수백만 명의 사람들이 만성 신경통으로 고통받고 있으며, 가벼운 손길조차 우주의 배신처럼 느껴진다. 과학자들은 오랫동안 이 고통이 세포 내 작은 발전소인 미토콘드리아가 손상된 신경에서 제 기능을 멈출 때 시작된다고 의심해 왔다.

이제 듀크 대학교 의과대학 연구진이 죽은 배터리를 교체할 방법을 찾았을지도 모른다고 말한다. Nature에 발표된 연구에서 연구팀은 인간 조직과 마우스 모델을 사용하여 손상된 신경 세포에 신선한 미토콘드리아를 제공하면 회복에 도움이 되는지 테스트했다. 이 치료법은 당뇨병성 신경병증과 화학요법 관련 신경 손상과 관련된 통증을 크게 줄였으며, 완화 효과는 최대 48시간 지속되었다.

클럽의 경비원처럼 통증 신호를 차단하는 대신, 이 접근법은 신경 세포가 기능하는 데 필요한 에너지 공급을 회복함으로써 만성 신경통의 근본 원인 중 하나를 해결하는 것을 목표로 한다. "손상된 신경에 신선한 미토콘드리아를 제공하거나 스스로 더 많이 만들도록 도움으로써 염증을 줄이고 치유를 지원할 수 있습니다,"라고 듀크 통증 중개 의학 센터 소장인 Ru-Rong Ji 박사(수석 저자)는 말했다. "이 접근법은 완전히 새로운 방식으로 통증을 완화할 잠재력이 있습니다."

듀크 연구진은 감각 뉴런을 둘러싸고 지지하는 위성 신경아교 세포에 초점을 맞췄다. 이 연구는 이 세포들의 이전에 알려지지 않은 역할을 밝혀냈다: 이 세포들은 터널링 나노튜브라는 미세한 구조를 통해 건강한 미토콘드리아를 감각 뉴런으로 직접 전달하는 것으로 보인다. 이 전달이 중단되면 신경 섬유가 악화되기 시작하여 통증, 따끔거림, 마비를 유발하며, 특히 신경 섬유가 가장 멀리 뻗어 있는 손과 발에서 두드러진다. "에너지 저장소를 공유함으로써 위성 신경아교 세포는 뉴런이 통증을 느끼지 않도록 도울 수 있습니다,"라고 듀크 마취학, 신경생물학 및 세포생물학 교수인 Ji는 말했다.

연구진이 마우스에서 이 미토콘드리아 전달을 증가시켰을 때, 통증 관련 행동이 최대 50% 감소했다. 연구팀은 또한 더 직접적인 방법을 테스트했다: 인간과 마우스에서 분리한 미토콘드리아를 감각 정보를 뇌로 보내는 신경 세포 덩어리인 등쪽 뿌리 신경절에 주입한 것이다. 결과는 품질에 크게 의존했다. 건강한 기증자의 미토콘드리아는 통증을 줄였지만, 당뇨병 환자에서 채취한 미토콘드리아는 효과가 없었다. 연구진은 또한 미토콘드리아가 세포 사이를 이동할 수 있게 하는 터널링 나노튜브를 구축하는 데 중요한 단백질인 MYO10을 확인했다.

Ji는 수석 저자인 마취학과 연구 학자 Jing Xu 박사, 그리고 신경아교 세포 연구로 유명한 듀크 세포생물학 교수인 Caglu Eroglu 박사와 함께 연구를 진행했다. 연구진은 살아있는 신경 조직 내에서 나노튜브가 미토콘드리아를 정확히 어떻게 전달하는지 보기 위한 고해상도 이미징을 포함한 추가 연구가 필요하다고 말한다. 그럼에도 불구하고, 이 발견은 신경 세포와 신경아교 세포 사이의 이전에 간과된 통신 시스템을 가리키며, 결국 증상만 가리는 대신 만성 통증의 근원을 표적으로 하는 치료법으로 이어질 수 있다.

듀크 대학교 제공 자료. 참고: 내용은 스타일과 길이에 따라 편집될 수 있습니다.

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