치매 유발 '대사 화합물' 발견…치료제 개발 '제 3의 길' 제시
치매 유발 '대사 화합물' 발견…치료제 개발 '제 3의 길' 제시
  • 오지혜 기자
  • 승인 2021.09.17 13:06
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일본 오키나와과기대 연구팀, 적혈구 내 33가지 대사물 농도 차이 확인…뇌 장애 요인으로 드러나

치매 환자는 인체 대사물 농도가 떨어지는 것으로 나타나 조기 진단과 함께 새로운 예방법을 제시하는 연구 결과가 나와 주목을 끌고 있다. 앞으로 영양보충제 등을 통해 이들 대사물의 농도를 상승시키는 새로운 치매 치료법이 개발될 가능성이 있다.

일본 오키나와과학기술대학원대학(沖縄科学技術大学院大学 OIST)과 국립 류큐병원(琉球病院), 교토대학(京都大学) 연구팀은 치매에 관련한 혈액 중 대사 화합물을 연구한 결과를 최근 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표했다.(논문명: Whole - blood metabolomics of dementia patients reveal classes of disease - linked metabolites)

연구팀은 치매 환자와 건강한 고령자 사이에 33가지 대사물의 농도에 차이가 있음이 확인했다.

연구 논문 저자인 OIST 테루야 타카유키(照屋貴之) 교수는 “대사물이란 세포 내나 조직 내에서 일어나는 중요한 화학반응에 의해 생성되는 화학물질로 우리 몸은 통상 이들 대사물의 농도를 적절한 균형으로 유지하고 있지만 나이가 들거나 치매 등의 질환을 일으키면 농도가 변화한다”고 설명한다.

치매란 단일 질환이 아니라 기억력, 사고력, 판단력, 일상생활 수행능력 등이 천천히 그러나 불가역적으로 저하되는 일련의 증상에 대한 총칭으로 노화 관련 질환 중 가장 심각한 질환 중 하나다. 전 세계 치매 환자 수는 5500만명으로 추산되고 있다.

치매가 신경 장애에 의해 일어나는 것은 분명하지만 이러한 장애가 일어나는 정확한 원인을 진단하거나 치료하는 방법은 아직도 과제로 남아 있다.

연구팀은 치매 환자와 건강한 고령자 각각 8명으로부터 혈액을 채취하여 분석했고 이를 대조하기 위해 건강한 젊은 사람 8명의 혈액도 채취, 분석했다. 혈중 대사물을 분석하는 일반적인 연구와는 달리 이 연구에서는 적혈구 안에 포함된 대사물도 분석 대상으로 하였다. 테루야 박사는 혈구는 방치하면 단시간에도 대사 변동을 일으키므로 취급이 곤란하여 적혈구 내의 대사물을 안정화시키는 방법을 개발하고 이를 통해 적혈구의 활동과 치매의 관계를 조사했다.

연구팀은 혈중에 포함된 124종의 대사물 농도를 측정하고 그중 5개 서브 그룹으로 분류되는 33개 종류의 대사 화합물 수치가 치매에 관련되어 있음을 발견했다. 이 중 7개 종류는 치매 환자에서 높은 값을 보였고 26개 종류는 낮은 값을 보였다. 또 이들 대사물 중 20종류는 지금까지 치매와의 관련성이 지적되지 않았으며 이 중 9개 종류는 적혈구 안에 많이 포함된 것이었다.

연구 책임저자인 OIST의 미츠히로 야나기다(柳田充弘) 교수는 “이 대사물을 특정함으로써 치매 분자진단을 향해 한 걸음 더 나아갔다고 할 수 있다”고 연구 의의를 밝혔다.

하위 그룹 A의 대사 물질은 치매 환자에 최고치를 나타내고 건강한 노인에서 낮은 값을 나타내고있다. 하위 그룹 B~E 대사 산물은 그 반대의 경향을 보여 주었다.

대사물의 높은 수치는 빨간색, 낮은 수치는 파란색으로 표시한 ‘히트맵’을 통해 특정 대사물과 치매의 관련성이 밝혀졌다. 대체로 서브그룹A의 대사물은 치매 환자에서 최고치를 나타내고 건강한 고령자에게서 낮은 값을 나타내고 있다. 서브그룹 B~E의 대사물은 그 반대의 경향을 나타냈다. 치매 환자에서 최고치를 나타낸 7가지 대사물은 혈장 내에 존재하며 서브그룹 A에 속하는 것이다. 중요한 것은 이들 대사물 중에는 중추신경계에 대해 독성을 가진다고 생각되는 것이 포함되어 있다.

마츠히로 교수는 “아직 결론이 나지 않았지만 이러한 대사물은 뇌의 장애를 일으킬 가능성이 있기 때문에 치매의 원인이 되는 메카니즘을 규명할 가능성이 있다”고 밝혔다.

연구팀은 앞으로 동물 모델에서 이들 대사물이 증가하면 치매가 유발 되는지 여부를 조사하여 개념 검증을 할 예정이다. 또 건강한 고령자보다 치매 환자에서 낮은 값을 나타낸 기타 26개 종류의 대사물은 다른 4개 종류의 서브그룹인 B~E에 속했다.<그래픽 참조>

치매 환자에서 낮은 값을 나타낸 대사물 중 구조가 유사한 6개 종류는 서브그룹 B로 분류됐다. 이 대사물은 항산화물질로 세포 내 화학반응에 의해 발생하는 활성산소로 불리는 유리기(遊離基 free radical)에 의한 손상을 경감시킴으로써 세포나 조직을 보호하는 역할을 한다.

연구팀은 건강한 노인의 적혈구 속에 식품 유래 이들 항산화 물질이 다량 함유돼 있음을 발견했다.

테루야 교수는 “적혈구는 산소뿐만이 아니라 신경계를 손상에서 보호하는 중요한 대사물도 운반하고 있을지도 모른다”면서 “기타 서브그룹에 포함되는 대사물은 영양소 공급과 에너지 저장량 유지, 신경세포 손상 보호하는 역할을 하고 있다고 생각된다”고 밝혔다.

마츠히로 교수는 “앞으로 치매 환자에게 서브 그룹 B~E의 대사물을 보급하거나 서브 그룹 A의 신경독소 저해를 통해 치매 진행을 늦추거나 예방, 회복 등의 연구를 하고 싶다”고 밝혔다.


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