약 10년 전 과학자들은 젊은 쥐의 혈액이 나이 든 쥐의 학습 능력을 포함한 젊은 특성을 회복시킬 수 있다는 사실을 발견했다. 이번 논문의 연구책임자인 UCSF의 사울 비예다 교수(신경과학)는 이러한 회춘을 유발하는 혈액 성분을 규명하기 위해 노력해 왔다.
연구진은 사람의 나이로 따지면 70세에 해당하는 2살의 쥐들을 대상으로 연구했다. 혈액에서 발견되는 단백질인 PF4를 쥐들에게 투여했을 때, 그들의 인지 기능이 사람 나이 약 30세에서 40세 정도로 회복되는 것을 볼 수 있었다.
젊은 쥐가 늙은 쥐보다 혈액 내 PF4 수치가 더 높다는 점을 포함해 회춘의 열쇠 중 하나가 PF4에 있다는 증거는 여럿이었다. 비예다 교수와 동료들은 다른 혈액 성분을 빼고 PF4만을 나이 든 쥐에게 주입한 결과 다양한 유형의 면역 세포 비율이 젊은 쥐에서 일반적으로 볼 수 있는 것과 유사하게 변화하는 것을 발견했다. 일부 면역세포는 더 젊은 유전자 발현 패턴으로 되돌아갔다.
PF4는 혈액-뇌 장벽을 통과하지는 못했다. 하지만 아마도 면역계에 미치는 간접적 영향을 통해 뇌에 변화를 일으키는 것으로 보였다. PF4가 주입된 늙은 쥐는 노화의 영향에 특히 취약한 뇌 부위인 해마에서 손상성 염증이 감소했다. 또한 시냅스 가소성(신경 세포 간의 연결 강도를 변화시키는 능력)을 촉진하는 분자의 수치가 증가했다.
PF4가 주입된 늙은 쥐는 기억력도 향상됐다. 헤엄을 치면서 물속에 잠긴 미로를 찾아나가는 과제를 수행하게 했을 때 대조군의 늙은 쥐보다 더 좋은 기억력 점수를 기록했다. 논문을 검토한 미국 유타대의 로버트 캠벨 교수(혈소판 생물학)는 “혈소판이 인지 능력에 중요한 역할을 할 수 있다는 종전 연구는 제 기억상으로 없었다”면서 “정말 흥분되는 연구”라고 평가했다.
이날 《네이처》에 발표된 다른 두 편의 논문도 PF4가 노화의 특징을 조절하는 데 중요한 역할을 할 수 있음을 시사했다. UCSF의 데나 두발 교수(신경학) 연구진은 PF4가 시냅스 가소성을 향상시킨다는 사실을 발견했다. 호주 퀸즐랜드대의 타라 워커 교수(신경학)와 그녀의 동료들은 PF4가 새로운 뉴런 형성에 관여한다는 사실을 보여줬다. 비예다 교수는 이들 연구의 공동저자이기도 하다.
PF4는 비예다 교수와 다른 연구자들이 최근 몇 년 동안 밝혀낸 노화와 관련된 몇 가지 분자의 하나다. 일부는 인지에 관여하고, 일부는 근육 손실과 관련이 있으며, 일부는 여러 기능을 가지고 있는 것으로 밝혀졌다.
엘리비안(Elevian)과 알카헤스트(Alkahest) 같은 생명공학회사들은 이러한 발견을 재생과 건강한 노화를 촉진하는 치료법으로 연결시키려 노력 중이다. 비예다 교수는 노화와 관련된 다양한 요인을 고려해야 하기에 사람마다 다른 치료법 조합이 적합할 수 있다고 말했다.
미국 메이요 클리닉의 생리학자 셰릴 코노버 박사는 PF4 수치의 감소가 알츠하이머병에 선행하는 것으로 나타나면 이 단백질을 생체지표로 삼는 다른 치료법 개발도 가능하다고 밝혔다. 알츠하이머 치료법은 질병의 초기 단계에서 사용할 때 가장 효과적이므로 증상이 나타나기 전에 위험에 처한 사람을 식별할 수 있으면 큰 도움이 될 수 있다.
해당 논문은 다음 링크(https://www.nature.com/articles/s41586-023-06436-3)에서 확인할 수 있다.