척수 신경 재생 기초 과학

1. 씨앤에스 재생의 역사와 소개

포유동물의 중추신경계에서 손상된 액산은 자발적으로 자라지 못하는 것으로 알려져 있다. 이 사실은 척수 손상과 같은 중추신경계 질환의 지속적으로 황폐화된 진행과 관련이 있다. 비록 고대로부터 씨앤에스는 손상을 받은 이후에 회복이 되지 않는 것으로 알려져 있지만, 씨앤에스 재생에 대한 연구는 최근 100년간 꾸준히 계속되고 있다. 20세기 초에 씨앤에스 신경세포는 재생이 불가하다는 것을 알았지만 이것은 틀렸다. 가장 능력 있는 초기 연구가인 카잘은 센트럴 액산이 손상을 받은 후에 성장을 완전히 멈추려 하기보다는  병세를 저지하는 조그만 성장을 한다는 것을 밝혀냈다. 약한 액산 염색에 의한 스토로브의 사용은 새로운 액셔널 브랜치의 존재를 볼 수 있게끔 하였다. 그러나 카잘에 의해서야 씨앤에스의 재생적인 증식이 있다는 것을 그의 훌륭한 역사적인 연구에 의해 알게 되었다. 카잘은 척수, 대뇌피질, 시각신경 등에서 손상을 받은 부위의, 병세를 저지하는 조그만 성장을 증명했다(액산에서는 대량으로 하이퍼 트로피가 일어나기도 하고, 브랜치가 생기기도, 불규칙하게 자라기도, 클럽이나 링 형태로 성장하기도 한다는 것을 알아냈다). 성장은 느리게 관찰되었고 손상받은 한 달 뒤에 멈추었다. 그와 그의 학생 텔로는 센트럴 코티칼 액산의 말초 신경 이식 전의 퇴행을 통하여 중추 액산이 적절한 환경만 주어진다면 어 볼 티브 그로스(병세를 저지하는 성장)를 일으킬 수 있다는 것을 추가로 밝혀냈다. 이 실험의 기초는 카잘의 말초신경 재생 관찰에 있다. 그는 말초 신경 재생이 슈반셀에서 뉴로 트로픽 팩터(성장을 촉진하는)와 오리엔테이 팅 팩터(뉴로 트로픽 팩터)가 같이 분비되어 성공된다고 가설을 세우고, 이 팩터가 없을 때 씨앤에스 재생이 실패한다는 이론을 세웠다. 그다음의 주요한 연구는 슈거와 제럴드의 연구인데 그들은 미성숙 랫의 척수를 완전히 손상시키고 외과적인 기술을 사용하여 사이어 틱 널브를 잘린 끝부분에 연결시켰다. 그들은 해부학적으로, 생리적으로 행동학적으로 재생이 40%에서 제한된다는 것을 증명했다. 이 발견은 말초신경 이식을 받은 동물들에서 이루어졌다. 그들의 결과는 몇몇 연구가들에 의해, 일반적으로 받아들여지지 않는데 어 볼티드 수프 로우팅 반응과 말초신경 이식의 약간의 성장은 인정하면서도 그 병변 주위의 액산의 재생에 대해서 확실한 증거는 찾지 못하기 때문이다. 슈거와 제럴드의 모순된 자료에 대한 주요한 논쟁은 그 스피널 랫의 병변이 완전치 못했다는 것과 그들이 척수 재생에 대한 결과를 잘못 해석했다는 것 등이 있다. 병변의 완벽성에 대한 유효성은 원들 등에 의해 뒷받침되는데 만약 5%나 그 이하의 벤트럴 퍼니쿨러스 액산이 손상받지 않은 채로 고양이에게서 남겨졌을 때 운동 기능의 물리적인 재생이 생긴다는 것이다. 이런 관련된 연구들에 의하면, 대부분의 연구가는 다이시 씨앤에스 재생 실패에 대한 주요한 이유를 손상 부위의 덴스 그리 얼 스카 때문이라고 보고 있다(일부 반대자들은 씨앤에스 신경세포가 내재적으로 재생할 수 있는 능력을 갖추고 있지 않다고 보기도 한다.) 따라서 이 스카를 줄이려는 노력이 진행되고 있다. 비록 초기 시도들, 다양한 물질들로 척수를 싸는 방법은 실패했지만 윈들 등(체온 조절에 대한 연구를 하던 중에)은 동물에서 스카 현상을 줄이는 스트라베너스 치료(박테리아 다당류, 파이 로멘을 이용한)에 성공했다. 트랜 섹션 부위의 주목할 말한 액산 재생이 일어났고, 스콧과 클레 맨트는 트랜 섹션 30mm 아래쪽까지의 액산 재생의 전기생리학적인 증거를 확보했다. 윈들 등은 또한 파이 로멘으로 치료받은 동물의 병변 주위에 매크로 퍼지가 다량으로 존재한다는 것과 재생 섬유는 이 세포들의 섬유를 따라 정렬된다는 것을 밝혀냈다. 따라서 그는 파이 로멘의 작용 기전은 매크로 퍼지의 작용에 새롭게 수프 로우팅 되는 트렌색션 사이트의 중추 신경세포의 지침으로 관여한다고 결론 내렸다.  이식이나 다른 기술을 사용하지 않은 이 연구는 각각의 상상받은 액산의 완전한 재생이 포유동물의 씨앤에스에서 자발적으로 일어나지는 않고 성장은 상처 주의의 어보 우 티브 수프 로우팅으로 국한된다는 것을 알아냈다. 이 실험의 기초는 카잘의 말초신경 재생 관찰에 있다. 그는 말초 신경 재생이 슈반셀에서 뉴로 트로픽 팩터(성장을 촉진하는)와 오리엔테이 팅 팩터(뉴로트로픽 팩터)가 같이 분비되어 성공된다고 가설을 세우고, 이 팩터가 없을 때 씨앤에스 재생이 실패한다는 이론을 세웠다. 그다음의 주요한 연구는 슈거와 제럴드의 연구인데 그들은 미성숙 랫의 척수를 완전히 손상시키고 외과적인 기술을 사용하여 사이어틱 널브를 잘린 끝부분에 연결시켰다. 그들은 해부학적으로, 생리적으로 행동학적으로 재생이 40%에서 제한된다는 것을 증명했다. 이 발견은 말초신경 이식을 받은 동물들에서 이루어졌다. 그러나 후속적인 연구는 포유동물의 씨앤에스가 특별한 상황에서 액서널 그로우스를 보상적으로 일으킬 수 있다는 것을 증명했다. 이 실험의 기초는 카잘의 말초신경 재생 관찰에 있다. 그는 말초 신경 재생이 슈반셀에서 뉴로트로픽 팩터(성장을 촉진하는)와 오리엔테이팅 팩터(뉴로트로픽 팩터)가 같이 분비되어 성공된다고 가설을 세우고, 이 팩터가 없을 때 씨앤에스 재생이 실패한다는 이론을 세웠다. 그다음의 주요한 연구는 슈거와 제럴드의 연구인데 그들은 미성숙 랫의 척수를 완전히 손상시키고 외과적인 기술을 사용하여 사이어틱 널브를 잘린 끝부분에 연결시켰다. 그들은 해부학적으로, 생리적으로 행동학적으로 재생이 40%에서 제한된다는 것을 증명했다. 이 발견은 말초신경 이식을 받은 동물들에서 이루어졌다.
리우와 챔버와의 계속적인 다른 연구는 신경의 지배를 받는 영역에서 상대적으로 적은 수의 생존한 씨앤에스 액산이 주위의 액셔널 브런치에 캘러테럴 스프로우츠 와 영향받은 부위의 재 신경 지배를 일으킨다는 것을 보여주었다. 이 관찰은 새로운 신경해부학적인 기술의 개발과 함께 손상받은 씨앤에스의 재생 능력에 대한 새로운 관심사로 떠오르고 있다.