특정 뇌 세포가 활성화되면 생쥐의 수명이 늘어납니다.

최근 몇 년간 연구를 통해 신체 기관 간의 의사소통 경로가 노화를 조절하는 주요 요인이라는 사실이 밝혀지기 시작했습니다. 이 선이 열리면 신체의 기관과 시스템이 함께 잘 작동합니다. 그러나 나이가 들면서 통신선이 악화되고 기관이 제대로 기능하는 데 필요한 분자 및 전기 메시지를 받지 못합니다.

세인트 루이스에 있는 워싱턴 대학교 의과대학의 새로운 연구에서는 쥐를 대상으로 몸 전체의 에너지 생산에 중심이 되는 피드백 루프에서 뇌와 신체의 지방 조직을 연결하는 중요한 의사소통 경로가 있음을 확인했습니다. 연구는 이 피드백 루프의 점진적인 악화가 자연적인 노화에 따른 전형적인 건강 문제 증가에 기여한다는 것을 시사합니다.

1월 8일 Cell Metabolism 저널에 발표된 이 연구는 피드백 루프를 더 오래 유지하고 노화의 영향을 늦출 수 있는 미래 개입 개발에 대한 의미를 가지고 있습니다.

연구자들은 뇌의 시상하부에서 활동할 때 신체의 지방 조직에 신호를 보내 에너지를 방출하는 특정 뉴런 세트를 확인했습니다. 연구진은 유전적, 분자적 방법을 사용하여 특정 연령에 도달한 후에도 이 의사소통 경로가 지속적으로 열리도록 프로그램된 쥐를 연구했습니다. 과학자들은 이 생쥐가 정상적인 노화의 일부로 동일한 의사소통 경로가 점차 느려지는 생쥐보다 신체적으로 더 활동적이고, 노화 지연의 징후를 보이며, 더 오래 산다는 것을 발견했습니다.

“우리는 뇌의 중요한 부분을 조작하여 쥐의 노화를 지연시키고 건강한 수명을 연장하는 방법을 시연했습니다.”라고 수석 저자인 이마이 신이치로(Shin-ichiro Imai) 환경의학 석좌교수이자 환경의학 교수인 이마이 신이치로(Shin-ichiro Imai) 박사가 말했습니다. 워싱턴 대학교 발달 생물학과에서. “포유류에서 이러한 효과를 보여주는 것은 이 분야에 중요한 기여입니다. 이러한 방식으로 수명 연장을 입증한 과거 연구는 벌레와 초파리와 같이 덜 복잡한 유기체에서 수행되었습니다.”

배내측 시상하부라고 불리는 뇌의 일부에 있는 이러한 특정 뉴런은 중요한 단백질인 Ppp1r17을 생성합니다. 이 단백질이 핵에 존재하면 뉴런이 활성화되어 신체의 투쟁 또는 도피 반응을 관장하는 교감신경계를 자극합니다.

투쟁 도피 반응은 심박수 증가 및 소화 지연을 비롯한 신체 전반에 광범위한 영향을 미치는 것으로 잘 알려져 있습니다. 이러한 반응의 일환으로 연구자들은 시상하부의 뉴런이 피부 아래와 복부에 저장된 백색 지방 조직(지방 조직의 일종)을 지배하는 뉴런을 촉발하는 일련의 사건을 시작한다는 것을 발견했습니다. 활성화된 지방 조직은 신체 활동에 연료를 공급하는 데 사용할 수 있는 지방산을 혈류로 방출합니다. 활성화된 지방 조직은 또한 eNAMPT라는 효소라는 또 다른 중요한 단백질을 방출하는데, 이는 시상하부로 돌아가 뇌가 기능을 위한 연료를 생성할 수 있도록 해줍니다.

이 피드백 루프는 신체와 뇌에 연료를 공급하는 데 중요하지만 시간이 지남에 따라 속도가 느려집니다. 연구진은 나이가 들면서 Ppp1r17 단백질이 뉴런의 핵을 떠나는 경향이 있으며, 그런 일이 발생하면 시상하부의 뉴런이 더 약한 신호를 보낸다는 사실을 발견했습니다. 사용량을 적게 사용하면 백색 지방 조직 전체의 신경계 배선이 점차 수축되고, 한때는 서로 연결되어 있던 촘촘한 신경 네트워크였던 것이 희박해집니다. 지방 조직은 더 이상 지방산과 eNAMPT를 방출하는 신호를 많이 받지 못하며, 이로 인해 지방이 축적되고 체중이 증가하며 뇌와 다른 조직에 연료를 공급하는 에너지가 줄어듭니다.

제1저자 토키자네 쿄헤이(Kyohei Tokizane) 박사와 이마이 연구실의 전 박사후 연구원을 포함한 연구진은 늙은 쥐에게 유전적 방법을 사용하여 시상하부 뉴런의 핵에 Ppp1r17을 유지시켰을 때 쥐가 더 많은 것을 발견했습니다. 바퀴 달린 쥐가 많아 육체적으로 활동적이었으며 대조군 쥐보다 더 오래 살았습니다. 그들은 또한 늙은 쥐의 시상하부에서 이러한 특정 뉴런을 직접 활성화하는 기술을 사용했으며 유사한 노화 방지 효과를 관찰했습니다.

평균적으로, 일반적인 실험용 쥐의 최대 수명은 약 900~1,000일, 즉 약 2.5년입니다. 이 연구에서 정상적으로 노화된 대조군 쥐는 모두 생후 1,000일에 사망했습니다. 뇌-지방 조직 피드백 루프를 유지하기 위해 개입을 받은 쥐는 대조군 쥐보다 60~70일 더 오래 살았습니다. 이는 약 7%의 수명 연장을 의미합니다. 사람의 경우 수명이 75년에서 7% 증가하면 약 5년이 더 늘어납니다. 또한 개입을 받은 쥐는 나이가 들수록 더 활동적이고 더 젊어 보였습니다. 즉, 더 두껍고 빛나는 털로 인해 더 건강하게 더 많은 시간을 보낼 수 있음을 시사합니다.

Imai와 그의 팀은 시상하부와 지방 조직 사이의 피드백 루프를 유지하는 방법을 계속 조사하고 있습니다. 그들이 연구하고 있는 한 가지 경로는 쥐에게 eNAMPT를 보충하는 것입니다. eNAMPT는 지방 조직에서 생산되어 뇌로 돌아와 시상하부에 연료를 공급하는 효소입니다. 지방 조직에 의해 혈류로 방출되면 효소는 세포외 소포라고 불리는 구획 내부에 포장되어 혈액에서 수집되고 분리될 수 있습니다.

Imai는 “우리는 다양한 방식으로 eNAMPT를 전달하는 것과 관련된 가능한 노화 방지 치료법을 구상할 수 있습니다.”라고 말했습니다. “우리는 세포외 소포에 eNAMPT를 투여하면 시상하부에서 세포 에너지 수준이 증가하고 생쥐의 수명이 연장된다는 사실을 이미 보여주었습니다. 우리는 뇌와 신체 지방 조직 사이의 이러한 중앙 피드백 루프를 여러 방식으로 유지하는 방법을 조사하는 연구를 계속할 수 있기를 기대합니다. 우리는 건강과 수명이 연장되기를 희망합니다.”

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240108172534.htm