데일리메디 뇌 젊게 하는 혈중단백질 발견

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뇌 젊게 하는 혈중단백질 발견


[ 2011년 10월 06일 00시 20분 ]

노화에 따른 뇌기능의 저하 원인으로 보이는 혈중단백질이 발견됐다고 미국 스탠포드대학 토니 와이스 코레이(Tony Wyss-Coray) 교수가 Nature에 발표했다.

이번 연구는 혈액을 통해 뇌의 노화를 조절할 수 있다는 점에서 누구나 천수(天壽)를 다할 때까지 늙지 않는 뇌를 가질 수 있는게 결코 꿈이 아님을 보여준다.

혈액 나이에 영향 주는 신경 신생

과거에는 '성인의 뇌신경은 생성되지 않는다'고 알려졌지만 현재는 성인의 뇌(측뇌실의 뇌실하대, 해마의 과립세포층하부)에서도 새로운 신경이 생산된다고 밝혀지고 있다.

이 양쪽 부위에 공통점은 뇌혈관계를 둘러싸고 있는 형태를 보인다는 사실이다. 이러한 특징 때문에 이 장소에서 생성된 새로운 신경은 혈액을 통해 외부의 영향을 받아 조절되는 것으로 나타났다(Science)

이 가설을 확인하기 위해 와이스 코레이 교수는 이번에 2마리의 쥐를 이용해 혈액을 공유하도록 신체의 일부를 연결하는 수술(병체결합)을 했다.

18~20개월된 성체 쥐와 3~4개월된 새끼 쥐에서 혈액을 5주간 공유시킨 결과, 해마과립세포층 하부에 인접한 해마치상회의 신경 신생(新生)에 커다란 변화가 나타났다.

새끼 쥐 끼리 결합시켰을 때 관찰되는 신경신생(Dcx 양성세포)은 통상 약 2만개이지만 쥐와 결합시키면 약 1만 5천개까지 유의하게 줄어들었다. 반대로 성체 쥐 끼리 결합한 경우에는 약 400개만 관찰되던 신경신생이 새끼 쥐와 결합시 2배 이상인 약 1천개까지 크게 증가했다.

녹색형광단백질(GFP)을 전신에 발현하는 쥐를 한쪽에 사용해 이러한 변화가 세포 교환으로 발생한게 아님을 확인했다. 또한 병체결합 수술 대신 혈장성분만을 주사해도 동일한 효과를 얻을 수 있다는 사실도 나타났다.

이러한 결과로 성체 쥐의 혈액 속에는 새끼 쥐의 신경신생을 억제하는 어떤 인자(뇌의 노화인자)가, 그리고 새끼 쥐의 혈액 속에는 성체 쥐의 신경 신생을 촉진시키는 어떤 인자(뇌를 회춘시키는 인자)가 존재한다는 사실을 알 수 있다.

뇌 노화시키는 인자 6개

이어 와이스 코레이 교수는 뇌의 노화인자를 발견하기 위해 66종류의 사이토카인, 케모카인, 기타 분비성 시그널단백질의 혈장성분속 농도를 측정해 성체 쥐와 병체결합시 새끼 쥐에서 증가한 15종류의 단백질을 발견했다.

그리고 이 가운데 통상 사육된 쥐의 경우 노화되면 감소하는 신경 신생에 비례해 증가하는 단백질 6종류를 비교했다.

이 가운데 하나가 CCL11이라는 단백질로서 지금까지 알레르기 응답에 관련할 뿐 노화와 신경신생과의 관련성은 알려져 있지 않았다.

이 단백질을 복강 속에 주사한 새끼 쥐에서는 신경신생이 억제돼 학습과 기억을 관련하는 뇌절편에서 나타나는 장기증강반응이 낮아졌다. 실제로 기억행동 시험성적도 낮아졌다.

이상의 결과에서 CCL11은 노화에 따른 뇌의 신경 신생을 억제하는 인자일 가능성이 제시됐지만 작용 기전에 관해서는 거의 알려져 있지 않다.

CCL11의 수용체로 알려진 CCR3이 신경줄기세포와 신경전구세포가 아니라 뇌속에서 면역을 주관하는 마이크로글리어에 존재하고 있다는 점에서 마이크로글리어를 통한 간접적인 작용일 가능성도 지적됐다.

이번 연구결과의 또다른 중요한 점은 뇌가 반드시 불가역적으로 노화될 뿐만 아니라 회춘할 가능송도 있다는 사실이다.와이스 코레이 교수는 현재 뇌의 회춘인자에 대해서도 마찬가지로 연구를 진행 중이다.