노화가 진행되며 근육량이 줄어들고 근력이 약해지는 것은 자연스러운 일이다. 그렇기 때문에 ‘왜?’라는 질문을 떠올리기 쉽지 않다. 하지만 노화에 따른 근육 감소는 자연스러운 패턴으로만 이루어지지 않는다. 근감소증과 같은 질환으로도 나타나기 때문이다.
나이가 들어감에 따라 근육이 약해지는 문제가 ‘뇌’에서 출발하며, 근감소증의 원인과도 연관이 있다는 연구 결과가 제기됐다. 또한, 신경계 항노화를 통해 근육이 유지될 수 있다는 내용도 포함돼 있다.
근감소증의 원인이 되는 신경 회로
한국연구재단, 경북대학교, 한국뇌연구원 공동 연구팀은 중뇌에서 전뇌로 연결되는 특정 신경 회로의 기능이 저하되면서 노화로 인한 근육량 감소가 발생한다는 것을 확인했다.
중뇌의 흑질에서 전뇌의 선조체로 이어지는 ‘흑질-선조체 도파민 신경계(Nigrostriatal dopamine system)’는 근육 움직임을 조절해 운동 기능에서 핵심적인 역할을 한다. 이 회로의 기능이 저하되면 운동 능력이 약화되고, 근감소 현상이 나타난다. 이는 일반적인 노화 과정에서도 흔하게 나타나는 현상으로, 초고령화 사회에서는 삶의 질 저하를 가속화하는 핵심 요인이라 할 수 있다.
흑질-선조체 도파민 신경계는 노화에 매우 민감하고 운동 능력에 밀접하게 연관돼 있는 것으로 알려져 있다. 하지만 이에 대한 직접적인 연관성을 밝힌 연구가 없었기에, 연구팀은 이를 실험적으로 규명하고자 했다. 더 나아가 이 신경 회로의 노화를 예방하거나 늦출 수 있다면, 고령층의 건강 수명을 늘릴 수 있는 단서를 얻을 수 있을 것으로 보았다.
맞춤형 항노화 치료제 단서 제공
연구팀은 나이가 많은 쥐 모델의 흑질을 살펴보았다. 이를 통해 항노화 인자 중 하나인 ‘시르투인3(SIRT3)’이 노화에 따라 감소한다는 것을 확인했다. 도파민 신경 세포 내에서 SIRT3의 발현을 높이는 유전자를 전달하자, 미토콘드리아 기능이 활성화되고 노화 단백질이 감소한다는 것을 밝혀냈다.
이번 연구에 교신저자로 참여한 경북대학교 생명공학부 김상룡 교수는 이번 연구에 대해 “나이가 들며 누구에게나 나타나는 운동능력 저하와 근감소증의 원인이, 뇌-운동신경계 기능 저하에 있을 수 있다는 것을 보여준다”라며 “향후 신경계 보호에 기반을 둔 맞춤형 항노화 치료제 개발로 이어질 수 있는 발판을 제공할 것으로 기대한다”라고 밝혔다.
이번 연구는 생화학 및 분자생물학 연구 분야의 국제 학술지 「신호전달 및 표적 치료(Signal Transduction and Targeted Therapy, IF=40.8)」 5월호에 게재됐다.
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