반응이 없는 시기에 가장 활발하게 일어난다는 점이 주목할 만합니다. 코르티코스테로이드는 과립세포의 이동을 억제합니다. 새로운 뉴런은 치상회의 과립층에 박히지 않고 뇌문(hilus)에 남게 됩니다. 이는 시냅스 연결 형성 과정도 동시에 교란되는 것으로 추정됩니다. 이러한 "스테로이드 공격"으로부터 세포를 보호하는 것은 치상회 발달 중뿐만 아니라 성숙 동물에서도 증식하는 과립 세포에서 미네랄코르티코이드와 글루코코르티코이드 수용체의 발현을 최소화함으로써 이루어집니다. 그러나 뇌의 모든 뉴런 중 글루코코르티코이드 수용체 함량이 가장 높은 뉴런은 해마 뉴런으로, 이는 해마에 스트레스 효과를 유발합니다. 정신감정적 스트레스와 스트레스 상황은 신경 발생을 억제하며, 만성 스트레스는 동물의 새로운 기술 습득 및 학습 능력을 급격히 감소시킵니다. 신경줄기세포가 주로 휴면 상태에 있다는 점을 고려하면 만성 스트레스가 신경 발생에 미치는 더욱 두드러진 부정적 영향은 충분히 이해할 수 있습니다. 임신한 쥐를 고정시켰을 때(설치류의 경우 매우 강력한 스트레스 요인), 태아기 스트레스 또한 치상회의 세포 수를 감소시키고 신경 발생을 현저히 억제하는 것으로 나타났습니다. 글루코코르티코이드는 우울증의 발병 기전에 관여하는 것으로 알려져 있으며, 그 형태학적 동등물은 신경 발생 억제, 신경 세포 및 신경 세포 간 연결의 병리학적 재편, 그리고 신경 세포 사멸입니다. 한편, 항우울제 화학요법제는 신경 세포의 신생(de novo)을 활성화하는데, 이는 해마의 새로운 신경 세포 형성 과정과 우울증 발생 사이의 연관성을 확인시켜 줍니다. 에스트로겐은 신경 발생에 유의미한 영향을 미치는데, 그 효과는 글루코코르티코스테로이드의 작용과는 반대이며 신경 전구 세포의 증식과 생존을 촉진하는 것으로 구성됩니다. 에스트로겐은 동물의 학습 능력을 유의미하게 증가시킨다는 점에 주목해야 합니다. 일부 저자들은 암컷에서 과립 세포 수의 주기적 변화와 과다 생성을 에스트로겐의 영향과 연관시킵니다.

신경발생은 EGF, FGF, BDNF에 의해 조절되는 것으로 알려져 있지만, 미토겐과 성장인자에서 유래한 외부 신호가 줄기세포에 미치는 영향에 대한 기전은 충분히 연구되지 않았습니다. 시험관내 실험에서 PDGF는 전구세포 분화의 신경적 방향을 유지하고, 트리요오드티로닌과 같은 섬모신경영양인자(CNTF)는 주로 신경교세포인 성상세포와 희소돌기아교세포의 형성을 자극하는 것으로 밝혀졌습니다. 뇌하수체 아데닐산 고리화효소 활성화 단백질(PACAP)과 혈관활성 장펩타이드(VIP)는 신경 전구세포의 증식을 활성화하지만, 동시에 딸세포의 분화 과정을 억제합니다. 특히 장기간 노출되는 경우, 오피오이드는 신경발생을 유의하게 억제합니다. 그러나 치아상회의 줄기세포와 신경 전구 세포에서는 오피오이드 수용체가 발견되지 않았습니다(오피오이드 수용체는 배아기의 분화하는 신경 세포에 존재함). 따라서 오피오이드의 직접적인 효과를 평가할 수 없습니다.

실용적인 재생-가소성 의학의 필요성으로 인해 연구자들은 줄기세포의 다능성 및 다분화능 연구에 특별한 관심을 기울여야 했습니다. 성체의 국소 줄기세포 수준에서 이러한 특성을 구현하면 향후 필요한 이식 재료 생산을 보장할 수 있습니다. 앞서 언급했듯이 신경줄기세포의 후성유전학적 자극을 통해 신경 표현형에 따라 이미 분화된 증식 세포를 얻을 수 있으며, 이는 세포의 수를 제한합니다. 배아줄기세포의 전능성 특성을 이용하는 경우, 충분한 수의 세포가 생성될 때까지의 증식은 신경 분화보다 일찍 일어나며, 증식된 세포는 쉽게 신경 표현형으로 전환됩니다. 신경줄기세포를 얻기 위해 배아줄기세포를 배반포 내세포괴에서 분리하고, LIF가 필수적으로 존재하는 환경에서 배양하여 전능성과 무한 분열 능력을 유지합니다. 이후, 레티노산을 사용하여 배아줄기세포의 신경 분화를 유도합니다. 퀴놀린과 6-하이드록시도파민에 의해 손상된 선조체에 생성된 신경줄기세포를 이식하면 도파민 및 세로토닌 신경세포로 분화됩니다. 쥐 배아 뇌의 뇌실에 주입하면 배아줄기세포에서 유래한 신경 전구세포가 피질, 선조체, 중격, 시상, 시상하부, 소뇌를 포함한 수혜자 뇌의 다양한 영역으로 이동합니다. 뇌실강에 남아 있는 세포들은 신경관을 닮은 상피 구조와 비신경 조직의 개별 섬을 형성합니다. 수혜자 배아의 뇌 실질에서 이식된 세포는 신경계의 세 가지 주요 세포 유형을 생성합니다. 이들 중 일부는 길쭉한 정단 수상돌기, 피라미드형 세포체, 그리고 뇌량으로 돌출된 기저 축삭을 가지고 있습니다. 기증자 유래의 성상세포는 돌기를 인근 모세혈관까지 확장하고, 희소돌기아교세포는 미엘린 머프와 밀접하게 접촉하여 미엘린 형성에 관여합니다. 따라서 시험관 내 배아줄기세포에서 얻은 신경 전구세포는 미세환경 신호에 적합한 방향성 이동과 국소적 분화를 통해 발달 중인 뇌의 여러 영역에 뉴런과 아교세포를 제공합니다.

일부 저자들은 성체에서 국소 줄기세포의 역분화 및 전환분화 가능성을 고려합니다. 배양 중 세포 역분화와 그 잠재력 확장은 마우스 신경줄기세포를 적골수에 이식하여 세포주를 개발하고 기능적으로 활성인 말초혈액 세포를 생성한 데이터를 통해 간접적으로 확인됩니다. 또한, 성숙 또는 배아 뇌에서 얻은 유전자 표지된(LacZ) 신경구 세포를 방사선 조사 후 조혈 기능이 억제된 마우스의 뇌에 이식한 결과, 줄기세포에서 신경 유래 세포가 생성될 뿐만 아니라 혈액 세포도 생성되었는데, 이는 신경줄기세포의 다능성을 나타내는 것으로, 뇌 외부에서 실현됩니다. 따라서 신경줄기세포는 골수 미세환경의 신호에 의해 혈액 세포로 분화될 수 있으며, 조혈줄기세포로의 예비적 전환이 이루어집니다. 한편, 골수 조혈줄기세포를 뇌에 이식했을 때, 뇌 조직 미세환경의 영향을 받아 신경교세포와 신경세포로 분화하는 것이 확인되었습니다. 결과적으로, 신경줄기세포와 조혈줄기세포의 분화 잠재력은 조직 특이성에 의해 제한되지 않습니다. 다시 말해, 뇌 및 골수 조직의 특징적인 요인과는 다른 국소 미세환경의 요인들이 이러한 세포의 분화 방향을 변화시킬 수 있습니다. 방사선 조사된 생쥐의 정맥계에 도입된 신경줄기세포는 비장과 골수에서 골수성, 림프성, 미성숙 조혈세포 집단을 생성하는 것으로 나타났습니다. 시험관 내에서, 골수 형태형성 단백질(BMP)이 신경줄기세포의 생존 및 분화에 미치는 영향을 확인하여, 배아 발생 초기 단계와 마찬가지로 신경 또는 신경교세포 방향으로의 발달을 결정했습니다. 16일령 쥐 배아의 신경줄기세포 배양에서 BMP는 신경세포와 성상세포의 형성을 유도하는 반면, 주산기 뇌에서 유래한 줄기세포 배양에서는 성상세포만 형성됩니다. 또한, BMP는 BMP 길항제인 노긴(noggin)을 첨가했을 때만 시험관 내에서 나타나는 희소돌기아교세포의 생성을 억제합니다.

전환분화 과정은 종 특이적이지 않습니다. 성숙 쥐의 선조체에 인간 골수 조혈줄기세포를 이식하면 외피막의 백질, 즉 동측 및 대측 신피질로 이동하여 성상세포 유사 세포 요소를 형성합니다(Azizi et al., 1998). 골수 줄기세포를 신생 쥐의 측뇌실에 이종이식하면 조혈줄기세포의 이동 경로가 전뇌와 소뇌 구조로 추적될 수 있습니다. 해마의 선조체와 분자층에서 이동한 세포는 성상세포로 전환되고, 소뇌의 후각구, 내과립세포층, 그리고 뇌간의 망상체에서는 신경섬유에 양성 반응을 보이는 뉴런 유사 세포를 형성합니다. 성체 쥐에 조혈 세포를 정맥 주사한 후, 신피질, 시상, 뇌간, 소뇌에서 GFP로 표지된 미세세포와 성상세포가 검출되었습니다.

또한, 모든 유형의 결합 조직 세포를 생성하는 골수 중간엽 줄기세포는 특정 조건 하에서 신경 전환분화를 겪을 수 있습니다(중간엽의 배아 기원이 신경능선 세포임을 기억하십시오). EGF 또는 BDNF 존재 하에 시험관 내에서 배양된 인간 및 생쥐 골수 기질 세포는 신경 전구 세포 마커인 네스틴을 발현하며, 다양한 성장 인자 조합을 첨가하면 신경교세포(GFAP) 및 신경세포(핵단백질, NeuN) 마커를 가진 세포가 형성되는 것으로 나타났습니다. 표지된 동계 중간엽 줄기세포를 신생 생쥐의 뇌 측뇌실에 이식하면 수혜자 뇌의 세포 구조를 파괴하지 않고 전뇌와 소뇌로 이동하여 위치합니다. 골수 중간엽 줄기세포는 해마의 선조체와 분자층에서 성숙한 성상세포로 분화하고, 후각구, 소뇌의 과립층, 그리고 세망체에 모여 신경세포로 전환됩니다. 인간 골수 중간엽 줄기세포는 시험관 내에서 대교세포로 분화하고, 이식 후 쥐의 뇌 구조에 통합될 수 있습니다. 성체 쥐의 해마에 골수 중간엽 줄기세포를 직접 이식하면 뇌 실질로의 이동과 신경교세포 분화가 동시에 진행됩니다.

골수 줄기세포 이식은 신경세포의 과도한 병리적 사멸을 특징으로 하는 중추신경계 질환에 대한 세포 치료의 가능성을 확대할 것으로 예상됩니다. 그러나 모든 연구자들이 신경줄기세포와 조혈줄기세포의 상호 전환, 특히 생체 내 전환을 인지하는 것은 아니라는 점에 유의해야 합니다. 이는 두 세포의 전환분화 및 추가 발달을 평가할 수 있는 신뢰할 수 있는 지표가 부족하기 때문입니다.

줄기세포 이식은 유전성 신경병리학에 대한 세포 유전자 치료의 새로운 지평을 엽니다. 신경줄기세포의 유전자 변형은 유전자 조절 구조물의 삽입을 수반하며, 그 산물은 자동 조절 모드로 세포주기 단백질과 상호작용합니다. 이러한 유전자를 배아 전구세포에 형질도입하여 신경줄기세포를 증식시킵니다. 대부분의 유전자 변형 세포 클론은 안정적인 세포주처럼 행동하며, 생체 내 또는 시험관 내에서 형질전환의 징후를 보이지 않지만, 접촉에 의한 증식 억제 능력이 뛰어납니다. 이식 시, 증식된 형질감염 세포는 세포 구조를 파괴하거나 종양 형질전환을 일으키지 않고 수용자 조직에 통합됩니다. 공여 신경줄기세포는 통합 영역을 변형시키지 않으며, 숙주 전구세포와 공간을 두고 동등하게 경쟁합니다. 그러나 2~3일째에는 형질감염 세포의 분열 강도가 급격히 감소하는데, 이는 시험관 내에서의 접촉에 의한 증식 억제와 일치합니다. 신경줄기세포 형질전환체를 이식받은 배아는 중추신경계 발달에 이상이 없으며, 이식 부위와 접촉하는 뇌의 모든 영역이 정상적으로 발달합니다. 이식 후, 신경줄기세포 클론은 주입 부위에서 빠르게 이동하여, 종종 주측로를 따라 해당 배아 영역을 넘어 뇌의 다른 영역과 적절히 통합됩니다. 유전자 변형 클론과 형질전환된 신경줄기세포 세포주가 숙주 생물의 뇌에 통합되는 것은 배아기뿐만 아니라 태아, 신생아, 성인, 심지어 노화된 수혜 생물의 중추신경계 여러 영역에 이식되어 적절한 통합 및 분화 능력을 보여줍니다. 특히, 뇌실강에 이식된 후, 형질전환된 세포는 혈액-뇌 장벽을 손상시키지 않고 이동하여 뇌 조직의 필수적인 기능적 세포 구성 요소가 됩니다. 공여 뉴런은 적절한 시냅스를 형성하고 특정 이온 채널을 발현합니다. 혈액-뇌 장벽의 무결성이 보존된 상태에서, 형질전환된 신경줄기세포의 파생물인 성상세포는 돌기를 뇌혈관으로 확장하고, 기증자 유래의 과아교세포는 미엘린 염기성 단백질을 발현하고 신경 돌기를 미엘린화합니다.

또한, 신경줄기세포는 세포 벡터로 사용하기 위해 형질전환됩니다. 이러한 벡터 유전자 구성체는 신경계 발달에 관여하는 외래 유전자의 생체 내 안정적인 발현을 제공하거나, 이러한 유전자의 산물이 중추신경계의 다양한 생화학적 이상을 보완할 수 있기 때문에 기존의 유전적 결함을 교정하는 데 사용됩니다. 형질전환된 줄기세포의 높은 이동 활성과 발달 중인 뇌의 다양한 영역의 배아대에 대한 적절한 이식을 통해 유전적 세포 효소 결핍이 완전히 회복될 것으로 기대됩니다. 운동실조-모세혈관확장증 증후군(돌연변이 마우스 세포주 pg 및 pcd)을 모델링할 때, 실험 동물의 소뇌에서 푸르키네 세포는 출생 후 첫 몇 주 동안 사라집니다. 이러한 동물의 뇌에 신경줄기세포를 도입하면 푸르키네 세포와 과립 뉴런으로 분화되는 것으로 나타났습니다. pcd 돌연변이에서는 운동 협응 장애가 부분적으로 교정되고 떨림 강도가 감소합니다. 온코나제를 사용하여 푸르키네 세포 변성을 유도한 영장류에 복제된 인간 신경줄기세포를 이식한 경우에도 유사한 결과를 얻었습니다. 이식 후, 공여 신경줄기세포는 소뇌 실질의 과립층, 분자층, 푸르키네 세포층에서 발견되었습니다. 따라서 신경 전구세포의 유전자 변형은 외부 영향에 저항하는 표현형의 안정적인 확정적 변형을 제공할 수 있습니다. 이는 특히 수혜자 내에서 공여 세포의 생존과 분화를 저해하는 요인(예: 면역 공격)의 발생과 관련된 병리학적 과정에서 중요합니다.

인간의 제7형 점액다당증은 신경퇴행과 진행성 지적 장애를 특징으로 하며, 이는 베타-글루쿠로니다제 유전자의 결실 돌연변이를 통해 생쥐 모델에서 확인됩니다. 베타-글루쿠로니다제를 분비하는 형질감염된 신경줄기세포를 신생 결함 수혜 생쥐의 뇌실에 이식하면, 공여 세포는 먼저 말단부에서 발견된 후 뇌 실질 전체로 퍼져 돌연변이 생쥐의 뇌에서 리소좀의 온전성을 안정적으로 교정합니다. 테이-삭스병 모델에서, 레트로바이러스로 형질감염된 신경줄기세포를 자궁 내에서 생쥐 태아에 투여하고 신생 생쥐에 이식하면, 돌연변이가 있는 수혜 생쥐에서 베타-헥소사미니다제의 베타-소단위체의 효율적인 발현을 제공하여 베타2-갱글리오사이드의 병적인 축적을 유도합니다.

재생 의학의 또 다른 방향은 환자 자신의 신경줄기세포의 증식 및 분화 잠재력을 자극하는 것입니다. 특히, 신경줄기세포는 쥐의 척수 반절절 및 뇌 질식 시 NT-3를 분비하고, 중격과 기저핵에서 NGF와 BDNF를, 선조체에서 티로신 수산화효소를, 소뇌에서 릴린을, 뇌에서 미엘린 염기성 단백질을 발현합니다.

그러나 신경발생 자극 문제는 분명히 충분한 관심을 받지 못하고 있습니다. 몇몇 연구에 따르면 후각을 담당하는 신경 중추의 기능적 부하가 새로운 신경세포 형성에 반영됩니다. 신경 접착 분자가 결핍된 형질전환 마우스에서 신경발생 강도의 감소와 후각구로 이동하는 신경세포 수의 감소는 후각 인지 역치와 단기 후각 기억에는 영향을 미치지 않았지만, 후각 구분 능력의 저하와 함께 나타났습니다. 치아이랑 세포의 기능 상태는 신경발생 조절에 중요한 역할을 합니다. 내후각 피질 파괴 후 과립세포에 대한 글루탐산의 효과가 약화되면 신경세포의 증식과 분화가 촉진되고, 해마로 가는 주요 구심성 입력인 천공 경로 섬유의 자극은 신경발생을 억제합니다. NMDA 수용체 길항제는 새로운 뉴런 형성 과정을 활성화하는 반면, 작용제는 신경발생 강도를 감소시키는데, 이는 사실상 글루코코르티코스테로이드 작용과 유사합니다. 문헌에는 상반된 연구 결과가 있습니다. 흥분성 신경전달물질인 글루탐산염이 신경발생에 미치는 실험적으로 입증된 억제 효과에 대한 정보는 케인 및 필로카르핀 실험 모델 동물의 해마에서 발작 활동 증가와 함께 전구세포 증식 및 새로운 뉴런의 출현을 자극하는 데이터와 일치하지 않습니다. 동시에, 뇌의 특정 영역에 대한 다중 역치 이하 자극(킨들링)으로 유발되고 뉴런 사멸이 덜 두드러지는 전통적인 간질 모델에서는 해마에서 뉴런의 손상 및 사멸이 관찰되는 킨들링 후기 단계에서만 신경발생 강도가 증가합니다. 간질에서 발작 활동은 새로운 과립 뉴런의 비정상적인 국소화를 통해 신경 발생을 자극하며, 이 중 다수는 치상회뿐만 아니라 뇌문(hilus)에도 나타난다는 것이 밝혀졌습니다. 이러한 뉴런은 이끼 섬유 발아 발달에 매우 중요한데, 축삭이 정상적으로는 존재하지 않는 역방향 측부 신경을 형성하여 이웃 과립 세포와 수많은 시냅스를 형성하기 때문입니다.

국소 신경줄기세포의 활용은 대사성 및 유전성 신경퇴행성 질환, 탈수초성 질환, 중추신경계 외상 후 질환 치료에 세포 이식을 적용할 수 있는 새로운 가능성을 열어줍니다. 이러한 방법 중 하나에 따라 세포 이식을 시행하기 전에, 필요한 유형의 신경 전구세포를 체외에서 선별하고 증식시킨 후, 손상된 뇌 부위에 직접 주입합니다. 이 경우 치료 효과는 손상된 세포의 대체 또는 성장인자 및 사이토카인의 국소 방출에 기인합니다. 이러한 재생-가소성 치료는 미리 정해진 기능적 특성을 가진 충분히 많은 수의 세포를 이식하는 것을 필요로 합니다.

성숙 뇌줄기세포의 분자적 특성과 재생 가소성 잠재력, 그리고 다양한 조직 유래의 국소 줄기세포의 전환분화 능력에 대한 추가 연구 또한 적절한 것으로 간주되어야 합니다. 오늘날 골수 조혈줄기세포 항원 스크리닝이 이미 수행되었으며, 신경줄기 전구세포(CD 133+, 5E12+, CD34-, CD45-, CD24)로 전환분화할 수 있는 세포의 마커 조합을 확인했습니다. 시험관 내에서 신경구를 형성하고 신생 면역결핍 마우스의 뇌에 이식했을 때 뉴런을 형성하는 세포가 확보되었습니다. 세포 이종이식학에서 흥미로운 점은 진화적으로 먼 분류군에 속하는 개체에 줄기세포를 교차 이식할 가능성에 대한 연구 결과입니다. 뇌종양 부위에 신경줄기세포를 이식한 결과는 아직 제대로 해석되지 않았습니다. 이식된 세포는 종양 부피의 한계를 넘지 않고 종양 부피 전체로 활발하게 이동하며, 뇌의 정상 부위에 이식했을 때 종양 방향으로 활발하게 이동하는 것이 관찰됩니다. 그러한 이주가 생물학적으로 중요한 의미를 갖는지에 대한 의문은 여전히 남아 있다.

배아줄기세포에서 얻은 신경줄기세포 및 기타 신경전구세포의 성공적인 이식은 고도로 정제된 신경전구세포를 사용해야만 가능하다는 점에 유의해야 합니다. 미분화된 배아줄기세포는 면역기능이 정상인 성인 수혜자에게 이식될 경우 기형종과 기형암종으로 전환되기 때문입니다. 기증자 세포 현탁액에 미량의 저분화 세포가 존재하더라도 이식편의 종양원성을 급격히 증가시키고 종양 발생 또는 비신경 조직 형성 위험을 허용할 수 없을 정도로 증가시킵니다. 정상 배아발생의 특정 단계에서 발생하는 세포를 대체 기증 조직 공급원으로 사용하면 균질한 신경전구세포 집단을 얻을 수 있습니다. 또 다른 접근법은 계통 특이적 선별을 통해 원치 않는 세포 집단을 신중하게 제거하는 것입니다. 시험관 내 성장인자 노출이 충분하지 않은 배아줄기세포를 신경이식에 사용하는 것 또한 위험합니다. 이 경우, 신경관 내 구조 형성으로 인한 신경 분화 프로그램의 실패 가능성을 배제할 수 없습니다.

오늘날 신경줄기세포가 중추신경계의 병리학적으로 변형된 부위에 대해 향성을 나타내며, 현저한 재생-가소성 효과를 나타낸다는 것은 매우 명백합니다. 신경 조직 세포 사멸 부위의 미세환경은 이식된 세포의 분화 방향을 모델링하여 중추신경계 손상 부위 내 특정 신경 요소의 결핍을 보충합니다. 일부 신경퇴행성 과정에서는 신경발생의 재현을 위한 신경원성 신호가 발생하며, 성숙 뇌의 신경줄기세포는 이러한 유익한 정보에 반응할 수 있습니다. 수많은 실험 데이터는 신경줄기세포의 치료적 잠재력을 명확하게 보여줍니다. 중대뇌동맥 결찰술(허혈성 뇌졸중 모델)을 시행한 동물에게 신경줄기세포 클론을 낭내 투여하면, 특히 신경줄기세포와 FGF2를 함께 이식한 경우, 파괴적으로 변형된 뇌 영역의 면적과 부피를 줄이는 데 도움이 됩니다. 면역세포화학적으로, 공여 세포가 허혈 영역으로 이동하여 온전한 수혜자 뇌 세포와 통합되는 과정이 관찰됩니다. 실험적 뇌졸중을 앓은 쥐의 뇌에 마우스 신경상피세포주 MHP36의 미성숙 세포를 이식하면 감각운동 기능이 향상되고, 이 세포를 뇌실에 주입하면 인지 기능이 향상됩니다. 신경적으로 미리 형성된 인간 골수 조혈 세포를 쥐에 이식하면 허혈 손상으로 인한 대뇌 피질의 기능 장애가 사라집니다. 이 경우, 이종 신경 전구 세포가 주입 부위에서 뇌 조직의 파괴적 변화 영역으로 이동합니다. 쥐의 대뇌 피질 외상 손상에 상동 골수 세포를 두개내 이식하면 운동 기능이 부분적으로 회복됩니다. 공여 세포는 생착, 증식, 신경세포와 성상세포로 신경 분화를 거쳐 병변 쪽으로 이동합니다. 실험적 뇌졸중을 앓은 성인 쥐의 꼬리핵에 복제된 인간 신경줄기세포를 주입하면, 손상된 중추신경계 세포를 대체하고 손상된 뇌 기능을 부분적으로 회복시킵니다.

인간 신경줄기세포는 주로 신경줄기의 말단부보다 훨씬 늦게 발달하는 배아 말단뇌에서 분리됩니다. EGF와 FGF2가 존재할 때, 이 세포들은 신경구를 형성하고 초기 계대에서 다능성을 나타내어 뉴런과 성상세포로 분화하기 때문에, 생후 43~137일 된 인간 태아의 척수에서 신경줄기세포를 분리할 가능성이 제시되었습니다. 그러나 신경 전구세포를 장기간(1년 이상) 배양하면 다능성을 잃게 됩니다. 이러한 세포는 성상세포로만 분화할 수 있기 때문에, 즉 단능성을 갖게 됩니다. 국소 신경줄기세포는 부분 구근절제술을 통해 얻을 수 있으며, LIF 존재 하에서 배양하여 증식시킨 후 중추신경계의 다른 부위에 신경퇴행성 변화가 있는 환자에게 이식할 수 있습니다. 본 임상에서는 뇌 기저핵 손상을 동반한 뇌졸중 환자를 치료하기 위해 신경줄기세포를 이용한 대체 세포 치료를 최초로 시행했습니다. 기증자 세포 이식의 결과, 대부분 환자의 임상 상태가 개선되었습니다.

일부 저자들은 중추신경계 손상 시 신경줄기세포가 신경 조직의 다양한 부위에 이식, 이동, 통합되는 능력이 국소적일 뿐만 아니라 광범위한(뇌졸중이나 질식), 다발성 경화증, 심지어는 전반적인(대부분의 유전성 대사 장애나 신경퇴행성 치매) 병리학적 과정에 대한 세포 치료의 무한한 가능성을 열어준다고 믿습니다. 실제로, 복제된 마우스와 인간 신경줄기세포를 이식 8개월 전에 메틸페닐테트라피리딘(파킨슨병 모델)을 투여하여 중배엽계의 도파민성 뉴런이 변성된 수용 동물(각각 마우스와 영장류)에 이식했을 때, 공여 신경줄기세포는 수용자의 중추신경계에 통합되었습니다. 한 달 후, 이식된 세포는 중뇌를 따라 양측으로 국소화되었습니다. 공여체 유래의 일부 뉴런은 이식에 대한 면역 반응의 징후가 없는 상태에서 티로신 가수분해효소를 발현했습니다. 파킨슨병의 또 다른 실험 모델인 6-하이드록시도파민을 투여한 쥐에서, 이식된 세포가 숙주 뇌 미세환경에 적응하는 정도는 이식 전 신경줄기세포 배양 조건에 따라 결정되었습니다. EGF의 영향으로 시험관 내에서 빠르게 증식하는 신경줄기세포는 28일 배양된 세포보다 손상된 선조체에서 도파민 신경세포의 결핍을 더 효과적으로 보상했습니다. 저자들은 이러한 현상이 시험관 내에서 신경 전구세포의 세포 분열 과정에서 해당 분화 신호를 감지하는 능력의 상실에 기인한다고 생각합니다.

일부 연구에서는 손상된 선조체 재신경 분포 과정에 미치는 영향을 높이기 위해 신경영양인자 공급원으로서 배아 선조체 세포를 이 부위에 이식하는 동시에 복측 중뇌의 도파민성 뉴런을 이식하는 시도가 있었습니다. 신경이식의 효과는 배아 신경 조직을 도입하는 방법에 크게 좌우되는 것으로 나타났습니다. 선조체 실질 손상을 방지하기 위해 배아 신경 조직을 뇌실계에 이식하는 연구를 통해 파킨슨병 환자의 운동 장애에 미치는 긍정적인 효과에 대한 정보를 얻었습니다.

그러나 다른 연구에서는 도파민 신경세포를 포함하는 배측 중뇌의 배아 신경 조직을 뇌실에 이식하거나, 편측 파킨슨병을 앓는 쥐의 선조체에 GABA-활성 배아 신경 요소를 이식하는 것이 도파민계 기능 저하의 회복에 도움이 되지 않는다는 실험적 관찰 결과가 나왔습니다. 반대로, 면역세포화학 분석 결과, 쥐의 선조체에 이식된 배측 중뇌의 도파민 신경세포의 낮은 생존율에 대한 데이터가 확인되었습니다. 배측 중뇌의 배아 신경 조직을 뇌실 내 이식하는 치료 효과는 배아 선조체 세포 샘플을 탈신경화된 선조체에 동시에 이식하는 조건에서만 나타났습니다. 저자들은 이러한 효과의 기전이 배아 선조체의 GABA 작용성 요소가 뇌실내 복측 중뇌 이식의 특정 도파민 활성에 미치는 긍정적 영양 효과와 관련이 있다고 생각합니다. 이식에서 두드러진 신경교 세포 반응은 아포모르핀 검사 지표의 약간의 회귀를 동반했습니다. 후자는 혈청 내 GFAP 함량과 상관관계를 보였으며, 이는 혈액-뇌 장벽 투과성 위반을 직접적으로 나타냅니다. 이러한 데이터를 바탕으로 저자들은 혈청 내 GFAP 수치가 이식의 기능 상태를 평가하는 적절한 기준으로 사용될 수 있으며, GFAP와 같은 신경특이적 항원에 대한 혈액-뇌 장벽 투과성 증가는 수혜자 신경 조직의 자가면역 손상으로 인한 이식 실패 발생의 병인학적 연결 고리라고 결론지었습니다.

다른 연구자들의 관점에서 볼 때, 이식 후 신경줄기세포의 생착 및 통합은 안정적이고 평생 지속되는데, 이는 공여 세포가 이식 후 최소 2년 동안 수혜자에게서 발견되고 그 수가 유의미하게 감소하지 않기 때문입니다. 미분화 상태에서 신경줄기세포가 면역거부 반응을 유도하기에 충분한 수준으로 MHC 클래스 I 및 II 분자를 발현하지 않는다는 사실로 이를 설명하려는 시도는 저분화 신경 전구세포와 관련해서만 사실로 간주될 수 있습니다. 그러나 수혜자 뇌의 모든 신경줄기세포가 미성숙 휴면 상태로 보존되는 것은 아닙니다. 대부분의 신경줄기세포는 분화를 거치며, 이 과정에서 MHC 분자가 완전히 발현됩니다.

특히, 도파민성 뉴런을 함유하는 배아 복측 중뇌 제제의 선조체 내 이식을 실험적 파킨슨병 치료에 사용하는 것의 효율성이 부족한 것은 이식된 도파민성 뉴런의 낮은 생존율(5~20%에 불과)과 관련이 있는데, 이는 이식 중 뇌 실질의 국소적 외상에 수반되는 반응성 신경교증(gliosis)으로 인해 발생합니다. 뇌 실질의 국소적 외상과 이에 따른 신경교증은 혈액-뇌 장벽의 온전성을 파괴하여 신경 조직 항원, 특히 OCAR과 뉴런 특이 항원이 말초 혈액으로 방출되는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 항원이 혈액에 존재하면 특정 세포독성 항체가 생성되어 자가면역 공격성이 발생할 수 있습니다.

V. Tsymbalyuk과 공동 저자들은(2001) 중추신경계가 혈액-뇌 장벽에 의해 면역계와 분리된 면역학적으로 특권적인 영역이라는 전통적인 관점이 여전히 유효하다고 보고했습니다. 저자들은 문헌 검토에서 이러한 관점이 포유류 뇌의 면역 과정의 본질과 완전히 부합하지 않는다는 것을 시사하는 여러 연구 결과를 인용했습니다. 뇌 실질에 주입된 표지 물질이 심부 경부 림프절에 도달할 수 있으며, 항원을 뇌내 주입하면 체내에서 특정 항체가 생성된다는 것이 확인되었습니다. 경부 림프절 세포는 주입 후 5일째부터 증식을 통해 이러한 항원에 반응합니다. 뇌 실질에 피부를 이식하는 동안에도 특정 항체가 생성된다는 것이 밝혀졌습니다. 본 검토의 저자들은 뇌에서 림프계로 항원이 이동하는 몇 가지 가상 경로를 제시합니다. 그중 하나는 혈관주위 공간에서 지주막하 공간으로 항원이 이동하는 것입니다. 뇌의 큰 혈관을 따라 국소화된 혈관주위 공간은 뇌의 림프계와 동일하다고 가정됩니다. 두 번째 경로는 백색 섬유를 따라, 즉 사골을 통과하여 코 점막의 림프관으로 들어갑니다. 또한, 경막에는 광범위한 림프관 네트워크가 있습니다. 림프구에 대한 혈액-뇌 장벽의 불투과성 또한 상당히 상대적입니다. 활성화된 림프구는 뇌 "면역 필터" 구조의 투과성에 영향을 미치는 효소를 생성할 수 있다는 것이 입증되었습니다. 모세혈관 후세정맥 수준에서 활성화된 T-헬퍼는 온전한 혈액-뇌 장벽을 통과합니다. 뇌에 항원을 나타내는 세포가 없다는 주장은 비판을 받지 않습니다. 현재 중추신경계에서 항원을 나타내는 세포가 최소 세 가지 유형 이상일 가능성이 설득력 있게 입증되었습니다. 첫째, 이들은 뇌의 큰 혈관과 백질에 국소화된 골수 유래 수지상 세포입니다. 둘째, 항원은 뇌혈관 내피세포에 제시될 수 있으며, MHC 항원과 결합하여 이러한 항원에 특이적인 T 세포의 클론 증식을 지원합니다. 셋째, 미세아교세포와 성상아교세포는 항원 제시제 역할을 합니다. 중추신경계에서 면역 반응 형성에 참여하는 성상아교세포는 면역 효과 세포의 특성을 획득하고 다양한 항원, 사이토카인, 그리고 면역 조절제를 발현합니다. γ-인터페론(γ-INF)과 함께 배양하면, 성상아교세포는 시험관 내에서 MHC 클래스 I 및 II 항원을 발현하며, 자극받은 성상아교세포는 항원 제시 및 림프구의 클론 증식 유지를 가능하게 합니다.

배아 신경 조직 이식에 수반되는 뇌 조직 외상, 수술 후 염증, 부종 및 피브린 축적은 혈액-뇌 장벽의 투과성을 증가시켜 자가내성, 감작 및 CD3+CD4+ 림프구의 활성화를 저해하는 환경을 조성합니다. 자가항원 및 동종항원의 제시는 MHC 분자, ICAM-1, LFA-I, LFA-3, 보조자극 분자 B7-1(CD80) 및 B7-2(CD86)를 발현하고 IL-1α, IL-1β 및 γ-INF를 분비하는 성상세포와 미세아교세포에 의해 수행됩니다.

결과적으로, 뇌내 이식 후 배아 신경 조직의 생존 기간이 말초 투여 후보다 길다는 사실은 이식 면역의 개시 부재와 거의 관련이 없습니다. 더욱이, 단핵구, 활성화된 림프구(세포독성 CD3+CD8+ 및 T-헬퍼 세포)와 이들이 생성하는 사이토카인, 그리고 말초 이식된 배아 신경 조직의 항원에 대한 항체는 이식 거부 반응 과정에서 중요한 역할을 합니다. 배아 신경 조직에서 MHC 분자의 발현 수준이 낮은 것은 T 세포 면역 과정에 대한 신경이식의 장기 저항성 조건을 조성하는 데 매우 중요합니다. 이것이 바로 실험에서 배아 신경 조직을 뇌에 이식한 후 면역 염증이 피부 이식 후보다 더 느리게 발생하는 이유입니다. 그럼에도 불구하고, 개별 신경 조직 이식은 6개월 후에 완전히 파괴되는 것으로 관찰되었습니다. 이 경우, MHC 클래스 II 항원에 의해 제한되는 T 림프구는 주로 이식 부위에 국한됩니다(Nicholas et al., 1988). 이종 신경이식 수술 중 T-헬퍼(L3T4+)의 고갈은 세포독성 T-림프구(Lyt-2)의 고갈과 무관하지만, 수용 마우스 뇌에서 랫드 신경 조직의 생존을 연장한다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 신경이식 거부 반응은 숙주 대식세포와 T-림프구의 침윤을 동반합니다. 결과적으로, 숙주 대식세포와 활성화된 미세아교세포는 항원 제시 면역자극 세포로서 제자리에서 작용하며, 공여체 MHC 클래스 I 항원의 발현 증가는 수용자 세포독성 T-림프구의 킬러 활성을 증가시킵니다.

신경이식 거부 반응을 수혜자의 면역 체계가 공여체의 내피 세포나 신경교 세포에 반응하여 설명하려는 수많은 추측적인 시도를 분석하는 것은 무의미합니다. 순수한 신경 전구 세포주조차도 면역 공격을 받기 때문입니다. 뇌에 침투하는 T 림프구의 세포자멸사 수용체(Fas 분자)에 결합하여 세포자멸사를 유도하는 뇌세포의 Fas 리간드 발현이 중추신경계 내 이식 생존 기간 연장 기전에 중요한 역할을 한다는 점은 주목할 만합니다. 이는 장벽을 넘나드는 자가면역 조직의 전형적인 보호 기전입니다.

V. Tsymbalyuk과 공동 저자들(2001)이 정확하게 지적했듯이, 배아 신경 조직 이식은 뇌 항원에 감작된 세포와 활성화된 세포, 항체의 참여와 더불어 염증 발생, 그리고 국소 사이토카인 생성을 특징으로 합니다. 이러한 염증 발생에서 중요한 역할을 하는 것은 중추신경계 질환 발생 과정에서 발생하는 뇌 항원에 대한 신체의 기존 감작이며, 이는 이식 항원을 표적으로 할 수 있습니다. 이러한 이유로 조직 부적합 신경이식의 장기적인 생존은 사이클로스포린 A로 면역 체계를 억제하거나 수혜자의 CD4+ 림프구에 단일클론 항체를 투여하는 경우에만 가능합니다.

따라서 신경이식에 대한 많은 문제는 여전히 해결되지 않은 채로 남아 있으며, 여기에는 조직의 면역적합성과 관련된 문제도 포함되는데, 이러한 문제는 목표를 정한 기초 및 임상 연구를 통해서만 해결될 수 있습니다.