신경 활동과 인간의 장수 사이의 연관성-신경을 자극하면 수명이 짧아진다
신경 활동과 인간의 장수 사이의 연관성-신경을 자극하면 수명이 짧아진다
  • 김은영 기자
  • 승인 2019.12.13 16:54
  • 댓글 0
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[퓨처타임즈=김은영기자] 하버드의과대학(Harvard Medical School, HMS)의 블라바트니크 연구소의 과학자들이 이끄는 연구에 따르면 뇌의 신경활동(치매에서 간질에 이르는 장애에 오랫동안 관련되어있음)은 인간의 노화와 수명에 중요한 역할을 한다. 네이쳐에 발표 된 이 연구는 인간의 뇌, 생쥐 및 벌레의 결과를 바탕으로 하며 뇌의 과도한 활동은 수명이 짧아지게 만들지만 그러한 과잉 행동을 억제하면 수명을 연장시킬 수 있다고 말한다.

이 발견은 신경계의 활동이 인간의 수명에 영향을 미친다는 첫 번째 증거를 제공한다. 이전 연구에서도 신경계의 일부가 동물의 노화에 영향을 미친다는 결과를 보여주었지만 인간의 노화에서 신경 활동의 역할은 여전히 불분명했다.

HMS의 수석 교수이자 선임 연구 저자인 브루스 얀크너(Bruce Yankner)는“우리의 발견에서 흥미로운 점은 신경 회로의 활동 상태와 같은 일시적인 현상이 생리학 및 수명에 광범위한 영향을 미칠 수 있다는 점이다"라고 말했다.

신경 흥분은 장수에 영향을 미치는 것으로 널리 알려진 일련의 분자 반응(인슐린 및 인슐린 유사 성장인자(IGF) 신호 전달 경로)을 따라 작용하는 것으로 보인다. 이 "신호 캐스캐이드"의 핵심은 이전에 얀크너 랩에 의해 노화 뇌를 치매 및 기타 스트레스로부터 보호하는 REST라 불리는 단백질인 것으로 보인다. 신경 활동은 뇌에서 전류와 전송의 지속적인 깜박임을 나타낸다. 과도한 운동이나 흥분은 근육 경련에서 기분이나 생각의 변화에 이르기까지 여러 가지 방법으로 나타날 수 있다고 저자들은 말한다. 그러나 사람의 생각, 성격 또는 행동이 정확히 장수에 어떻게 영향을 미치는지는 아직 명확하지 않다.

얀크너 박사는“이번 연구 결과가 고차원적 인간 두뇌 기능과 어떤 관련이 있는지를 결정하는 흥미로운 미래 연구 분야가 될 것이다.”라고 말했다.

이 연구는 스트레스, 불안 및 양극성 장애와 같은 신경 과잉 행동과 관련된 상태에 대한 새로운 요법의 설계를 알릴 수 있다. 연구 결과에 따르면 REST를 목표로 하는 신약 또는 명상, 요가 및 부유 탱크와 같은 진정 활동이 신경 활동을 조절함으로써 인간의 수명을 연장시킬 수 있는 가능성이 높아졌다고 연구자들은 밝혔다.

부유 탱크
부유 탱크

얀크너와 동료들은 60세에서 100세 사이에 사망한 수백 명의 사람들이 기증한 뇌 조직에서 유전자 발현 패턴(다양한 유전자가 켜지고 꺼지는 정도)을 분석함으로써 연구를 시작했다. 모든 조직은 인지적으로 손상되지 않아 치매가 없었다. 85세 이상의 사람들은 60세에서 80세 사이의 사람들보다 신경 자극과 관련된 유전자의 발현이 낮았다.

다음 질문은 모든 과학자들이 직면하는 문제이다. 상관 관계인가 인과관계인가? 신경 흥분의 차이는 수명을 결정하는 더 중요한 요인들과 함께 발생했을까, 아니면 흥분 수준이 장수에 직접 영향을 미쳤을까? 그렇다면 어떻게 영향을 미쳤는가?

팀은 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)의 유전자·세포 및 분자 생물학 검사 포함해 유전자변형 마우스의 분석, 그리고 한 세기 이상 살았던 사람들의 추가 뇌 조직 분석을 포함한 전체 실험 시리즈를 수행했다. 이 실험은 신경 흥분을 변화시키는 것이 실제로 수명에 영향을 미치고 분자 수준에서 일어나는 일을 밝혔다.

모든 징후는 앞서 언급한 REST단백질을 가리켰다. 과학자들은 RE1-Silencing Transcription factor(REST)가 유전자를 조절하는 것으로 알려져 있지만 신경 자극을 억제한다고 한다. 동물 모델에서 REST 또는 이와 동등한 것을 차단하면 더 높은 신경 활동과 조기 사망이 발생했다–REST를 높이면 그 반대가 되었다. 한편, 100세 이상에 도달한 인간은 70대 또는 80대에 사망한 사람들보다 뇌 세포핵에 REST가 훨씬 더 많았다.

씨 엘레강스(C.elegans) 연구실에서 공동 연구를 수행한 HMS의 공동 연구자이자 유전학 교수인 모니카 콜라이아코보(Monica Colaiácovo)는“이러한 다양한 증거들이 어떻게 수렴되는지를 보는 것은 매우 흥미로웠다.”라고 말했다. 아래 이미지에서 볼 수 있듯이 신경 활동은 수명이 긴 벌레(오른쪽)보다 정상 벌레(오렌지 섬광, 왼쪽)에서 훨씬 더 높았다.

벌레에서 포유동물에 이르기까지 연구자들은 REST가 이온 채널, 신경 전달 물질 수용체 및 시냅스의 구조적 구성 요소와 같은 신경 자극에 관여하는 유전자의 발현을 억제한다는 것을 발견했다.낮은 자극은 차례로 전사 조절 인자로 알려진 단백질 군을 활성화한다. 이 단백질은 많은 동물에서 인슐린/IGF 신호를 통해 "장수 경로"를 매개하는 것으로 나타났다. 과학자들이 칼로리 제한에 의해 활성화된다고 믿은 경로와 동일하다.


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