대뇌피질 줄기세포

인간은 다른 동물에 비해 매우 큰 대뇌 피질에 의해 깊은 사고 능력을 가지고있다. 그들은 어떻게 형성되고 어떻게 성장해가는 것일까.  뇌에는 6개의 계층이 하층으로 갈수록 원시적인 기능을 주관한다. 대뇌 피질처럼 상층에 위치하는 부분은 다른 동물에 비해 진화한 인간 특유 사고력과 창의력 등의 고차 기능을 맡고 있다. 지금까지 뇌의 모든 피질 신경 세포는 방사형 glial 세포 (RGC)라는 한 종류의 줄기 세포1 형태에서 분화 분화하는 신경 세포는 태아의 발달 과정에서 발생한 타이밍에 의해서만 결정된다고 생각하고 있었다. 그것은 비유한다면 뇌의 중심에있는 1개의 공에서 뇌 전체가 형성되는 것과 같은 것이었다. 

대뇌 피질을 형성하는 줄기 세포는 그렇지를 형성하는 것과는 다른 것이며, 그 형성은 줄기 세포가 발생하는 타이밍과는 독립적인 것으로 나타났다 했다. 이 발견에 의해 뇌의 형성 과정에서 적어도 2종류의 RGC이 존재하게 된다. 의식, 생각, 창조 등의 발달된 뇌 기능에 다양한 종류의 신경 세포가 필요하며, 그러한 다양성이 피질에서 어떻게 형성되고 하는 것인지가 가장 큰 문제 중 하나였다. 이번 연구는 일부의 다양성은 줄기 세포의 상태에서 이미 나타나고 있는 것으로 나타났다. 지금까지 뇌의 상층의 신경 세포 내에서 Cux2라는 유전자가 활성화되는 것으로 알려져 있었다. 그들은 쥐의 신경 세포가 형성되는 과정을 Cux2의 활성 상태에 따라 관찰하여 그 결과를 얻었다. 그러자 Cux2는 배아 발생에서 뇌 발달의 초창기인 9 ~ 10일 후에는 RGC에서 Cux2이 활성화되어 있었다. 

그리고 Cux2가 활성화되어있는 RGC는 모든 층의 신경 세포로 성장하고 Cux2가 활성화하지 않은 RGC는 하층의 신경 세포로 성장했다. 그리고 원래 Cux2 활성화하고 있다 RGC의 Cux2을 불활성하면 그 RGC는 하층의 신경 세포로 성장하는 것도 나타났다. 또한 상층의 신경 세포가 RGC에서 분화시기에 의존 하는지를 알아보기 위해 Cux2 활성 RGC을 평소보다 일찍 분화시킨 결과, 그 RGC는 무사 층의 신경 세포로 성장했다. 이러한 결과에서 Cux2 활성 RGC는 그 분화하는 장소와 시간에 관계없이 상층의 신경 세포로 성장하는 것 같다. 인간은 매우 큰 대뇌 피질을 가지고 있기 때문에 Cux2 활성 RGC는 인간의 두뇌 발달에 매우 큰 역할을한다. 따라서 인간의 뇌가 어떻게 진화할지, 양서류 등 어떻게 달리는지 이해하기 위해이 세포의 연구는 매우 큰 의미를 가지게 된다. 그러나 인간의 큰 뇌는 신경 세포의 상층과의 복잡한 연결을 위해 동시에 다양한 뇌 질환의 위험을 증가시키고있다. 그 치료는 신경 세포의 이식 등이있을 수 있지만, 지금까지 하층의 신경 세포 밖에 만들 수 없었어요. 그러나 상층의 신경 세포로 성장하는 요인이 규명 된 위해 그들을 생산할 수 있게 될 것이다.