미국 글래드스톤 연구소(gladstone institutes)와 재생의학 기업 산바이오(sanbio) 연구진은 뇌졸중 후 만성기에 접어든 뇌에서도 줄기세포 치료를 통해 신경망 기능을 조정할 가능성을 동물(생쥐) 실험을 통해 확인했다. 뇌경색 발생 한 달 후 손상된 뇌 부위 근처에 줄기세포(hmsc-sb623 cell)를 이식한 그룹에서 신경 회로의 과흥분성이 감소하며 신경망 기능이 조절된 것으로 나타났다.

이번 연구는 뇌졸중 후 회복이 정체되는 만성기에 줄기세포 치료가 신경 회로 조정에 미치는 영향을 검토하기 위해 진행되었으며, 연구진은 줄기세포 이식 후 뇌 신경망의 전기적 활동을 측정하고 개별 세포 및 분자의 변화를 분석했다.

연구 결과, 줄기세포를 이식한 그룹에서는 신경망의 과흥분성이 감소하며 정상적인 신경 활동 패턴을 회복하는 것이 확인되었다. 또한, 신경 성장 인자(bdnf) 증가가 신경 가소성 촉진과 연관될 가능성이 있으며, 이는 신경 회로 조정 및 기능적 회복에 기여할 수 있음을 시사한다. 아울러, 혈액 내 면역 및 신경 관련 인자의 변화가 관찰되어, 줄기세포 치료가 뇌졸중 후 면역 반응과 관련된 변화를 유도할 가능성이 있음을 보여주었다.

특히, 이식된 줄기세포는 1주일 후 뇌 조직 내에서 0.18%만 생존했음에도 불구하고 지속적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 이는 줄기세포가 직접 손상된 뉴런을 대체하는 것이 아니라, 신경 회로 조정 및 신경 가소성을 촉진하여 기능적 회복을 유도할 가능성을 시사한다.

연구를 주도한 바바라 클라인(barbara klein) 박사는 미국 의학전문매체 메디컬 익스프레스(medical express)와의 인터뷰에서 "이번 연구는 뇌졸중 후 만성 단계에서도 줄기세포 치료를 통해 신경망 기능을 조정할 수 있음을 보여준다"라고 밝혔다.

공동 연구자인 진 파즈(jeanne t. paz) 박사는 "줄기세포(hmsc-sb623 cell)는 단순한 신경세포 대체 치료가 아니라, 뇌 자체의 회복 메커니즘을 활성화하여 기능적 회복을 돕는 방식으로 작용하는 것 같다"라고 말했다. 그는 "줄기세포 자체가 오래 생존하지 않음에도 불구하고 신경망 기능을 재조정하고 신경 회복을 유도하는 효과가 나타난다는 점이 흥미롭다"라며, 향후 인체 대상 임상 연구를 통해 치료 효과를 검증하는 과정이 필요함을 강조했다.

이번 연구 결과(변형된 인간 중간엽 기질/줄기세포를 통한 쥐의 국소성 허혈성 뇌졸중 후 피질 흥분성 회복, modified human mesenchymal stromal/stem cells restore cortical excitability after focal ischemic stroke in rats)는 2025년 1월 8일 자 미국 과학 저널 '분자 치료(molecular therapy)'에 게재되었다.