서론

녹내장은 눈과 뇌를 연결하는 망막 신경절 세포(RGC)가 죽고 재생되지 않아 전 세계적으로 되돌릴 수 없는 실명의 주요 원인입니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). RGC가 없으면 망막의 시각 신호가 뇌의 중심부(예: 외측 슬상핵 및 상구)에 도달할 수 없어 시력을 잃게 됩니다. 현재의 녹내장 치료법(예: 안압 하강)은 살아남은 RGC를 보호할 수 있지만 이미 손실된 RGC를 회복시킬 수는 없습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 줄기세포 치료는 인간의 유도만능줄기세포(배아줄기세포(ESC) 또는 유도만능줄기세포(iPSC))를 RGC로 분화시켜 눈에 이식함으로써 손실된 RGC를 대체하는 것을 목표로 합니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 원칙적으로 이는 망막 뉴런의 무한한 공급원을 제공할 수 있습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 그러나 이 비전을 실현하려면 엄청난 난관을 극복해야 합니다. 새로운 RGC는 생존해야 하며, 눈의 출구(사상판)를 통해 축삭을 시신경으로 성장시키고, 먼 거리를 정확한 뇌 목표물까지 이동하여 기능적 시냅스를 형성하고, 미엘린화되어야 합니다. 이 모든 과정은 성인 중추신경계의 억제 환경에서 이루어져야 합니다.

이 글은 인간 줄기세포로부터 RGC를 유도하여 동물 모델에 이식하는 최신 기술을 검토합니다. 이어서 사상판을 통한 축삭 확장, 시상 및 상구 목표물로의 안내, 시냅스 형성 및 미엘린화와 같은 성공을 위한 주요 장벽과 안전 문제(면역 거부, 종양 위험) 및 전달 방법(유리체내 주사 vs. 망막하 주사)에 대해 논의합니다. 마지막으로, 녹내장 환자를 대상으로 한 "인간 대상 첫" 임상 시험이 언제 실현 가능할지에 대한 현실적인 전망과 필요한 결과 측정 지표에 대해 제시합니다. 글 전체에 걸쳐 명확성을 유지하기 위해 노력했습니다. 주요 용어는 굵게 표시하고 모든 기술 개념은 일반 독자들을 위해 설명했습니다.

인간 유도만능줄기세포로부터 RGC 분화

과학자들은 인간 ESC 또는 iPSC를 RGC 유사 뉴런으로 전환시키는 다양한 프로토콜을 개발했습니다. 일반적으로 줄기세포는 먼저 눈 발달을 모방하는 성장 인자와 저분자 화합물(예: FGF, IGF, BMP, Wnt 및 Notch 경로 조절제) 조합을 사용하여 망막 전구 상태로 유도됩니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 적절한 조건에서 이 세포들은 RGC로 더욱 분화되며, 이는 RGC 마커를 통해 확인할 수 있습니다. 주요 마커로는 전사 인자인 BRN3B (POU4F2) 및 ISL1, RNA 결합 단백질인 RBPMS, 신경세포 골격 단백질인 β-III 튜불린 (TUJ1), 그리고 시뉴클레인-γ (SNCG)가 있습니다. 실제로 한 연구에서는 PSC 유래 배양에서 BRN3, ISL1, SNCG와 같은 여러 RGC 마커가 긴 신경돌기(neurites)와 함께 나타나 RGC 정체성을 확인했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 이러한 줄기세포 RGC는 유전자 발현 및 형태학적 측면에서 자연적인 RGC와 유사하며, 긴 돌기를 뻗고 활동 전위를 발사합니다.

RGC는 균일한 세포 유형이 아닙니다. 수십 가지의 RGC 아형이 존재하며(예: 움직임 감지 방향 선택 세포, on/off 중심 세포, 본질적으로 광감성 멜라놉신 세포, 알파-RGC 등), 각각 고유한 기능을 가집니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 동물 연구에서는 해부학적 및 분자 마커를 통해 30개 이상의 RGC 아형이 분류되었으며 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), 인간에게는 20개 이상의 고유한 연결성을 가진 아형이 존재한다는 증거가 있습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 이론적으로 줄기세포 프로토콜은 발달 신호를 조절하여 특정 아형을 생성하도록 조정될 수 있습니다. 실제로는 대부분의 현재 방법이 혼합 RGC 집단을 목표로 합니다. 연구자들은 마커 조합의 공동 염색을 통해 아형 다양성을 검증합니다. 예를 들어, 한 인간 RGC 분화 연구에서는 BRN3+ 세포 내에서 on-off 방향 선택 RGC 후보(CART 발현)와 알파-RGC(SPP1/오스테오폰틴 발현)를 식별했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 각 RGC 아형(고유한 시냅스 전 및 시냅스 후 파트너 포함)이 생체 내에서 적절한 통합을 필요로 하기 때문에 아형 특이성을 최적화하는 것은 활발한 연구 분야입니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

RGC 생성의 효율성과 속도는 향상되었습니다. 초기 프로토콜은 몇 주 또는 몇 달이 걸렸지만, 새로운 방법은 이 과정을 가속화합니다. 예를 들어, Luo 등은 전사 인자 NGN2의 과발현과 신경영양 배지를 조합하여 이전의 2D 또는 3D 배양에서 1-2개월 걸리던 RGC 유사 뉴런을 단 2주 만에 생산했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 이 세포들은 RGC 마커를 발현했으며, 성체 쥐의 눈에 이식했을 때 "1주 이내에 신경절 세포층으로 성공적으로 이동했습니다" (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 마찬가지로, 3D 망막 오가노이드(눈 발달을 재현)로 배양된 유도만능줄기세포는 다른 망막 뉴런과 함께 자연적으로 RGC를 생성합니다. 오가노이드 유래 RGC는 2D 배양보다 태아 RGC에 더 가까운 유전자 발현 프로파일을 가지는 경향이 있으며, 많은 연구 그룹들이 현재 이식 실험을 위해 오가노이드에서 RGC가 풍부한 세포를 수확합니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

이러한 발전에도 불구하고, 수율은 여전히 낮고 배양은 이질적입니다. 프로토콜은 종종 소수의 RGC와 함께 혼합된 망막 세포 집단을 생성하며, 배양에서의 생존은 제한적일 수 있습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 연구자들은 일반적으로 이식 전에 세포 분류(예: Thy1 또는 BRN3 리포터)를 사용하여 RGC를 정제합니다. 주요 목표는 미분화된 세포나 표적 이외의 세포가 종양을 형성할 위험이 있으므로 매우 높은 순도를 달성하는 것입니다. 최근 한 연구에서는 "임상 연구를 위해서는 기형종 형성 위험을 줄이기 위해 공여자 RGC의 순도를 결정하는 것이 중요할 것"이라고 경고했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

동물 모델 이식: 생존 및 통합

이제 여러 전임상 연구에서 동물 모델에 인간 줄기세포 유래 RGC를 테스트했습니다. 목표는 이식된 RGC가 생존하고, 숙주 망막에 통합되며, 축삭을 뻗고, (궁극적으로) 신호를 전달할 수 있음을 입증하는 것입니다. 실험은 주로 설치류(쥐, 랫트)에서 수행되었지만, 더 큰 동물(고양이)과 비인간 영장류에서도 진행되었습니다.

시험관 내에서 RGC를 분화시키거나 분리한 후, 연구자들은 이를 숙주의 눈에 주입합니다. 두 가지 주요 전략은 유리체내 주사(눈의 내부 공간인 유리체에 세포를 주사) 또는 망막하 전달(망막 아래에 세포를 배치)입니다. 결과는 다양합니다:

- 유리체내 주사는 RGC(망막 내부 표면에 위치)를 표적화하는 데 기술적으로 간단합니다. 여러 그룹에서 인간 RGC 또는 망막 오가노이드 유래 RGC 현탁액을 설치류의 유리체에 주사했습니다. 예를 들어, Vrathasha 등은 약 5만 개의 인간 iPSC-RGC를 WS 쥐의 유리체내에 주사했으며, 이식된 세포가 신경절 세포층 내에 위치하여 이식 후 최소 5개월 이상 생존했음을 발견했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 이 세포들은 정상적인 수상돌기 가지를 형성하고, 자연 쥐 RGC와 거의 동일한 빛 유도 활동 전위를 발생시켜 최소한 망막에서 기능적으로 통합될 수 있음을 입증했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Luo 등(2020)도 유사하게 NGN2를 과발현하는 hESC 유래 RGC 유사 세포가 성체 랫트의 신경절 세포층으로 1주일 이내에 이동했음을 보여주었습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 이러한 결과는 고무적이지만, 실제로 통합되는 세포의 수는 일반적으로 작습니다. Vrathasha는 쥐 망막당 평균 약 672개의 생존 공여자 세포를 보고했는데 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) 이는 정상 RGC 수의 극히 일부에 불과하며, 어려운 환경을 강조합니다.

단순한 유리체내 현탁액의 한 가지 문제점은 세포가 종종 뭉치거나 부착에 실패한다는 것입니다. RGC 손상 고양이 모델에서 Becker 등은 유리체내 세포 현탁액 주사가 세포 응집을 유발하고 실제 통합은 거의 이루어지지 않음을 발견했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 그들은 스캐폴드를 사용하면 생존율과 망막 이동이 향상될 수 있다고 언급했습니다. 실제로 일부 연구에서는 RGC를 지지하기 위해 생체 재료 스캐폴드나 오가노이드 조직에 RGC를 삽입하고 있습니다. 예를 들어, 인간 망막 오가노이드(발달 60-70일째 RGC 수확)가 고양이 눈에 망막하로 이식되었습니다. 전신 면역 억제와 함께, 이러한 오가노이드 이식편은 최소 1개월 이상 생존했으며 숙주 뉴런과 시냅스 접촉을 형성하는 것으로 보였습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 망막하 접근법은 공여자 조직과 망막 사이에 견고한 접촉을 보장한 반면, 유리체내 세포 현탁액은 떠다니거나 뭉치는 경향이 있었습니다. 다른 한편으로, 망막하 전달은 더 복잡한 수술이며 사용 가능한 공간(사족 보행 동물 및 영장류의 망막하 공간은 얇음)에 의해 제한될 수 있습니다.

작은 설치류에서는 유리체내 전달이 가장 흔한 접근 방식입니다. 주사 후, 성공적으로 이식된 공여자 세포들은 숙주 망막 신경절 세포층으로 이동하여 RGC 마커(BRN3, RBPMS)를 몇 주에서 몇 달 동안 발현하는 것이 확인되었습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 일부 연구에서는 공여자 세포가 새로운 수상돌기를 뻗고 심지어 시신경유두를 향해 초기 축삭 싹을 내는 것을 보고합니다. 예를 들어, 쥐에 이식된 hiPSC-RGC는 정교한 수상돌기 가지를 보였고 (빛에 의해 자극받았을 때) 시냅스 후 전위를 생성하여 양극/아마크린 신경세포와 시냅스를 형성했음을 나타냈습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 그러나 주의해야 할 점은 광수용체 이식 경험에 따르면, 전이된 형광 마커가 실제로는 숙주 세포에 염료를 전달했을 뿐인데도 이식 세포가 통합된 것처럼 보이게 할 수 있다는 것입니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 진정한 통합을 확인하려면 엄격한 표지 및 기능 테스트가 필요합니다. 지금까지 모든 경우에서 주사된 RGC의 일부만이 생존하고 통합되었습니다. 예를 들어, Vrathasha 등은 50만 개의 세포를 주사했지만 5개월 후 약 0.13%(약 650개 세포)만이 생존한 것으로 집계했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 분명히, 숙주 망막 환경은 강력한 선택적 압력을 가하며, 생존은 여전히 제한적인 요소입니다.

전달 경로: 유리체내 주사 대 망막하 주사

RGC를 눈에 전달하는 방법 선택은 실용적이고 생물학적인 함의를 가집니다. 유리체내 주사는 세포를 망막 옆의 눈 젤(유리체)에 놓습니다. 이 경로는 내망막을 직접 적시지만, 확산 문제에 세포를 노출시킬 수도 있습니다 (통합하려면 망막 표면에 부착해야 합니다). 위에서 언급했듯이, 지지대 없는 세포 현탁액은 뭉칠 수 있으며, 세포가 숙주 조직으로 빠르게 이동하지 않으면 생존율이 낮을 수 있습니다. 여러 연구에서 단일 세포 현탁액보다 스캐폴드 또는 오가노이드 기반 이식편이 결과를 개선한다는 사실을 발견했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 유리체내 전달은 비교적 간단한 기술(이미 약물 주사 및 유전자 치료 벡터에 사용됨)과 RGC의 직접적인 표적화라는 장점이 있습니다.

반면에 망막하 전달(망막과 망막 색소 상피 사이에 세포를 배치)은 전통적으로 광수용체 또는 RPE 이식에 사용됩니다. RGC 이식의 경우 덜 직관적이지만 유리한 접촉을 제공할 수 있습니다. Singh 등의 고양이 연구에서는 인간 망막 오가노이드가 숙주 망막과 밀접하게 근접하여 망막하로 이식되었습니다. 면역 억제 필요성에도 불구하고, 이러한 이식편은 몇 주 동안 생존했으며 망막 신경절 세포와 시냅스 형성을 보이는 징후를 보였습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 좁은 망막하 공간은 공여자 세포를 제자리에 유지했습니다. 그러나 고양이와 영장류에서는 이 공간이 극도로 얇아 표적화가 어렵습니다. 망막하 수술은 또한 숙주 망막에 더 높은 위험을 수반합니다. 따라서 유리체내 주사는 설치류에서 표준 접근 방식으로 남아 있으며, 더 큰 눈에서는 망막하 또는 망막상(망막 표면 위) 전략이 탐색될 수 있습니다.

요약하자면, 유리체내 주사는 가장 쉽지만 생존을 위해서는 종종 스캐폴드나 많은 수의 세포가 필요합니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 망막하 이식편/클러스터는 견고한 접촉을 달성할 수 있지만(Singh 고양이 연구에서처럼 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)), 수술적 어려움을 야기합니다. 두 경로 모두 연구 중이며, 미래 프로토콜은 공여자-숙주 인터페이싱을 최대화하기 위해 생체 적합성 스캐폴드 또는 젤에 세포를 삽입하는 것을 결합할 수도 있습니다.

축삭 재생 및 연결성 장벽

이식된 RGC가 눈에서 생존하고 자리 잡더라도, 뇌로 시각 정보를 전달하는 능력을 가로막는 주요 장애물이 있습니다. 정상적인 (성체) 중추신경계에서는 손상된 시신경 섬유가 잘 재생되지 않습니다. 이식된 RGC도 동일한 적대적인 환경에 직면합니다. 주요 장벽은 다음과 같습니다:

사상판을 통한 축삭 성장

사상판은 RGC 축삭이 눈을 빠져나가는 시신경 유두에 있는 체와 같은 구조입니다. 이는 재생에 있어 주요 병목 지점입니다. 동물 실험에서 연구자들은 이식된 RGC 축삭 중 이 장벽을 넘는 것이 거의 없다는 것을 발견했습니다. 한 면밀한 연구에 따르면 "RGC를 유리체에 주사했을 때, 망막에 통합된 것은 거의 없었습니다. GCL에 성공적으로 통합된 RGC 중 많은 수가 시신경 유두를 향해 축삭을 뻗었지만, 사상판을 통과한 것은 거의 없었습니다 (약 10%)" (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 즉, 새로운 축삭의 90%가 사상판에서 멈췄습니다. 사상판은 억제 신호와 물리적 장벽을 생성할 가능성이 있는 조밀한 신경교 및 세포외 기질을 포함합니다. 이 난관을 극복하려면 공여자 축삭을 조작하거나(예: mTOR 또는 Wnt와 같은 성장 촉진 경로를 상향 조절하여) 사상판 환경을 변경해야 할 수 있습니다(예: 효소를 적용하거나 억제 분자를 중화하여). 이 문제는 모든 척수 손상과 유사합니다: 축삭 재생 실패라는 중추신경계의 특성입니다. 이는 RGC를 눈에 배치하더라도 그 축삭을 시신경으로 들어가게 하려면 매우 강력한 재생 촉진 자극이 필요하다는 것을 시사합니다.

뇌 표적에 대한 안내

RGC 축삭이 눈을 빠져나갈 수 있다고 가정하면, 다음 과제는 올바른 표적(주로 시상의 외측 슬상핵(LGN)과 중뇌의 상구)까지 먼 거리에 걸친 축삭 안내입니다. 발달 과정에서 RGC 축삭은 분자 기울기(예: 에프린-A/EphA 단백질)와 자발적인 망막 활동에 의해 안내됩니다. 성인 뇌는 일반적으로 이러한 신호가 부족합니다. 일부 설치류 연구에서는 재생 중인 RGC 축삭이 상구와 다시 연결되도록 유도하는 것이 가능하다는 것을 보여주었습니다. 예를 들어, 한 시신경로 병변 모델은 성장 촉진 유전자(mTOR, JAK/STAT)를 상향 조절하고 상구에서 새로운 시냅스를 관찰했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 그러나 이러한 재생된 축삭은 인위적으로 지지되지 않는 한 시력을 회복시키지 못했습니다(아래 미엘린화 참조). 요컨대, 올바른 안내 신호를 찾거나(또는 제공하는 것)은 미해결 연구 문제입니다. 이식된 RGC 축삭은 이상적으로는 발생 단계의 안내 신호를 재현하여 뇌에 올바른 망막 지도를 형성해야 하지만, 성체에서 이를 달성하는 방법은 여전히 불분명합니다.

시냅스 형성

새로운 축삭은 궁극적으로 올바른 표적 뉴런과 시냅스를 형성해야 합니다. 고무적이게도, 증거에 따르면 이식된 RGC는 최소한 망막 내에서 시냅스 연결을 형성할 수 있습니다. Johnson 등의 연구에서 숙주 GCL로 이동한 hiPSC 유래 RGC는 정상적인 수상돌기 가지를 발달시켰습니다. 시냅스 마커 염색 및 빛 자극을 사용하여 저자들은 "공여자 RGC와 숙주 망막 사이에 새롭고 기능적인 시냅스 형성을 입증했습니다" (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 다시 말해, 이식된 RGC는 양극/아마크린 신경세포와 연결되어 하위 숙주 세포로 신호를 전달할 수 있었지만, 반응은 자연 세포보다 다소 약했습니다. 이 발견은 최소한 내망막 수준에서는 적절한 배선이 가능하다는 것을 나타냅니다.

뇌에서의 시냅스 형성은 달성하고 측정하기가 훨씬 더 어렵습니다. 일부 재생 연구(이식 연구 자체는 아님)에서는 RGC 축삭이 상구 쪽으로 재생하여 시냅스를 형성하도록 유도했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 위에서 언급된 시신경로 병변 모델에서, 교차상핵/상구 지역의 새로운 축삭은 시냅스를 형성했지만, 쥐는 여전히 측정 가능한 시각 행동을 보이지 않았습니다. 이는 나중에 시냅스 결함보다는 미엘린 부족(다음 섹션 참조) 때문으로 밝혀졌습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 결론적으로: 시냅스 형성은 원칙적으로 가능하지만, 시력을 회복시키는 강력하고 정밀하게 표적화된 시냅스를 보장하는 것은 주요 장애물입니다. 새로운 연결을 안내하고 강화하려면 패턴화된 빛 자극(망막파) 또는 지지 신경교의 공동 이식과 같은 "발달 유사" 신호가 필요할 것입니다.

재생된 축삭의 미엘린화

마지막으로, RGC 축삭은 일반적으로 사상판을 통과한 후에만 미엘린화됩니다. 이는 눈의 흥미로운 설계 특징입니다. 희소돌기아교세포(중추신경계 미엘린 형성 세포)는 사상판에 의해 망막으로 들어가지 못하게 됩니다 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). 이식된 RGC의 축삭이 눈을 빠져나가면 미엘린 형성 신경교가 있는 중추신경계로 들어갑니다. 그러나 많은 실험 사례에서 새로운 축삭은 미엘린화되지 않은 상태로 남아있습니다. 미엘린화되지 않은 긴 중추신경계 축삭은 충격을 매우 약하게 전달하기 때문에 이는 중요합니다. 위에서 설명된 시신경로 재생 연구에서 저자들은 새로 형성된 축삭이 미엘린화되지 않았으며, 칼륨 채널을 차단하고 탈미엘린화된 섬유의 전도를 촉진하는 약물인 4-아미노피리딘 (4-AP)을 투여하지 않는 한 쥐는 시력 개선을 보이지 않았다는 것을 발견했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 사실상, 4-AP는 미엘린 부족을 보상함으로써 부분적으로 시력을 회복시켰습니다. 이 결과는 다음과 같은 점을 강조합니다: RGC 축삭이 목표에 도달하더라도 미엘린이 없으면 시력을 위한 충분히 빠른 속도로 신호를 전달하지 못할 것입니다. 아마도 희소돌기아교세포 전구체를 공동 이식하거나 숙주 신경교를 자극함으로써 적절한 미엘린화를 보장하는 것이 중요할 것입니다.

요약하자면, 이식된 RGC는 여러 난관에 직면합니다. 사상판을 통과하여 성장하는 것은 소수에 불과하며 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), 뇌 목표물로의 올바른 경로를 찾아 적절한 시냅스를 만들고, 그 후 미엘린으로 싸여야 합니다. 각 단계는 현재 동물 모델에서 부분적인 성공만을 거두고 있습니다. 이러한 장벽을 극복하는 것은 신경 재생 분야의 활발한 연구 영역입니다.

면역 및 안전 문제

눈은 비교적 면역 특권 부위이지만, 세포 이식은 여전히 면역 공격의 위험을 안고 있습니다. 공여자 세포가 자가(환자 자신의 iPSC에서 유래)인 경우 거부 반응은 최소화되지만 기술적 복잡성이 높습니다. 동종 세포(다른 공여자 또는 줄기세포주에서 유래)는 생산하기 쉽지만 숙주 면역 체계의 공격을 받을 수 있습니다. 동물 연구에서 연구자들은 종종 면역 억제 약물을 사용하여 이식편의 생존을 촉진합니다. 예를 들어, 고양이 오가노이드 이식 연구에서 이식편이 생존하고 연결을 형성하기 위해서는 전신 면역 억제가 필요했습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 면역 억제 없이는 이종 세포가 빠르게 제거됩니다. 흥미롭게도, 망막 이식에 대한 대부분의 전임상 연구는 완전한 거부 반응보다는 경미한 염증만을 보고하는데, 이는 눈의 장벽 덕분입니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 그러나 장기적인 성공을 위해서는 일시적인 면역 억제 또는 (면역 회피 코팅으로 세포를 "클로킹"하는 것과 같은) 첨단 기술이 필요할 가능성이 높습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 향후 인간 대상 시험에서는 공여자 RGC가 숙주 T-세포에 의해 사멸되지 않도록 이 문제를 해결해야 할 것입니다.

관련된 우려는 종양 형성 가능성입니다. 유도만능줄기세포는 미분화된 세포가 이식될 경우 기형종을 형성할 수 있습니다. 심지어 소수의 오염된 PSC가 RGC 제제에 있어도 치명적일 수 있습니다. 따라서 연구자들은 이식 집단의 높은 순도를 강조합니다. Vrathasha 등은 "기형종 형성 위험을 줄이기 위해 공여자 RGC의 순도를 결정하는 것이 중요합니다"라고 언급합니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 이를 위해서는 RGC 특이적 리포터를 통한 세포 분류나 유세포 분석 사용, 그리고 유전체 메틸화 또는 유전자 발현 분석을 통해 유도만능줄기세포가 남아있지 않음을 확인하는 철저한 품질 관리가 필요합니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 지금까지 소동물 RGC 이식 실험에서는 종양이 보고되지 않았지만, 임상 적용을 위해서는 줄기세포 제품에 대한 극도로 엄격한 정제 및 출시 테스트가 필수적일 것입니다.

전망: 녹내장 인간 대상 시험을 향하여

위의 엄청난 도전을 고려할 때, 녹내장 환자에게 RGC 대체에 대한 첫 임상 시험을 언제쯤 합리적으로 예상할 수 있을까요? 불행히도 답은 "가까운 시일 내에는 아닐 것"입니다. 이 분야는 여전히 초기 전임상 단계에 있습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 현재까지 녹내장에서 RGC 이식을 specifically 대상으로 등록된 인간 대상 시험은 없습니다. 기존의 "줄기세포 클리닉"(예를 들어, 자가 지방 또는 골수 세포의 잘못된 임상 시험)은 임시방편적인 접근 방식에 집중했으며, 명백히 해를 끼쳤습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 환자들은 FDA 감독을 회피하는 검증되지 않은 치료법에 대해 경계해야 합니다. 합법적인 인간 대상 첫 시험은 각 장벽을 해결하는 동물에서의 확실한 개념 증명과 강력한 안전성 데이터를 요구할 것입니다. 이는 수년이 걸릴 수 있습니다.

실용적인 전망은 진전이 계속된다면 소규모 안전성 시험이 2020년대 후반 또는 2030년대에 시작될 수 있다는 것입니다. 후보군은 매우 진행된 질병(망막과 시신경이 거의 단절된 경우) 환자이거나, 반대로 중기 질병(혜택을 얻을 가능성을 최대화하기 위해) 환자일 것입니다. 초기 주요 평가 지표는 안전성입니다: 눈의 유해한 염증 반응이나 종양 형성의 부재. 보조 평가 지표는 이식편의 "착상"에 대한 해부학적 또는 기능적 징후를 감지하는 것을 목표로 할 것입니다. 예를 들어, 망막 영상(광간섭 단층 촬영)은 세포가 주입된 망막 신경 섬유층 또는 신경절 세포층의 두께 증가를 확인할 수 있습니다. 패턴 망막전도(PERG) 또는 시각 유발 전위(VEP)와 같은 전기생리학적 검사는 이식된 세포에서 유래하는 전기 반응을 나타낼 수 있습니다. 궁극적으로 시야 또는 대비 감도와 같은 기능적 시력 검사가 중요하겠지만, 미미한 시야 호의 회복을 입증하는 것만으로도 획기적일 것입니다. 비유하자면, 유전성 망막 질환에 대한 최근 유전자 치료 임상 시험은 구조적 대 기능적 범주에서 결과를 측정합니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov); 유사한 범주(OCT 해부학, 전기생리학, 시각 기능, 환자 보고 시력)가 적용될 것입니다.

요약하자면, 조심스러운 낙관론이 있지만 실질적인 타임라인은 깁니다. 위에 설명된 각 단계는 개선이 필요합니다. 현실적인 첫 시험은 축삭 재생 및 안전성 프로파일의 돌파구에 따라 2030년대 중반에서 후반에 설계될 수 있습니다. 후보자와 평가 지표는 신중하게 선택될 것입니다: 측정 가능한 시력 향상을 기대하기 전에 아마도 안전성 위주의 평가 지표, 이어서 통합의 대리 지표(영상, 전기생리학)가 뒤따를 것입니다. 다시 말해, 이 분야는 희망과 현실주의 사이에서 균형을 이루어야 합니다. RGC 대체는 단거리 경주가 아니라 연구의 마라톤이 될 것입니다.

결론

녹내장에서 손실된 RGC를 실험실에서 배양한 RGC로 대체하는 것은 흥미롭지만 초기 단계의 아이디어입니다. 시험관 내에서 인간 유도만능줄기세포는 주요 마커와 심지어 일부 아형 특성을 발현하는 RGC 유사 세포로 유도될 수 있습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 동물 이식 연구에서는 이 세포들의 일부가 몇 달 동안 생존하고 망막 회로에 통합되며 잠재적으로 시냅스를 형성할 수 있음을 보여주었습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). 그러나 엄청난 장벽이 남아 있습니다. 사상판을 넘어선 축삭 성장은 미미하고 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), 중심 표적에 대한 안내는 불충분하게 제어되며, 시냅스는 약하거나 부재하고, 축삭에는 미엘린이 없습니다 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). 게다가, 면역 거부 및 종양 형성 위험도 관리해야 합니다. 현재로서는 연구자들이 각 도전을 차례로 해결해나가고 있습니다. 줄기세포 RGC를 안정적으로 배양하고, 전달하고, 연결할 수 있을 때까지 시력 회복 이식은 실험실 단계에 머물 것입니다. 하지만 꾸준한 진전은 희망을 줍니다. 지속적인 혁신과 신중함으로 "페트리 접시에서 시신경로까지" RGC 대체라는 꿈이 언젠가 실험에서 치료로 나아갈 수 있을 것입니다.