"과도한 뇌 신경 활동, 수명 단축할 수 있다"
하버드의대 연구진, 저널 네이처에 논문 발표
(서울=연합뉴스) 한기천 기자 = 뇌의 신경 활동(neural activity)은 오래전부터 치매, 간질 등의 신경질환에 작용하는 것으로 알려졌다. 그런데 신경 활동이 인간의 노화와 수명 단축에도 깊숙이 관여한다는 연구 결과가 나왔다.
신경계의 일부가 동물의 노화와 연관돼 있다는 연구 결과는 이전에도 발표된 적이 있다. 그러나 신경계 활동이 인간의 장수에 영향을 미친다는 게 과학적으로 입증되기는 처음이다.
미국 하버드대 의대의 브루스 양크너 유전학 교수팀은 이런 내용의 논문을 16일(현지시간) 저널 '네이처(Nature)'에 발표했다. 양크너 교수는 이 대학 부설 폴 F. 글렌 노화 생물학 센터의 부소장이다.
이날 온라인에 공개된 논문 개요(링크) 등에 따르면 이 발견은 과도한 신경 활동을 억제하면 수명 연장도 가능하다는 걸 시사해 주목된다.
논문의 수석저자인 양크너 교수는 "연구 결과 중 가장 흥미로운 부분은, 순간적으로 변하는 신경회로의 활동 상태가 인간의 생리 작용과 수명에 광범위한 영향을 미친다는 것"이라고 말했다.
신경 자극(Neural excitation)은, 장수(長壽)에 영향을 준다는 IGF(인슐린 성장인자) 신호 전달 경로를 따라 작용하는 것으로 나타났는데, 이 경로를 여닫는 열쇠가 바로 REST라는 단백질이다. 앞서 양크너 교수의 랩(실험실)은, REST가 치매나 스트레스로부터 늙어가는 뇌를 보호한다는 걸 입증했다,
이번 연구에서 한차원 높은 뇌 기능, 즉 개인의 생각, 개성, 행동 등이 장수에 영향을 주는지, 만약 그렇다면 어떻게 작용하는지는 밝혀지지 않았다.
그러나 이 연구 결과는, 신경 활동 과잉과 관련이 있는 알츠하이머병, 양극성 장애 등의 새로운 치료법 개발에 실마리가 될 것으로 기대된다. 특히 REST 단백질 또는 명상 등 특정 행동을 표적으로 하는 약물 개발로 이어질 가능성이 높다고 과학자들은 말한다.
양크너 교수팀은, 사후에 기증된 수백명의 뇌 조직 샘플을 토대로 유전자 발현 패턴을 분석했다. 치매를 앓은 사람은 모두 배제된 기증자 그룹의 사망 당시 연령은 '만 60세부터 100세 초과까지' 분포했다.
분석 결과, 85세를 넘겨 장수한 그룹은, 신경 자극( neural excitation) 관련 유전자의 발현도가 만 60~80세에 사망한 그룹보다 낮은 것으로 나타났다.
연구팀은 이 사실을 전제로, 예쁜꼬마선충(C.elegans)을 대상으로 한 유전자 및 세포·분자 생물학 실험, 100세를 넘겨 장수한 기증자와 유전자 조작 생쥐의 뇌 조직 분석 등을 추가로 진행했다.
이 후속 실험에서 신경 자극에 변화가 생기면 곧바로 수명에 영향을 준다는 사실이 드러났다.
실험의 모든 징후는 REST 단백질을 가리켰다. 유전자를 제어하는 것으로만 알려진 REST는 신경 자극을 억제하는 작용도 했다.
실제로 REST의 발현을 차단하면 신경 활동이 증가해 더 이른 나이에 사망했고, REST 발현도를 높이면 반대 현상이 벌어졌다. 100세를 넘겨 장수한 사람의 뇌세포 핵에선, 70대나 80대에 사망한 사람보다 훨씬 많은 REST가 관찰됐다.
연구팀이 내린 결론은, 작은 선충부터 포유류까지 REST는 신경 자극에 깊숙이 관여하는 유전자 발현을 억제한다는 것이다.
또한 낮은 수위의 신경 자극은, '포크 헤드 전사 인자(forkhead transcription factors)'라는 일군(family)의 단백질을 활성화했다.
이들 단백질이 IGF 신호 경로를 통해 '장수 경로(longevity pathway)'를 중개하는 건 여러 종의 동물 실험에서 확인됐다.
cheon@yna.co.kr
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