통증은 우리 몸에 위험을 미리 알려주는 기능도 한다.
몸에 상처가 나면 통증과 함께 붉게 부풀어 오른다. 이게 염증이다.
지금까지 통증과 염증은 각각 독립적으로 생기는 별개의 과정으로 여겨졌다.
실제로 통증을 촉발하는 뉴런의 감각 섬유가 염증도 함께 유발하는 건 한 번도 관찰된 적이 없다.
이와 같은 신경 면역 반응이 존재한다면 염증 치료에 중요한 함의를 가질 수 있다.
그런데 최첨단 광유전학 기술로 통증과 염증의 연관성을 규명한 연구 결과가 나왔다.
연구진은 통증을 일으키는 감각 신경섬유를 빛으로 자극하면 염증이 생겨 점점 커진다는 걸 확인했다.
스위스 로잔 연방 공대(EPFL) 과학자들이 주도한 이번 연구 결과는 21일(현지시간) 저널 ‘네이처 생명공학(Nature Biotechnology)’에 실렸다.‘
광유전학(Optogenetics) 기술은 신경 섬유에 빛을 조사해 특정 뉴런의 활성도를 조절하는 것이다.
이 기술은 뇌에 대한 신경과학 연구에 혁명을 가져왔다. 하지만 말초신경의 뉴런에 이 기술을 적용하기는 어려웠다.
하버드 의대의 클리퍼드 울프 교수는 “동물 모델의 신경을 손상하지 않고, 행동에도 영향을 주지 않으면서 여러 날에 걸쳐 반복적으로 광 자극을 주는 건 기술적으로 쉽지 않다”라고 설명했다.
EPFL의 베르타렐리(Bertarelli) 프로그램 과학자들이 신경 보철학 기술로 돌파구를 찾았다.
이 프로그램은 2010년 하버드 의대와 제휴해 설립한 것으로, 중개 신경 과학과 신경 공학 분야의 공동 연구 및 교육을 목적으로 한다.
연구팀은 좌골신경을 둘러싸는 부드러운 재질의 광전자 임플란트(이식 기기)로 원하는 신경 부위에 청색광을 조사할 수 있었다.
생쥐 모델에 실험했더니 놀라운 결과가 나왔다.
신경의 특정 감감 뉴런에 반복해서 광 자극을 가하자 뒷발에 가벼운 충혈이 생겼다.
이는 명백한 염증 신호로, 피부 샘플에 존재하는 면역세포의 양적 분석으로 재확인됐다.
울프 교수는 “통증을 촉발하는 뉴런이 면역 매개 염증도 유발하는지에 대한 과학계의 오랜 의문에 ’분명히 그렇다‘고 답한 것”이라고 평가했다.
연합뉴스
