인간의 뇌는 서로 다른 두 기관, Stanford Medicine 주도 연구에서 확인

뇌 전체가 하나의 전구세포에서 발달한다는 기존 모델과 달리, 전뇌/중뇌와 후뇌가 서로 다른 전구세포에서 시작해 독립적인 발달 경로를 따르는 것으로 나타남 생쥐 배아에서 Otx2를 발현하는 전구세포는 전뇌/중뇌로, Gbx2를 발현하는 전구세포는 후뇌로 발달했으며, 두 세포 집단은 발생 초기부터 겹치지 않음 이 차이를 바탕으로 인간 다능성 줄기세포에서 기능성 후뇌 운동뉴런을 처음 배양했으며, 배양한 세포는 활동전위를 보이고 후뇌 구역을 식별하는 단백질을 생성함 닭, 제브라피시, 도토리벌레에서도 두 기원의 뇌 발달 양상을 확인했으며, 이는 진화 과정에서 기존의 두 신경계가 공간적으로 합쳐졌을 가능성을 뒷받침함 후뇌 뉴런 배양은 살아 있는 환자에게서 뇌간 조직을 얻을 수 없어 어려웠던 SMA와 ALS 연구에 새로운 모델을 제공하며, 질병 기전과 재생 치료법 연구로 이어질 수 있음 하나의 뇌, 서로 다른 두 발달 기원 Nature Neuroscience에 게재된 연구는 뇌 전체가 발생 초기의 단일 전구세포에서 유래한다는 기존 모델을 뒤집음 연구 결과에 따르면 뇌는 수억 년에 걸쳐 독립적으로 진화한 두 고대 신경계가 합쳐진 구조임 하나는 심장박동과 호흡 등 생명 유지 기능을 조절함 다른 하나는 언어, 수학, 추상적 사고와 같은 고차원적 능력을 담당함 성인의 뇌는 전뇌, 중뇌, 후뇌라는 세 주요 영역으로 구성됨 전뇌는 언어, 의식, 추상적 추론을 처리함 두개골 뒤쪽에 있는 후뇌는 흔히 뇌간으로 불리며, 호흡, 수면, 심장박동, 배고픔 등 자동적 기능을 조절함 후뇌 뉴런은 얼굴, 혀, 목의 근육도 제어해 말하기와 삼키기에 관여함 후뇌 뉴런 확보가 어려웠던 질환 연구 후뇌의 중요성에도 인간 후뇌 뉴런을 실험실에서 만드는 일은 수십 년간 어려웠으며, 이는 척수성 근위축증(SMA)과 근위축성 측삭경화증(ALS) 등 뇌간에 영향을 주는 질환 연구를 가로막음 SMA는 1세 미만 영아 사망의 주요 유전적 원인 중 하나이며, ALS는 대개 40~70세에 진단되고 전뇌와 후뇌 모두에 영향을 줌 두 질환에서는 특정 후뇌 뉴런의 기능이 점차 멈추면서 삼키는 능력을 잃게 됨 음식이나 액체가 폐로 들어가 폐렴을 일으킬 수 있으며, 결국 호흡 능력도 상실함 낭배형성 단계에서 갈라지는 발달 경로 연구팀은 몸의 형태가 처음 만들어지는 낭배형성(gastrulation) 단계의 생쥐 배아를 조사해 서로 다른 두 뇌 전구세포를 확인함 Otx2 유전자를 발현...