새해 복 많이 받으세요. 경자년 '쥐'의 해를 맞이해 그동안 과학계에 큰 기여(?)를 해온 '쥐'가 어떤 성과를 내왔는지 정리해봤습니다.
생쥐 털, 많이 뽑을수록 더 많이 났다
오늘 아침 머리를 빗으며 한움큼 빠진 머리털 때문에 속상하셨나요? 머리카락이 어떻게 빠지는지, 또는 어떻게 자라나는지에 대한 신호 체계는 일부만 밝혀졌을 뿐, 그 전모에 대해서는 아직까지도 명확히 알려진 바가 없는데요. 그런데 몸에 난 털을 뽑으면 더 많이 자라난다는 연구 결과가 있습니다.
연구 대상은 다음 아닌 바로 생쥐였는데요. 미국 서던캘리포니아대학교의 쳉밍 추옹 교수팀은 생쥐의 털을 뽑은 뒤 다시 자라나는 과정을 연구했습니다. 연구팀은 처음에는 지름 5mm 범위 내에서 생쥐 털 50가닥을 뽑았다고 해요. 다시 털이 재생되는 과정에서 털의 수는 차이가 없었습니다. 그런데 5mm 범위 안에서 털 200가닥을 뽑아내자, 털이 1,200가닥이나 돋아났습니다.
털이 뽑힌 모낭 뿐만 아니라 5mm 범위 안에 있으면서 기존에 털이 돋아나지 않은 모낭들에서도 털이 난 건데요. 연구팀은 털이 뽑히며 모낭이 손상됐을 때 이를 알리는 신호 물질인 CCL2 때문에 이런 현상이 나타난 것이라고 설명했습니다.
손상된 털이 많지 않을 경우 신호 물질인 CCL2가 미약해 털이 재생되는 데 영향을 미치지 않지만, 많이 손상됐을 경우에는 이 신호 물질이 많이 생성돼 생쥐 몸이 '피부가 손상을 입었다'고 판단하는 것이죠.
이때 M1대식세포라는 면역세포가 모낭에 작동하면서 줄기세포를 자극하는 물질을 내놓게 되는데요. 그 결과로 줄기세포가 왕성하게 분열해 새로운 털들이 자라나는 겁니다. 성장기와 퇴행기 등을 거치며 털이 빠진 채로 방치된 모낭들이 활성화된다는 설명입니다. 안타깝게도 이 연구 결과는 아직 동물 실험 단계라 인체에 그대로 적용하기는 어렵다고 하는데요. 그래도 수많은 탈모인들에게 한 줄기 희망이 될 소식임은 분명해 보입니다.
젊은 쥐 '이것' 늙은 쥐에 투여하니 "수명 연장"
젊은 쥐의 혈액에서 채취한 효소를 투여 받은 늙은 쥐가 젊어보이는 효과를 얻었을 뿐 아니라 실제로 수명까지 연장됐다는 연구 결과가 발표됐습니다. 미국 워싱턴대학교 의과대학 연구팀은 쥐의 혈액에서 'extracellular nicotinamide phosphoribosyltransferase(eNAMPT)'를 채취해 나이가 많은 쥐에 투여한 뒤 관찰했습니다. eNAMPT은 노화와 관련된 세포 내 분자의 생산과 관련된 효소입니다.
연구팀은 4~12개월 사이의 '젊은 쥐'에서 채취한 eNAMPT 효소를 26개월 된 '늙은 쥐'에 일주일에 한 번 간격으로 투여했습니다. 연구팀에 따르면 젊은 쥐의 eNAMPT를 투여 받은 늙은 쥐는 노화에 따라 줄어드는 Nicotinamide Adenine Dinucleotide(NAD) 생산이 유지됐는데요. NAD는 세포에서 에너지를 발생시키는 역할을 담당합니다. 나이가 들어감에 따라 NAD 생산력이 저하된다고 해요. 에너지 생산에 결정적인 역할을 하는 NAD가 줄어든다는 것은 체내에서 사용할 에너지가 줄어든다는 뜻입니다.
그런데 노화하던 늙은 쥐의 NAD 생산량의 감소가 젊의 쥐의 eNAMPT을 투여 받자 다시 회복됐습니다. 연구에 따르면 eNAMPT를 투여 받은 늙은 쥐들은 인슐린을 더 잘 생성했고 시력은 빛에 더 잘 반응했습니다. 또 인지기능이 좋아졌고 지구력도 좋아졌다고 해요. 게다가 젊은 쥐의 eNAMPT를 투여 받은 늙은 쥐들은 투여 받지 않은 쥐보다 약 16% 더 오래 살았습니다. 외적인 부분에서도 변화가 뚜렷했습니다. 젊은 쥐의 eNAMPT를 투여 받은 늙은 쥐들의 털은 마치 젊은 쥐처럼 윤기가 흐르고 두꺼웠습니다.
하지만 이 연구 역시 아직 인간에게도 동일한 결과가 나타날지는 불확실하다고 하는데요. 과학자들이 하루 빨리 노화를 되돌릴 수 있는 방법을 찾아줬으면 좋겠습니다.
쥐, 낮과 밤 바꿨더니 살 더쪘다
지난 2017년 <Science>에 게재된 미국 텍사스주립대 사우스웨스턴 메디컬센터의 연구에 따르면 쥐를 대상으로 실험한 결과 '낮과 밤'이 바뀌면 살도 더 잘 찌고 빼기 어렵다는 연구 결과가 나왔습니다.
연구진은 낮과 밤이 신체에 어떤 변화를 주는 지 알기 위해 쥐를 대상으로 실험했습니다. 연구진은 쥐들에게 5주 동안은 낮에 활동하고 밤에 자게 했습니다. 이후 5주는 밤에 활동하고 낮에 자도록 했습니다. 식단은 동일하게 했죠. 10주 후, 쥐의 혈액을 검사했습니다. 그 결과 NFIL3 단백질에 변화가 생겼습니다. 연구진의 설명에 따르면 이 NFIL3 단백질은 지방을 태우는 단백질인데요. 낮에 활동하고 밤에 잘 때는 NFIL3 단백질이 활발하게 활동해 신진대사도 안정적으로 유지됐습니다.
하지만 낮과 밤이 바뀐 후에는 NFIL3 단백질의 활동량이 감소했고 신진대사도 떨어졌다고 합니다. NFIL3 단백질 활동이 낮아져 지방을 태우는 기능도 약해졌죠. 이건 비만 위험이 높아진다는 걸 의미합니다.
NFIL3 단백질은 우리 사람에게도 있기 때문에 여러 의미가 있는데요. 연구진은 "이번 실험을 통해 낮과 밤의 변화가 NFIL3 단백질에 영향을 주고 이것이 신진 대사와 지방 흡수에 영향을 준다"고 설명했습니다.
##참고자료##
- 강석기, <티타임 사이언스>, 서울:MID, 2016.
- Mitsukuni Yoshida et al, “Extracellular Vesicle-Contained eNAMPT Delays Aging and Extends Lifespan in Mice”, Cell Metabolism Published Online(2019), https://doi.org/10.1016/j.cmet.2019.05.015.
- Wang, Yuhao, et al. "The intestinal microbiota regulates body composition through NFIL3 and the circadian clock." Science 357.6354 (2017): 912-916.
