매일 밤 잠을 푹 자는 것이 알츠하이머병의 발병을 예방하는 가장 좋은 방법일 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 24시간 주기로 순환하는 사람의 일주기 리듬이 뇌에서 치매를 일으키는 단백질을 제거하는 데 중요한 역할을 한다는 내용이다. 미국 렌슬레어 폴리테크닉 인스티튜트 연구팀은 구체적으로 건강한 수면 습관과 수면 방해를 피하는 것이 뇌가 알츠하이머병의 분자적 특징인 아밀로이드-베타42 (AB42) 단백질을 제거하는 데 도움을 준다는 것을 발견했다.
이전 연구들은 뇌에서 AB42 수치가 증가하는 것이 알츠하이머 발병의 확실한 징후 중 하나라는 것을 밝혀냈다. 새로운 연구는 건강한 일주기 리듬을 유지하는 것이 인체에서 해로운 단백질을 제거하는 면역체계의 능력을 향상시킨다는 것을 발견했다.
이 대학 생물과학 부교수이자 생체리듬 전문가인 제니퍼 헐리 박사는 "면역세포의 일주기 리듬 조절이 생체시계와 알츠하이머병 사이 복잡한 관계에 있어 중요한 역할을 한다"고 말했다. 그는 "이같은 결과는 건강한 수면 패턴이 알츠하이머 증상 중 일부를 완화하는 데 중요할 수 있으며, 그 유익한 효과는 대식세포/소교세포라고 불리는 면역세포 유형에 의해 전달될 수 있다는 것을 말해준다"고 덧붙였다.
생체 주기, 왜 중요한가?
24시간 주기 동안 몸의 기능을 조절하는 일주기 리듬은 주간과 야간 활동을 모두 예측하는 '생체시계 단백질'의 핵심 세트를 포함하고 있다. 이것이 날마다 효소와 호르몬 수치의 변화를 가져온다. 즉, 일주기 리듬은 신체가 정상적으로 깨어 있어야 하는 시간과 잠들어 있어야 하는 시간에 대비하기 위해 움직인다.
일주기 리듬이 다른 면역 반응을 가져오고 심지어 하루 종일 체온의 변화도 초래한다. 이 리듬이 무너지면 당뇨, 특정 암, 치매의 위험이 높아지고 정신 질환과 신체 질환의 위험을 증가시킬 수 있다.
새로운 연구는 대식세포, 즉 몸에서 원치 않는 물질을 파괴하는 면역세포가 뇌에 쌓인 AB42를 제거하는데 도움을 준다는 것을 발견했다. 대식세포는 '식세포증'이라고 부르는 과정을 통해 실제로 이 단백질을 섭취한다.
연구팀은 초기 연구에서 대식세포 RNA와 단백질의 수치가 날마다 일주기 리듬에 따라 오락가락 한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구에서는 대식세포 표면에 두 가지 단백질(황산헤파란프로테오글리칸과 황산콘드로이틴프로테오글리칸)의 생성을 돕는 특정 엔자임에서 오르내림을 발견했다. 연구팀은 두 단백질의 양이 적을 때 대식세포가 뇌에서 AB42를 제거할 수 있다고 말한다.
적은 양의 단백질과 알츠하이머 방어
연구팀은 생체 리듬과 프로테오글리칸의 연관성을 파악하기 위한 실험에서, 건강한 대식세포가 소화할 수 있는 AB42 양이 환자의 일주기 생체 리듬에 따라 오락가락 한다는 것을 발견했다.그러나 내부 시계가 없는 면역세포에서는 동일한 패턴을 발견하지 못했다.
적절한 일주기 리듬으로 작동하는 건강한 대식세포에서는 두 가지 프로테오글리칸 모두 가장 낮은 수준으로 떨어졌다. 이는 면역세포가 알츠하이머를 유발하는 해로운 단백질을 보다 잘 제거하도록 만들었다.
헐리 교수는 "분명한 것은 이런 현상이 모두 일주기 시계에 의해 결정된다는 점"이라며 "세포 표면에 프로테오글리칸이 많을 때 대식세포는 AB42를 섭취하지 않는다. 그 이유는 확실하지 않지만 분명 관계가 있다"고 설명했다. 그는 "이론상, 그 리듬을 개선할 수 있다면 AB42의 청소를 늘릴 수 있고 뇌 손상도 예방할 수 있을 것"이라고 결론지었다.
연구는 《플로스 유전학》에 실렸다. 원제는 'Circadian control of heparan sulfate levels times phagocytosis of amyloid beta aggregates'.
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