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내이의 감각모세포 재생의 길 열리나?...청력 손상 치료 희망적
2019-03-28 11:02:22
김건우
▲약 3,000만 명의 미국인이 정도는 다르지만 청력 손상을 입고 있다(사진=ⓒ123RF) 

청력이 손상되는 여러 가지 이유가 있다. 노화 때문일 수도 혹은 소음으로 인해 청력이 손상될 수 있다. 이유야 무엇이든, 한 연구진이 사람의 청각을 회복할 수 있는 새로운 접근법을 고안해냈다. 연구진은 달팽이관에 위치한 감각모세포를 재생할 수 있는 방법을 개발했다. 감각모세포란 소리의 진동을 전기적 신호로 전환해 두뇌로 전달하는 기능을 가진 기관이다. 한편, 달팽이관이 손상을 입으면 청력을 잃게 된다.

포유동물의 재생

꽤 오랫동안, 청력 손상은 노화 문제로 치부됐다. 미국에서만 약 3,000만명이 어느 정도의 청력 손상 문제를 앓고 있다. 하지만 한 연구팀이 조류와 개구리, 어류 같은 동물들이 손상된 감각모를 재생할 수 있는 능력을 가지고 있다는 것을 밝혀냈다. 장 징위안 박사에 따르면, 인간만이 동물계에서 달팽이관 재생능력이 결여돼 있는 유일한 포유동물이자 척추동물이다. 예를 들어, 상어는 평생 이빨이 재생하고 도롱뇽은 신체 일부가 잘려나가도 재생할 수 있다.

▲사람은 달팽이관 재생능력이 없는 유일한 포유동물이자 척추동물이다(사진=ⓒ123RF) 

경로 변경

2012년, 로체스터대학 메디컬센터의 패트리샤 화이트 박사 연구팀은 실험을 통해 상피세포 증식인자(EGF)가 조류의 청각 기관 지지세포 활성화에 중요한 역할을 하는 수용체라는 사실을 밝혀냈다. 지지세포가 자극을 받으면 새로운 감각모세포를 성장하는 것이다. 그리고 이 접근법을 사용해 사람에게도 유사한 영향을 도출할 수 있다는 것을 확인했다.

실험쥐의 EGF 수용체는 일평생 발현되지만 수용체는 모세포 재생을 가능하게 만들지는 않았다. 화이트 박사는 EGF 수용체 신호의 세포 내 조절기가 변화했기 때문이라고 설명했다. 조절기가 신호 결과를 변경해 모세포 재생 차단을 유도한 경우 달팽이관은 재생할 수 없다. 즉, 청력을 회복하기 위해서는 모세포가 다시 성장해 신경 세포로 통합돼 경로가 바뀌어야 한다.

연구진은 EGF를 연구했으며 그 중에서도 ERBB2라고 불리는 수용체에 중점을 뒀다. 연구진은 수용체를 자극하기 위해 세 가지 다른 방법을 사용해 EGF 경로를 자극하는 한편 손실된 모세포를 재생하도록 도왔다. 연구진이 사용한 첫 번째 방법에서는 바이러스를 사용해 수용체를 자극했다. 두 번째 방법에서는 실험쥐를 유전적으로 조작해 ERBB2가 과잉 발현되도록 만들었다. 세 번째 실험에서는 신체 다른 부위의 줄기세포 활성을 자극할 수 있는 두 가지 약물을 테스트했다. 그리고 실험 결과, 두 가지 약물 모두 ERBB2를 활성화시키는 것으로 확인됐다.

모세포의 중요성

인간은 한쪽 귀마다 약 1만5,000개의 감각모세포를 가지고 있다. 사람은 이 모세포로 음파를 탐지하지만 지나치게 약해서 노화나 항생제, 소음, 항암화학요법, 아스피린 과다 사용으로 손상될 수 있다. 그리고 달팽이관 모세포는 재생이 되지 않는다는 특징이 있다. 즉, 한번 손상되면 회복이 불가능하다는 의미다. 그러나 앞서 말한 연구팀이 이러한 모세포 성장을 자극하는 방법을 찾으려고 한 것이다.

인간은 복잡한 의사소통을 하는 동물이다. 따라서 청력을 상실하면 의사소통 능력에 영향을 미치고 말을 하는 세계 속에서 사회적으로 고립된다. 미국에서만 해도 3,600만 명의 사람들이 청력 손상 상태이며 주로 고령인구에 해당한다. 그리고 청력 손상을 입은 대부분의 사람들은 거의 치료를 받지 못하며 그 중 극소수만이 보청기에 의존하거나 청성뇌간 임플란트를 이식하고 있다. 그러나 이러한 치료법도 경미한 증상에만 가능한 것이 현실이다.

복잡한 문제

청력 손상은 누구나 직면할 수 있는 문제다. 오늘날 수많은 사람들은 중이염을 앓고 있다. 그리고 손상된 청력을 치료하는 과정은 상당히 복잡하며 성공을 장담하기도 어렵다. 한편, 이번 학계에서는 화이트 박사의 연구를 통해 달팽이관을 재생할 수 있으며 청각을 복원할 수 있는 가능성이 생겼다고 전망하고 있다.


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