항노화단백질 클로쏘의 인지능력 향상 효과
항노화 단백질로 알려진 클로쏘(klotho)를 이용한 원숭이 실험이 주목을 받고 있다. 인간이 가장 두려워하는 질병 중 하나로 치매를 들 수 있다. 나이가 들면서 육체적인 건강도 중요하지만 치매에 걸린다면 스스로 생활하기 어려워지고 자신은 물론 주위의 사람들도 못 알아보게 된다. 본인은 물론 자신들을 알아보지도 못하는 부모님을 간병해야 하는 자식들에겐 정말 지옥과도 같은 상황이 올 수 있기 때문이다. 여기에 더해 현대 생물학으로도 이에 대한 치료법의 실마리를 찾지 못하고 있다는 것이 더 두렵게 만드는 원인이기도 하다. 이 조그만 단백질은 그 동안 생쥐실험을 통해 어쩌면 우리가 꿈에 그리던 약이 아닐까 하는 기대를 품게된 물질이다. 작용기전에 대해서는 완전히 밝혀지지 않았지만 인간과 비슷한 생쥐와 원숭이에서 인지능력을 향상시킨 효과는 분명해 보인다. 하지만 논문에서도 볼 수 있듯이 농도에 비례하지 않는 문제라던가 혈관-뇌-장벽을 건너가지 못하는 것이 확인되는 등의 문제가 있는건 사실이다. 하지만 워낙 많은 사람들이 원하는 약이기에 아마 조만간 임상실험에 들어가지 않을까 생각되는 물질이다.
항노화단백질 클로쏘(Klotho)의 원숭이 기억력 증진 효과
원숭이를 이용한 실험에서 최초로 입증된 클로쏘(Klotho) 단백질의 인지능력 향상 효과는 임상에 활용될 수 있을까?
원숭이에게 항노화인자로 알려진 단백질을 주사했더니 인지 능력이 향상되었다. 이 발견은 지난 2023년 7월 3일 Nature Aging에 발표된 것으로 퇴행성뇌질환에 새로운 치료법을 제시하고 있다.
Klotho는 나이가 들면서 우리 몸에서 자연적으로 감소되는 물질로 이의 농도를 인위적으로 높이면 영장류에서 인지능력을 향상시킨다는 것이 처음으로 밝혀졌다. 이전의 연구에서 생쥐에 Klotho를 주사하면 수명이 늘어나고 시냅스의 가소성이 늘어난 다는 것이 알려졌다. 시냅스는 신경세포간에 정보교환을 하는 연결부위로 가소성이 높아지면 새로운 시냅스형성이 잘 일어날 수 있다.
“사람과 다른 영장류간에 유전적 생리적 유사성을 고려할 때, 이 연구는 사람의 인지능력 장애를 치료하는데 적용될 가능성이 있다.”고 영국 런던대학교의 Dementia Research Institute Group의 신경학자인 Marc Busche는 말했다.
이 단백질 이름은 그리스 신화에 나오는 운명의 실타래를 돌리는 3명의 여신 중 가장 젊은 Clotho의 이름을 따서 지은 것이다. 이 단백질을 과다 생산하는 생쥐는 장수하는 것으로 알려져있다. 원래는 막단백질로 일부가 단백질 분해효소에 의해 잘리면서 혈액이나 뇌척수액으로 분비된다. 이 130 kD정도 크기의 단백질은 효소의 일종으로 섬유아세포 생장 인자(FGF)의 활성화에 중요한 역할을 한다.
원숭이의 기억력 검사
이 실험에는 인간으로 치면 중년에 해당하는 22살 정도 늙은 히말라야 원숭이(rhesus macaques; 학명 Macaca mulatta)에 대한 인지 능력 실험이 포함되어 있다. 이를 위해 연구자들은 원숭이의 공간 기억 능력을 측정하는 행동실험을 수행했다. 즉, 일단 원숭이에게 먹이의 위치를 보여주고 이를 숨긴 후 일정한 시간이 지난 후 먹이의 위치를 기억해 내는지 검사하는 것이다.
공동 연구자인 University of California, San Francisco의 의사겸 연구자인 Dena Dubal은 이를 사람이 주차해둔 차의 위치를 기억하는 것 또는 몇 분전에 들은 숫자를 기억하기 정도에 비견할 수 있다고 했다. 나이가 들면서 어려워지는 일들이다.
원숭이들은 klotho투여 후 검사결과 확실히 향상되었다.- 투여하기 전에 45%정도 였던 것이 투여 후 60% 로 증가한 것이다. 이런 능력 향상은 적어도 2주 정도 유지되었다. 이전의 연구와는 달리 낮은 농도로 2 회 투여하는 것이 더 효과적이었다. Busche의 말에 따르면 이는 이 연구결과에 복잡함을 더하게 되는데 이전의 생각들과는 다른 기전임을 암시한다.
불확실한 작용 기전
아직 klotho가 어떻게 인지능력을 향상 시키는지 그리고 왜 그렇게 오랫동안 효과가 있는 지는 분명하게 밝혀지진 않았다. Klotho 자체도 중추신경계로 들어가는 장벽인 혈관-뇌-장벽 (blood-brain-barrier)를 통과하지는 못한다. “이 작용 기전을 밝히는 것은 발견해야 할 부분이죠, 하지만 이 연구가 분명 희망을 주는 것이고, 인간을 대상으로 한 실험이 수행 되야할 충분한 이유가 있다고 봅니다.”라고 Dubal은 주장했다.
Norwegian University of Science and Technology in Trondheim의 신경학자인 Gøril Rolfseng Grøntvedt는 더 많은 연구가 필요하다는 점에 동의하면서, 이들은 klotho의 농도가 높은 알츠하임머씨병 환자가 농도가 낮은 환자들에 비해 인지능력 감소가 덜 일어난다는 것을 발견하였다고 한다.
이는 klotho의 인위적인 농도 증가가 유익한 결과를 줄 것이라는 가능성을 높이는 것일지도 모른다. 어쨌든 Grøntvedt는 작용 기전을 밝히는 것이 이들의 임상 효과를 알아가는데 결정적일 것이라고 말했다.
<이 글은 아래의 기사를 번역한 것입니다.>
Nature News, Antiaging-protein injection boosts mankey's memories. by Lilly Tozer, 04 July, 2023; doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-02214-3
원 논문 Castner, S. A. et al. Nature Aging https://doi.org/10.1038/s43587-023-00441-x (2023).