운동한 혈액으로부터 나온 단백질이 뇌를 젊어지게 할 수 있다

운동한 혈액으로부터 나온 단백질이 집돌이의 뇌를 젊어지게 할 수 있다는 놀라운 소식이 전해졌다

규칙적인 운동을 한 쥐의 혈액이 그렇지 않은 쥐에게 수혈됐을 때, 뇌에 활력을 줄 수 있다는 과학자들의 연구 결과가 나와 과학계의 관심이 집중되고 있습니다.

혈액만으로 젊어질 수 있다

운동이 정신을 날카롭게 한다는 사실은 널리 알려져 있는바, 과학자들은 "운동을 하는 사람과 실험 쥐는 인지 테스트에서 더 좋은 결과를 보인다"라고 입을 모았습니다. 과학자들의 연구에 따르면 육체적으로 활동적인 노인들은 치매에 걸릴 위험도 현저히 낮은 것으로 나타났습니다. 다만 지난 2020년 7월 미국의 종합 과학 저널 사이언스(Science)는 "규칙적으로 운동을 하는 쥐의 혈액이 '집돌이(Couch Potato)' 쥐의 뇌에 활력을 줄 수 있다"라고 보고했습니다. 혈액 내 특정 간 단백질로부터 추적되는 해당 효과는 의자 또는 침대를 거의 떠나지 않는 노약자에게 운동의 뇌 이점을 제공하는 약물의 길을 제시할 수 있습니다. 이 설치류 연구를 주도한 샌프란시스코 캘리포니아 대학교(UCSF)의 노화 연구원 사울 빌레다(Saul Villeda)는 "뇌가 혈액 속 무언가로부터 운동을 했다고 생각할 수 있나"라고 물음을 던졌습니다.

사람에게도 적용되는 결과

해당 연구는 빌레다의 연구실과 "어린 쥐의 혈액이 늙은 쥐의 뇌와 근육을 젊어지도록 할 수 있다"라는 가설을 제시한 또 다른 연구에서 비롯됐습니다. 일부 팀은 이후 이 젊은 혈액의 이점을 설명하는 특정한 단백질을 찾겠다고 주장했고, 대학원생인 알라나 호로비츠(Alana Horowitz)와 빌레다 그룹의 박사후 연구원 셸리 팬(Xuelai Fan)은 운동이 젊음뿐만 아니라 이 혈액을 통해 유사한 이점을 줄 수 있는지 궁금해했습니다. 연구원들은 이 실험이 무척 쉬웠다고 이야기했습니다. 쥐들로 가득 찬 우리에 쳇바퀴를 넣으면 대부분 활동하지 않는 동물들이더라도 밤에는 수 마일을 달릴 것이라 예측한 연구원들은 노년 또는 중년인 쥐들로부터 6주 동안 혈액을 채취했고, 이 혈액을 우리 안에 바퀴가 따로 없는 늙은 쥐에게 수혈했습니다. 이 혈액을 3주에 걸쳐 8회 투여받은 '집돌이' 쥐들은 운동하는 쥐들과 마찬가지로 미로 탐색과 같은 학습 및 기억력 테스트에서 거의 좋은 성적을 거뒀습니다. 반면 비슷하게 나이가 많지만, 운동을 하지 않는 쥐로부터 혈액을 받은 '집돌이' 대조군들은 아무런 효과를 보지 못했습니다. 빌레다 팀의 연구 결과에 따르면 활동적인 쥐로부터 혈액을 받은 설치류들은 학습과 기억에 관여하는 뇌 영역인 해마에서 새로운 뉴런이 약 두 배나 증가했습니다. 빌레다 팀은 "이러한 변화는 직접 운동을 하는 설치류에서 볼 수 있는 결과와 비슷했다"라고 설명했습니다. 연구원들은 쥐들이 운동할 때 그들의 혈액에서 올라가는 단백질을 찾아냈습니다. 이들은 쥐의 간에서 만들어진 글리코실포스파티딜이노시톨 특정 인지질 분해효소 D1(Gpld1)에 머무르는 단백질을 찾았고, '집돌이' 쥐의 꼬리 정맥에 이 효소의 유전자를 주입해 간으로 전달했습니다. 이 전달을 통해 장기가 효소를 작동시키도록 하자 쥐들의 인지 능력과 뇌 뉴런 성장은 운동한 쥐의 혈액을 받은 것처럼 3주 후 향상됐습니다. 연구팀은 또 규칙적으로 운동을 하는 노인들의 Gpld1의 혈중 농도가 그렇지 않은 노인 그룹에 비해 상당히 높다는 사실을 밝혀냈습니다. 빌레다 팀의 한 연구원은 "이는 쥐의 결과가 사람들에게도 유지될 수 있다는 걸 시사한다"라고 설명했습니다.

큰 성과에도 아직 갈 길은 멀다

운동을 하는 쥐들의 뇌에서는 많은 Gpld1을 발견할 수 없었던 것에 대해 사이언스는 "혈액 뇌 장벽을 통과하지 못하는 것 같다"라고 해석, "대신 두뇌 강화 효과는 다양한 종류의 세포막에서 특정한 다른 단백질을 분해함으로써 파생될 수 있다"라고 부연했습니다. 이후 자유롭게 유리된 분자들이 혈류로 들어가 염증, 혈액 응고 등 노인들의 인지 기능 저하와 치매에 관련된 과정들의 수치를 낮춘다는 설명입니다. 빌레다 팀은 "이제 이 효과를 모방할 수 있는 약물을 찾아 운동을 하기에는 너무나도 허약한 노인들에게 투여하기를 희망한다"라고 말했습니다. 벌레의 노화를 연구하고 있는 프린스턴 대학교의 분자생물학자 코린 머피(Coleen Murphy)는 "이것은 매우 흥미진진한 일"이라며 흥분을 감추지 못했습니다. 머피는 "우리는 항상 사람들이 더 많은 운동을 하길 원하지만, 모든 사람들이 그렇게 할 수 있는 건 아니다"라며 "이것을 사람들에게 알약 형태로 줄 수 있다면 정말 환상적일 것"이라고 이야기했습니다. 오클라호마 대학교의 윌라드 프리먼(Willard Freeman)은 "이러한 치료법은 재활 중에 있어 운동을 할 수 없는 젊은이들에게도 도움이 될 수 있다"라며 긍정적인 전망을 그렸습니다. 그러면서도 프리먼은 "빌레다 팀은 일련의 사건 중 단 한 부분만을 발견했다"라는 경고와 함께 "아직 우리는 배울 것이 많다"라고 강조했습니다.