마운트 시나이의 이칸 의과대학 연구진이 신경 재생에 '노'라고 말하는 우주의 방식처럼 보이는 분자 메커니즘을 발견했습니다. 네이처 저널에 게재된 이 연구는 아릴 탄화수소 수용체(AHR)라는 단백질을 지목합니다. 이 단백질은 손상된 뉴런의 교통 경찰 역할을 하여, 손상된 축삭을 재건하는 대신 스트레스 관리에 집중하라고 지시합니다.

축삭은 신경계 전체에 신호를 전달하는 뉴런의 길고 케이블 같은 돌기입니다. 축삭이 절단되거나 손상되면 회복은 뉴런이 이러한 연결을 재생할 수 있는지에 달려 있습니다. 성인 포유류에서 그 능력은 젖은 종이 가방만큼이나 튼튼해서 신경이나 척수 손상 후 지속적인 운동 및 감각 문제를 초래합니다. 항상 큰 질문은 뉴런이 왜 이렇게 서투른가 하는 것이었습니다.

여기서 AHR이 등장합니다. 연구의 수석 저자이자 MD, PhD인 홍옌 주 박사는 "뉴런이 손상되면 축삭을 재생하려고 하면서도 스트레스에 대처해야 합니다. 우리는 AHR이 뉴런을 손상된 연결을 재건하는 대신 스트레스 관리에 집중하도록 전환시키는 브레이크 역할을 한다는 것을 발견했습니다."라고 말합니다. 본질적으로 AHR은 뉴런에게 '성급한 행동은 하지 말고, 이 혼란 속에서 살아남는 데 집중하자'고 말하는 셈입니다.

연구진은 AHR을 제거하거나 약물로 차단했을 때 손상된 축삭이 더 성공적으로 재생되는 것을 발견했습니다. 말초 신경 손상 및 척수 손상의 마우스 모델에서 AHR을 억제하면 운동 및 감각 회복이 개선되었습니다. 메커니즘은 다음과 같습니다. 손상 후 AHR은 단백질 항상성(proteostasis)이라는 보호 반응을 지원하여 뉴런이 단백질 품질 관리를 유지하도록 돕습니다. 이는 스트레스 상태에서 뉴런을 살아 있게 하지만 축삭 재성장에 필요한 새로운 단백질 생성을 억제합니다. AHR이 없으면 뉴런은 우선순위를 전환하여 단백질 생성을 늘리고 HIF-1α라는 인자의 도움으로 성장 경로를 활성화합니다.

AHR은 원래 환경 독소를 감지하는 것으로 알려져 있었지만, 알고 보니 환경 신호를 재생에 관한 세포 결정에 연결하는 멀티태스커이기도 합니다. 이 발견은 치료 가능성이 있습니다. 여러 AHR 억제 약물이 이미 다른 질환에 대한 임상 시험을 진행 중이기 때문입니다. 이는 신경 손상에 이 약물들을 재사용할 수 있다는 매혹적인 가능성을 제기하지만, 연구진은 아직 초기 단계라고 경고합니다. 향후 연구에서는 투여량, 시기, 그리고 이러한 약물이 손상 반응에 관여하는 다른 세포에 어떤 영향을 미치는지 알아내야 합니다.

마운트 시나이 팀은 또한 뉴런에서만 AHR 활성을 줄이는 유전자 치료 접근법을 탐구하고 있습니다. 그들은 이러한 전략이 축삭 재생을 촉진하고 척수 손상, 뇌졸중 또는 기타 신경학적 상태 후 회복을 개선할 수 있기를 희망합니다. 브레이크를 풀고 신경이 제 역할을 하게 하는 것을 누가 원하지 않겠습니까?