척수는 뇌와 신체 사이에 신호를 전달하여 호흡에서 움직임까지 모든 것을 조절하는 메신저 역할을 합니다. 척수가 통증 신호를 전송하는 데 필수적인 역할을 하는 것으로 알려져 있지만 기술은 이 과정이 세포 수준에서 어떻게 발생하는지에 대한 과학자의 이해를 제한했습니다. 이제 Salk 과학자들은 생쥐의 척수 내에서 발생하는 신호 패턴을 전례 없이 볼 수 있는 착용형 현미경을 만들었습니다.
이 기술 진보는 네이처 커뮤니케이션즈 2023년 3월 21일 및 자연 생명 공학 2023년 3월 6일에 열리는 연구는 만성 통증, 가려움증, 근위축성 측삭 경화증(ALS) 또는 다발성 경화증(MS)과 같은 건강 및 질병 맥락에서 감각과 움직임의 신경 기반을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
Witt Center for Advanced Biophotonics의 수석 저자이자 부교수인 Axel Nemerjan은 “이 새로운 웨어러블 현미경을 통해 다른 고해상도 기술로는 접근할 수 없는 속도로 지역의 감각 및 움직임과 관련된 신경 활동을 볼 수 있습니다.”라고 말했습니다. . “우리의 웨어러블 현미경은 중추 신경계를 연구할 때 가능한 것을 근본적으로 변화시킵니다.”
웨어러블 현미경은 약 7~14밀리미터(대략 새끼 손가락 또는 인간 척수의 너비)이며 이전에는 접근할 수 없었던 척수 영역에 실시간 고해상도, 고대비, 다색 이미지를 제공합니다. 새로운 기술은 관심 있는 조직 영역 근처에 배치된 작은 반사 유리 요소인 마이크로프리즘 임플란트와 결합될 수 있습니다.
Namarjan 연구실의 학자 및 연구원 중 한 사람의 공동 제1저자인 Irene Carey는 말합니다.
Nimrajan 연구실의 전 박사후 연구원이자 두 연구의 공동 제1저자인 Pavel Shechtmeister는 “우리는 척수 연구의 맥락에서 시야와 깊이의 장벽을 극복했습니다. 착용형 현미경은 휴대할 수 있을 만큼 충분히 가볍습니다. 이전에는 불가능하다고 생각했던 측정을 허용합니다.” “.
새로운 현미경을 사용하여 Nimmerjahn 팀은 중추 신경계에 대한 새로운 정보를 수집하기 위해 기술을 적용하기 시작했습니다. 특히, 연구팀의 이전 연구에서 세포가 통증 처리에 예기치 않게 관여한다고 제안했기 때문에 그들은 척수에서 비신경세포인 별 모양의 아교세포인 성상세포를 이미지화하기를 원했습니다.
연구팀은 생쥐의 꼬리를 쥐어짜면 성상세포가 활성화되어 척수 분절에 걸쳐 조정된 신호를 보내는 것을 발견했습니다. 새로운 현미경이 발명되기 전에는 별아교세포의 활동이 어떻게 생겼는지, 어느 움직이는 동물의 척수 영역에 걸쳐 세포 활동이 나타났습니다.
“통증 신호가 언제 어디서 발생하는지, 그리고 어떤 세포가 이 과정에 관여하는지 시각화할 수 있으면 치료 개입을 테스트하고 설계할 수 있습니다. “이 새로운 현미경은 통증 연구에 혁명을 일으킬 수 있습니다.”
Nimmerjahn의 팀은 이미 다양한 통증 상태에서 척수의 신경 및 비신경 활동이 어떻게 바뀌고 다른 치료법이 비정상적인 세포 활동을 어떻게 제어하는지 조사하기 시작했습니다.
다른 저자로는 Salk의 Alexander Ngo, Grace Gao, Nicholas A. Nelson, Jack A. Olmsted, Charles L. Clark이 있습니다.
이 작업은 NIH(R01NS108034, U19NS112959, U19NS123719, U01NS103522 및 F31NS120619), National Institutes of Health Training Grant(T32/CMG), Sol Goldman Charitable Trust, C. and L. Alumni Fellowship from the Rose의 지원을 받았습니다. Hills Foundation, Burt and Ethel Aginsky Research Scholar Award, Kavli-Helinski Endowment 대학원 펠로우쉽, Salk Innovation Grant.
이문열은 bsnewspaper.com의 필진으로 뉴스, 정치, 경제, 기술, 스포츠, 엔터테인먼트, 라이프스타일 등 다양한 분야의 소식을 다룹니다. 독자들이 중요한 이슈를 쉽게 이해할 수 있도록 명확하고 균형 잡힌 보도에 중점을 두고 있으며, 유용한 정보와 시의성 있는 내용을 전달합니다. 또한 현재의 주요 사건과 독자들의 관심사에 맞는 이야기를 알기 쉽게 풀어내는 데 힘쓰고 있습니다.