과학기술
고령으로 인해 여러 가지 정신적 장애가 발생할 수 있다.
기억력이 급격히 쇠퇴하거나 어린아이처럼 사리판단과 의사결정을 내리지 못하는 경우를 자주 볼 수 있다.
그동안 과학자들은 이들 환자들을 대상으로 급격히 저하되는 뇌 기능을 살리기 위한 방안을 찾고 있었다. 나이가 들어 인지 기능이 저하된 동물(쥐)을 대상으로 새로운 의약품을 개발해 임상실험을 하고 있었는데 최근 성공을 거두고 있다.
기존 신경안정제의 합성원리를 적용해 과학자들이 기억력을 회복시켜 인지 기능을 강화할 수 있는 의약품을 개발해 세계적인 주목을 받고 있다. 사진은 뇌의 신셩세포. ⓒWikipedia
뇌세포 ‘노이즈’ 줄여 신경세포 활동 강화
15일 ‘가디언’ 지에 따르면 인지 기능을 강화할 수 있는 의약품을 개발한 곳은 캐나다 토론토에 있는 중독치료기관 캠에이치(CAMH, Centre for Addiction and Mental Health)다.
이곳 연구진은 그동안 기억력이 쇠퇴한 노쇠한 동물들에게 새로 개발한 의약품을 투여한 후 그 효능을 관찰해왔다. 그리고 최근 이 약물의 효능을 확인했다.
오래 살아 기억력이 저하된 동물들에게 이 의약품을 투여한 결과 30분 후부터 뇌 기능이 회복됐으며, 2개월 후 실시한 뇌 검사에서 이전에 크기가 줄어들고 있었던 뇌세포들이 다시 자라나기 시작했다는 사실을 확인했다.
인지 기능 회복으로 난치성 신경질환 치료
나이가 들어가면서 뇌기능 저하는 계속 심해질 수 있고 우울증(depression), 조현병(schizophrenia), 알츠하이머(Alzheimer) 등으로 악화될 수 있어 조기에 바로잡는 게 매우 중요하다는 것이 의료계 판단이었다.
그러나 이런 증상을 회복시킬 수 있는 방법이 없어 애를 먹어 왔다.
캠에이치 연구팀은 이런 증상이 학습(learning)과 기억(memory) 기능을 관장하는 뇌세포 때문이라고 보았다. 기능이 저하된 이 세포가 활기를 되찾아 정상적인 활동을 하게 할 경우 저하된 인지 기능이 다시 회복돼 정상적인 삶을 되찾을 수 있다고 판단했다.
연구팀이 주목한 것은 ‘GABA(gamma-aminobutyric acid)’라고 불리는 신경전달물질이다.
이 신경전달물질은 γ-아미노부티르산. 뇌척수액(CSF)에 포함된 중추신경계의 억제성 신경전달물질로 뇌의 대사와 순환 촉진작용 등 중요한 역할을 한다.
‘GABA’의 기능이 활성화될수록 뇌의 인지 기능이 활성화된다고 보면 된다. 그러나 이를 방해하는 물질이 있다. 신경세포 내에서 무질서하게 발생하는 ‘노이즈(noise)’가 이것이다.
‘노이즈’는 신경전달물질이 하는 일을 방해하고 세포 활동을 저하시키며, 부정확하게 하는 요인으로 지목받고 있었다.
연구팀은 이 ‘노이즈’를 줄여줄 경우 ‘GABA’의 활동을 강화해 기능이 저하된 뇌세포 활동을 회복시킬 수 있다고 보았다. 그리고 ‘노이즈’를 줄여줄 새로운 의약품을 개발하는데 성공했다.
이 의약품은 기존의 향정신성 의약품 ‘벤조디아제핀(benzodiazepine)’을 발전시킨 것이다.
이 합성 의약품은 1933년 처음 소개됐다. 그리고 1950년대부터 신경안정제로 널리 사용되었던 메프로바이메이트(meprobamate) 부작용이 알려지면서 지금까지 대표적인 신경안정제로 사용되고 있는 중이다.
대표적인 약물들이 여럿 있는데 그중에서도 바리움(Valium), 재낵스(Xanax)은 ‘GABA 수용체’를 타깃으로 해 제조한 신경안정제다.
‘GABA 수용체’는 중추신경계에서 빠른 억제성 시냅스 전달의 중재자(mediator)로 경련을 비롯 인지 기능에 깊이 관여하고 있다.
연구팀은 ‘벤조디아제핀’의 합성 방식에 기능을 더 추가해 새로운 의약품을 만들었다. 그리고 동물(쥐) 실험을 실시한 결과 투약 후 30분이 지나 기억력이 강화되기 시작했으며, 2개월 후에는 노쇠한 쥐의 기억력이 젊을 때처럼 회복되고 있는 사실을 확인했다.
연구에 참여한 켐에이치의 에티엔느 시빌(Etienne Sibille) 박사는 ‘가디언’ 지와의 인터뷰를 통해 “실험용 쥐들은 좁은 공간에서 생활하면서 인지 기능이 사라진 상태였으나, 약물 투여 후 불과 30분만에 그 기능을 80~90% 회복할 수 있었다”고 설명했다.
특히 “이 약물을 투여할 경우 인지기능을 상실한 늙은 쥐라 하더라도 자연스럽게 50~60%까지 회복이 가능하며, 55~60세 연령의 환자들에게 더 유효할 수 있다”고 시빌 박사는 설명했다.
또한 “이 약물을 사람에게 투여할 경우 인지기능 회복은 물론 난치병인 퇴행성신경질환에 도움을 줄 수 있을 것”으로 예상했다.
이번 연구 결과는 지난 14일 워싱톤에서 열린 미국과학진흥회(AAAS) 연례회의에서 발표됐다. 과학자들은 이 의약품의 효능을 사람에게 확대해 특히 알츠하이머와 같은 난치병 치료에 적용할 수 있기를 기대하고 있다.
(27220)
- 이강봉 객원기자
- aacc409@naver.com
- 저작권자 2019.02.15 ⓒ ScienceTimes
관련기사
목록 보기전체 댓글 (1)
로그인후 이용 가능합니다.
-
생명물질의 기원은…”운석·화산재 철촉매 반응으로 생성된 듯”
44억년 전 초기 지구에서 생명체 재료가 되는 탄화수소, 알데히드, 알코올 등 유기 분자들이 철이 풍부한 운석이나 화산재 입자들이 촉진하는 화학반응을 통해 생성된 것으로 보인다는 연구 결과가 나왔다.
-
환자 암세포 활용한 암 치료 백신 개발 가능성 열었다
국내 연구진이 안정적이고 부작용이 적으면서 수술 후 전이·재발을 막을 새로운 형태의 암 치료 백신 개발 가능성을 열었다. 한국연구재단은 울산대 진준오 교수 연구팀이 암세포에서 얻은 표면 단백질을 항원으로 이용한 지질 나노입자(AiLNP)를 개발하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.
-
“복통·설사·직장 출혈·빈혈, 조기 대장암 4대 경고 신호”
복통, 설사, 직장 출혈, 철 결핍 빈혈(iron deficiency anemia) 등 4가지 징후 또는 증상이 50세 이전에 나타나는 조기 발생(early-onset) 대장암의 경고 신호라는 연구 결과가 나왔다.
-
“말뿐인 생분해”…바이오플라스틱 PLA 섬유 분해 안 돼
화학 섬유에서 나오는 미세 플라스틱 오염에 경각심을 갖고 생분해가 가능한 옷을 찾는 착한 소비가 생기고 있지만 생분해를 내세우며 개발된 섬유도 실제 환경에서는 제대로 썩지 못하는 것으로 나타났다.
-
초음파로 쥐 동면상태 유도 성공…”우주여행 활용 가능성”
유인 화성 탐사를 앞두고 이것이 실제 가능한지 관심이 높은 가운데 쥐 머리에 초음파를 쏴 동면 상태를 안전하게 반복 유도할 수 있다는 연구 결과가 나와 주목된다. 미국 세인트루이스 워싱턴대(WUSL) 홍 천 교수팀은 26일 과학저널 '네이처 신진대사'(Nature Metabolism)에서 초음파 펄스를 생쥐와 쥐의 뇌 특정 부위에 쏴 동면 상태를 안전하게 가역적으로 유도하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구팀은 이 방법은 머리 위에 초음파 방출기를 장착하는 비침습적 방식으로 초음파를 쏴 뇌의 신경 세포를 일시적으로 활성화해 체온을 낮추고 신진대사를 늦출 수 있다며 향후 의학이나 장거리 우주 비행에 응용될 수 있을 것이라고 말했다.
-
사과·블랙베리 등 플라보놀 함유 식품 ‘노쇠’ 발현 낮춰
플라보놀 성분을 함유한 사과와 블랙베리 등을 섭취하는 것이 노인의 '노쇠' 발현 가능성을 낮춘다는 연구 결과가 나왔다. 노쇠(frailty)는 나이가 들면서 신체 기능이 필연적으로 떨어지는 노화(aging)와는 구분되는 것으로, 일상에 지장을 줄 만큼 나이에 비해 신체기능이 심각하게 약해져 낙상과 골절 등을 초래할 위험이 높고 장애와 사망으로 이어질 수 있다. 미국 하버드의대 계열 임상 연구소인 '힌다·아서 마커스 노화연구소' 등에 따르면 플라보노이드의 하위그룹인 '플라보놀' 섭취와 노쇠의 연관성을 분석한 연구 결과를 '미국 임상영양학 저널'(American Journal of Clinical Nutrition)에 발표했다.
-
“북극해 식물플랑크톤, IPCC 예상치보다 최대 3배 감소”
북극해 식물플랑크톤이 유엔 '기후변화에 관한 정부 간 협의체'(IPCC)의 예상치보다 최대 3배 감소할 것이라는 연구 결과가 나왔다고 극지연구소가 24일 밝혔다. 포항공과대학교 국종성 교수 연구팀, 극지연구소 양은진 박사, 미국 스크립스 해양연구소 임형규 박사 등으로 구성된 국제공동연구팀은 쇄빙연구선 아라온호 탐사를 포함한 다양한 북극해 현장 탐사에서 획득한 데이터를 활용해 북극해 식물플랑크톤의 농도 예측기법을 개발했다. 이를 적용한 결과 이산화탄소 배출 시나리오에 따라 차이는 있었지만, 2100년 식물플랑크톤의 농도는 기존 IPCC 5차, 6차 보고서의 예측과 비교할 때 감소 폭이 최대 3배로 늘었다.