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미국 마운틴 사이나이 의대 (Mountain Sinai School of Medicine)의 연구자들은 몇 년 동안 과학자들을 괴롭힌 문제에 대한 해답을 찾을 수 있게 되었다: 즉, 어떻게 음식섭취제한이 노화와 질병 방지에 효과가 있는가 그리고 그 반대로, 어떻게 과도한 음식섭취는 노화관련질환의 발생을 가속화시키는가 이 문제에 대한 해답은 학술지인 지에 발표된 마운틴 사이나이 의대의 신경학, 노인병 및 완화의학 교수인 찰스 몹스 (Charles Mobbs) 박사의 연구팀이 수행한 두 개의 연구에서 찾을 수 있다 . 이번 연구는 어떻게 음식섭취 제한과 높은 칼로리 섭취가 생화학적인 반응에 영향을 미치는가를 연구했다.

몹스 박사와 그의 동료들은 특정한 제한요소 안에서 저칼로리 음식섭취는 알츠하이머 질환과 같은 노화와 연관된 질환의 발전뿐 아니라 노화과정의 속도를 줄이는지 여부를 조사했다. 특정한 음식섭취를 제한하는 것은 (즉, 지방이나 단백질, 탄수화물 중 무엇을 줄일 것인가) 문제가 되지 않는 것으로 나타났다. 몹스 박사는 “이것은 칼로리를 계산하는 것이나 특정한 영양물을 줄이는 것과는 상관없어 보인다. 하지만 음식섭취의 감소는 산화스트레스에 영향을 미치는 포도당 물질대사에 영향을 미치는 것으로 나타났다”고 말했다. 또한 고칼로리 음식은 이러한 산화 스트레스를 강화시켜 노화와 연관되는 질병의 가속화를 일으킨다.

음식섭취 제한은 세포기능을 규제하는 유전자의 활동을 통제하는 소위 CREB-결합 단백질 (CREB-binding protein, CBP)라 불리는 전사요소를 유도한다. CBP의 보호효과를 모방한 약물개발을 통해서 과학자들은 수명을 연장시키고 노화와 연관된 질병에 대한 취약성을 줄일 수 있을지도 모른다. 몹스 박사는 “우리는 CBP가 수명을 예측하게 하며 포유류에서 수명의 다양성 중 80%를 알 수 있다는 사실을 발견했다. 적절한 균형을 찾아내는 것이 가장 중요하다; 오직 10%의 제한이 수명을 약간 연장시킬 수 있다. 반면에 80% 정도의 제한은 굶주림으로 인해 수명을 단축시킬 수 있다”고 말했다. 이 연구팀은 최적의 음식섭취 제한이 포유류에서 30% 정도의 칼로리 감소와 동일하다고 추산했으며 이것은 수명을 50% 정도 증가시키고 알츠하이머와 유사한 노화와 연관된 질병의 발달을 감소시킬 수 있다는 사실을 발견했다.

이 연구팀은 선충의 한 종류인 를 대상으로 한 첫 번째 연구에서 이 선충의 유전자를 조작하여 알츠하이머와 유사한 증상을 보이도록 했다. 몹스 박사와 그의 연구팀은 이 선충이 섭취하는 박테리아를 희석화시켜 선충의 섭취량을 줄였다. 이 선충에서는 알츠하이머 질환에서 플라크가 형성되는데 원인이 되는 인간 베타 아밀로이드 펩티드 (beta amyloid peptide)가 근육에 발현되며 노화과정에서 활동이 무력하게 된다. 이 모델을 통해서 연구자들은 쉽게 어떻게 수명과 질병발달이 음식섭취 제한을 통해서 동시에 증진되는가를 연구할 수 있었다. 연구자들은 음식섭취 제한이 이 선충의 성인기간 동안 지속되면 수명은 65% 정도 증가하고 알츠하이머 질환과 연관된 무기력현상은 50% 정도 감소한다는 사실을 발견했다.

몹스 박사는 “음식섭취 제한은 선충모델에서 CBP의 활성화를 가져왔으며 이러한 활성화를 막았을 때 음식섭취 제한을 통한 모든 보호효과를 막는 결과를 가져왔다. 이것은 CBP 활동을 막아 일어나는 결과이다. CBP활성억제는 음식섭취 제한의 모든 보호효과를 억제하는 것이며 이를 통해서 수명연장과 노화와 연관된 질병에 대한 음식섭취 제한의 보호효과에서 CBP가 중요한 역할을 한다는 것을 확인시켰다”고 말했다.

이번 연구의 두 번째 부분에서 몹스 박사와 그의 연구팀은 이러한 과정의 다른 결과를 조사했다: 높은 칼로리섭취에서 CBP에 무슨 일이 일어나는가 즉, 이러한 고칼로리 음식섭취는 포도당 물질대사에 문제가 일어나는 당뇨병을 일으킨다. 연구자들은 실험쥐를 대상으로 한 연구에서 당뇨병은 CBP의 활성을 줄이는 결과를 가져온다는 사실을 발견했으며 이를 통해서 몹스 박사는 높은 칼로리 음식섭취는 당뇨병을 일으키고 결국 음식섭취제한과 반대결과를 가져오고 노화를 가속화시킨다고 결론 내렸다. 몹스 박사는 음식섭취 제한은 세포에서 일어나는 현상으로 조직에 손상을 일으키고 암세포 성장을 일으키는 것으로 알려진 산화 스트레스를 일으키는 포도당 물질대사를 막아 CBP를 유도한다는 가설을 내놓았다.

흥미롭게도 섭취제한은 CBP가 음식섭취가 제한되는 동안 작동하고 만일 높은 칼로리 음식섭취가 다시 재개되면 그 보호효과는 사라지게 된다고 주장했다. CBP는 몇 시간 안에 포도당의 변화에 반응하고 이를 통해서 유전자 사이의 소통은 음식섭취의 변화에 따라 빠르게 반응한다는 것을 의미한다. 몹스 박사는 “우리 연구의 다음단계는 노화와 연관되는 보호효과를 전달하는 다른 전사요소와 CBP 사이의 상호작용을 이해하는 것이 될 것이다. 만일 우리가 이러한 상호작용의 지도를 작성할 수 있게 되면 우리는 CBP의 보호효과를 모방할 수 있는 표적약물개발을 시작할 수 있을 것이다”고 말했다.

출처: 2009년 11월 23일

참고자료: Zhang et al. Role of CBP and SATB-1 in Aging, Dietary Restriction, and Insulin-Like Signaling. PLoS Biology, 2009; 7 (11): e1000245 DOI: 10.1371/journal.pbio.1000245

http://www.sciencedaily.com/releases/2009/11/091118143217.htm

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2009.12.06 10:16

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