젊음을 추구하기 위해, 그동안 젊은이들의 피를 수혈하는 연구와 항노화 호르몬 "크로토"를 동물에게 주사하는 실험 등이 진행돼 왔는데, 이러한 회춘에 관한 수많은 연구에 공통되는 인자의 특정으로 이어지는 3편의 논문이 2023년 8월 16일자 Nature, Nature Aging, Nature Communications에서 발표되었다.
"젊은 혈액, 크로토, 그리고 운동은, 어찌된 영문인지 뇌에 "자, 기능을 개선하자"고 발파를 걸 수 있는 것입니다."라고 말하는 사람은, 샌프란시스코 캘리포니아대 바카르노화연구소 부소장인 솔 빌레다 씨.....
젊은 생쥐의 혈액으로 늙은 생쥐의 능력을 회복시키는 연구를 하던 빌레다 씨 등 팀은, 출혈이 났을 때 혈액을 응고시키는 기능을 하는 혈소판 제4인자(PF4)가 뇌 기능을 회복시킨다는 것을 밝혀냈다.
게다가, 빌레다 씨와는 다른 접근법으로 회춘 연구를 하던 두 팀 역시 PF4에 도달함에 따라, 연구자들은 서로 다른 각도에서 PF4에 초점을 맞춘 3편의 연구를 동시에 공개하기로 결정.
◆젊은 피
2014년, 빌레다 씨는 젊은 쥐의 혈액에서 적혈구를 제외한 혈장이 늙은 쥐의 뇌 기능을 회복시키는 것을 발견, 그 후에도 연구를 계속하던 빌레다 씨 등은, 젊은 피의 혈장에는 오래된 피보다 많은 PF4가 포함된다는 것을 밝혀낸다.
이에 연구팀이 PF4만을 노령 쥐에게 투여했더니, 젊은 쥐의 혈장을 주사했을 때와 거의 같은 효과가 발휘됐고, 노령 쥐가 학습력과 기억력을 묻는 테스트에서 우수한 성적을 거두었다는 것. 연구팀은 PF4가 노화된 면역 체계를 개선시키고, 그것이 뇌 염증을 억제함으로써 인지 기능을 회복시키는 것이 아닐까 추측하고 있다.
빌레다 씨는 "PF4는 면역계를 젊게 만듭니다. 이 작용이 노화와 관련된 면역인자를 감소시키고, 뇌 염증을 억제하며, 뇌 유연성을 높여, 결국 인지력을 향상시키는 것입니다. 우리는 인간으로는 70대에 해당하는 생후 22개월 된 생쥐를 키우는데 PF4는 쥐의 능력을 30대 후반에서 40대 초반까지 젊게 만들었습니다"라고 말하고 있다.
◆ 크로토
크로토는, 그리스 신화에 등장하는 운명의 세 여신 중 한 명인 클로토의 이름을 따서 붙여진 호르몬으로, 캘리포니아 대학의 데나 듀발 씨는 이전에, "크로토"를 주사함으로써 늙은 원숭이의 뇌가 활성화되었음을 보고했지만, 크로토 자체는 혈액 뇌 관문을 뚫지 않기 때문에, 왜 뇌가 젊어지는지까지는 분명하지 않았다.
그래서 연구팀이 주목한 것이, 혈액 속에 포함된 인자로, 크로토를 투여받아 인지기능이 향상된 생쥐의 혈액을 분석한 듀발 씨 등은, 크로토로 인해 혈액에 포함된 혈소판이 활성화되고, 이로 인해 혈소판에서 PF4가 방출되는 것을 확인.
듀발 씨가 PF4를 마우스에 투여하는 실험을 진행했더니, 늙은 생쥐와 젊은 생쥐 모두에서 학습력과 기억력 향상을 보였기 때문에, PF4에는 젊은 뇌 인지기능 개선에도 도움이 될 수 있는 가능성이 나타났는데, 듀발 씨는 또한, PF4가 결손된 쥐도 크로토로 인지력이 향상되는 것을 확인했으며, 이는 PF4 이외에도 인지 기능을 개선시키는 인자가 존재할 가능성을 보여준다.
크로토가 PF4 증가를 통해 뇌 기능을 회복시킨다는 메커니즘이 규명된 데다, 인지 기능 개선으로 이어지는 미발견 인자의 존재도 시사됨에 따라, 듀발 씨는 "이상적으로는 생물의학의 가장 큰 문제 중 하나인 인지 기능 장애에 대해 부작용은 최소화하고 효과가 극대화되는 치료법을 여러 개 준비할 수 있도록 하는 것입니다"라고 말한다.
◆운동
운동이 심신 건강에 좋다는 것은 잘 알려져 있지만, 호주 퀸즐랜드 뇌연구소 타라 워커 등 연구팀은 새로운 연구에서, 운동을 통해 생쥐의 혈액 속으로 PF4가 방출되고, 이것이 뇌세포 신생을 촉진시켜 인지력을 개선시킨다는 것을 발견했다.
PF4는, 운동에 의해 방출되는 정보전달물질 "엑셀카인"의 일종으로도 알려져 있는데, 이전 연구를 통해 운동에서의 인지기능 개선에는 엑셀카인이 관여하고 있음이 밝혀졌지만, 이번 연구를 통해 PF4 단체를 투입함으로써, 운동에 필적하는 인지기능 개선효과가 확인됨에 따라 이 메커니즘에는 혈소판 유래 엑셀카인 CXCL4, 즉 PF4가 관여하고 있음을 확인할 수 있었다.
이 성과에 대해 워커 씨는, "건강이나 운동 능력에 문제가 있는 사람, 노인은 운동을 할 수 없기 때문에, 약리학적 개입은 중요한 연구 분야입니다. 우리는 이번에 혈소판을 표적으로 한 치료로 신경 신생을 촉진하고, 인지 기능을 강화시켜 노화에 따른 인지 기능 저하에 대항할 수 있음을 확인했습니다. 이는 운동을 대신할 수 없다는 점에 주의해야 하지만, 나이나 뇌 손상으로 인해 운동을 못하는 사람들의 인지기능 개선에 도움이 될 수 있습니다."라고 코멘트.
