우울증은 누구나 한 번쯤 걸릴 수 있지만, 결코 쉽게 생각하고 넘어가서는 안 될 질환이다. 우울증을 앓고 있는 사람들은 “왜 나한테 안 좋은 일만 일어날까”라고 생각하는 경우가 많다. 뇌신경 과학자들이 실제로 우울증 환자들에게만 안 좋은 일이 일어나는 이유를 동물 실험으로 밝혀냈다. 캐나다 브리티시 컬럼비아대 의대, 심리학과 연구팀은 우울증은 불쾌한 상황이나 사건을 피하는 법을 학습하는 것을 어렵게 만든다고 밝혔다. 우울 증상이 다양하고 심한 사람일수록, 안 좋은 일을 능동적으로 회피하는 법을 학습하기가 쉽지 않다는 말이다. 이 연구 결과는 신경학 분야 국제 학술지 ‘신경과학 저널’ 9월 2일 자에 실렸다. 우울증은 사람들이 보상을 추구하는 방식에 변화를 일으킨다는 사실은 잘 알려져 있다. 그렇지만, 보상이 없고 불쾌한 사건을 피하는 방법을 학습하는 데는 어떤 영향을 미치는지에 관한 연구는 많지 않다. 이에 연구팀은 생쥐를 이용해 우울증이 문제 상황을 회피하는 데 어떤 영향을 미치는지 실험했다. 연구팀은 생쥐 465마리에게 경도부터 중증 우울증을 일으킨 뒤, 신경을 거스르게 하는 소리(혐오 청각 신호)를 들려주는 동시에 이를 피할 수 있는 방법을 학습시켰다. 앞으로 들려주는 소리를 미리 알려주는 시각 신호(사진, 그림 등 이미지)를 보여주고 소리가 들리지 않는 곳으로 피할 수 있게 한 것이다. 연구 결과, 우울 증상이 심한 생쥐들은 경도 우울증을 앓는 생쥐보다 혐오 청각 신호를 회피하는 방법을 배우는 데 어려움을 겪는다는 사실을 발견했다. 중증 우울증 생쥐는 과제 학습 시간은 더 걸리지만, 일단 학습하고 나면 회피 능력은 경도 우울증 생쥐나 일반 생쥐와 비슷한 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 우울증은 뇌의 보상 시스템에 영향을 미치고, 이에 따라 학습 의지가 저하됨에 따라 학습 능력도 떨어지는 것으로 봤다. 연구를 이끈 레베카 토드 교수(인지 신경과학)는 “우울증 환자는 문제 상황에 맞닥뜨렸을 때 다양한 측면을 고려하지 않고 결론 내릴 가능성이 크다는 점을 이번 연구는 보여준다”며 “우울증 메커니즘을 더 잘 이해할 수 있게 해줄 뿐만 아니라 학습 능력 향상을 통해 우울증 완화 가능성도 엿볼 수 있다”고 말했다.

고(古)세균(Archaea)은 세포핵이 없는 단세포 생물로 원핵생물의 한 부류이지만, 세균과 다르다. 독특한 것은 세균을 비롯한 생물종이 살기 힘든 곳에서도 번식한다는 점이다. 고세균은 서식지나 특징에 따라 구분하는데 메탄생성균, 극호염성균, 호열성균, 초고온성균으로 분류된다. 이렇게 뜨거운 온천이나 소금 평원 같은 극한 환경에서도 번성하는 고세균은 다양한 환경에서 세균(bacterium)과 함께 번식한다. 최근 이들 고세균이 항생제 내성을 가진 세균을 사멸시키는 성분을 발견해 주목받고 있다는 연구 결과가 2편의 논문으로 발표돼 눈길을 끈다. 우선 미국 펜실베이니아대 의대 중개의학 및 치료 연구소, 생물공학·화학·생분자공학과, 화학과, 전산과학과 공동 연구팀은 고세균 233종의 전체 아미노산 서열을 분석한 결과, 큰 단백질이 분해될 때 생성되는 단백질 조각인 암호회된 펩타이드 1만 2600개 이상을 발견했다고 23일 밝혔다. 이는 고세균이 세균과 번식 경쟁하는 과정에서 항생 물질을 생성했을 가능성을 보여준다고 연구팀은 설명했다. 이 연구는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 미생물학’ 8월 12일 자에 실렸다. 연구팀은 인공지능 알고리즘을 이용해 고세균 전체 단백질의 완전한 아미노산 서열인 프로테옴을 분석했다. 그 결과, 항균 특성을 가진 암호화된 펩타이드를 찾아냈고, 여기에는 항균 활성이 있다는 사실을 확인했다. 이를 기반으로 펩타이드 80종을 합성해 시험관 실험한 결과, 황색포도상구균, 폐렴간균 같은 각종 질병을 일으키는 병원균에 대해 항균 효과가 있다는 것을 발견했다. 연구팀은 합성 펩타이드 대부분은 세균 내부의 세포질 막을 탈분극시켜 세균을 사멸시킨다고 설명했다. 이는 기존 항균 물질이 세균의 세포 외막에 구멍을 뚫어 파괴하는 방식과 차이를 보였다. 연구팀은 생쥐를 대상으로 실험했는데 ‘아케아신-73’이라는 펩타이드가 치명적인 상처 감염 세균의 양을 ‘최후의 항생제’라고 불리는 폴리믹신 B만큼이나 감소시킨다는 사실도 확인했다. 한편, 영국 런던 의학 연구위원회, 임페리얼 칼리지 런던(ICL) 의대 감염학과, 임상과학 연구소, 박테리아 저항 생물학 연구센터, 옥스퍼드대 생화학과, 케임브리지대 유전학과 공동 연구팀도 고세균에서 항균 물질을 발견했다는 연구 결과를 생명과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 8월 14일 자에 발표했다. 연구팀은 3700종 이상의 고세균 중에서 5% 정도가 세균을 공격할 수 있는 가수분해효소인 펩티도글리칸 분해 효소를 가진 것으로 확인했다. 단백질 구조 분석을 통해 일부 고세균은 이 단백질을 세균에 전달하기 위한 ‘주사기 모양의 분자 주입기’를 갖고 있다는 것을 발견했다. 연구팀은 실험실 연구에서 고세균이 세균과 접촉했을 때 가수분해효소를 분비해 세균의 펩티도글리칸을 파괴해 세균을 사멸했다. 두 연구팀은 “수백 종의 고세균이 독특한 화학적 방어 메커니즘을 진화시켰을 가능성이 있다”며 “그중 일부는 사람을 병들게 하거나 기존 항생제에 내성을 가진 세균을 사멸시키는 역할을 하는 것으로 보이며, 아직 치료제로 쓸 수 있는 상태는 아니지만 분명히 관련 물질이나 메커니즘을 이용해 항생제 후보물질을 만들 수 있을 것”이라고 말했다.

│UC어바인 연구진, 니코틴아미드·EGCG가 뇌세포 에너지 대사·단백질 제거 기능 개선│자가포식 되살려 아밀로이드 축적 줄여…“비약물 치료 새 가능성” 녹차와 같이 인기 있는 뜨거운 음료 속 천연 성분이 노화한 뇌세포의 ‘자가포식’ 기능을 회복시켜 알츠하이머 예방에 도움을 줄 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 자가포식은 세포가 불필요한 단백질이나 손상된 성분을 스스로 분해·제거하는 일종의 청소 시스템으로 뇌 건강 유지에 핵심 역할을 한다. 20일(현지시간) 미국 심리학·신경과학 전문 매체 사이포스트(PsyPost)는 캘리포니아대 어바인 캠퍼스(UC어바인) 연구진의 최신 논문을 보도했다. UC어바인 연구진은 국제학술지 저로사이언스(GeroScience) 8월 6일 자 논문에서 비타민 B3 유도체인 니코틴아미드(nicotinamide)와 녹차 속 항산화 물질 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG)가 뇌세포의 에너지 대사와 단백질 제거 기능을 동시에 개선하는 효과를 보였다고 밝혔다. 연구 배경: 뇌세포 에너지 고갈과 알츠하이머 진행연구진은 알츠하이머병의 대표적 병리 현상인 아밀로이드 베타 단백질의 비정상적 축적보다 노화 과정에서 일어나는 에너지 대사 저하와 자가포식 기능 약화에 주목했다. 특히 세포 내 에너지 분자인 구아노신 삼인산(GTP) 감소가 핵심 원인이라는 점을 강조했다. GTP는 세포 내 미토콘드리아에서 생성되며 자가포식 과정을 유지하는 데 필요한 연료다. 연구진은 노화한 신경세포에서 GTP가 줄어들면 손상된 단백질이 축적하고 세포 기능 저하가 가속화된다고 설명했다. 실험 설계와 주요 발견 연구진은 알츠하이머 증상을 보이는 노령 생쥐의 신경세포에 니코틴아미드와 EGCG를 투여했다. 24시간 뒤 형광 추적 기법으로 GTP 수준을 관찰한 결과, 수치가 젊은 세포와 비슷한 수준으로 회복됐다. 연구진은 동시에 자가포식 기능이 다시 활성화되면서 손상된 단백질과 아밀로이드 베타 축적이 줄었고 세포 내 산화 스트레스도 완화됐다고 보고했다. 연구진은 두 성분이 세포의 에너지 대사를 회복시키고 이를 통해 청소 시스템을 정상화해 알츠하이머의 주요 특징인 단백질 축적을 줄이는 연쇄적 변화를 이끌어냈다고 강조했다. 학술적 의의: ‘비약물적 접근’ 가능성 연구진은 이번 결과가 뇌세포 노화의 핵심 원인이 단백질 축적이 아니라 에너지 대사 결핍과 자가포식 기능 상실이라는 점을 보여줬다고 평가했다. 연구 책임자인 그레고리 브루어 박사는 “나이가 들면 뇌의 에너지 수준이 떨어져 세포 청소 기능이 약화한다”며 “에너지를 보충하면 신경세포가 스스로 회복 능력을 되찾는다”고 설명했다. 그는 또 “니코틴아미드와 EGCG처럼 이미 건강보조제로 시판되는 성분을 활용한다면 알츠하이머와 노화성 인지 저하 치료에 새로운 비약물적 접근을 제시할 수 있다”고 강조했다. 한계와 향후 과제연구진은 니코틴아미드가 경구 섭취 시 혈류에서 쉽게 비활성화된다는 기존 연구 결과를 언급했다. 이어 실제 치료제로 활용되려면 투여 방식의 최적화와 장기적인 안정성 검증이 필요하다고 밝혔다. 또한 동물 실험을 넘어 사람을 대상으로 하는 임상시험을 통해 효과와 안전성을 입증해야 한다는 점도 강조했다.

│UC어바인 연구진, 니코틴아미드·EGCG가 뇌세포 에너지 대사·단백질 제거 기능 개선│자가포식 되살려 아밀로이드 축적 줄여…“비약물 치료 새 가능성” 녹차와 같이 인기 있는 뜨거운 음료 속 천연 성분이 노화한 뇌세포의 ‘자가포식’ 기능을 회복시켜 알츠하이머 예방에 도움을 줄 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 자가포식은 세포가 불필요한 단백질이나 손상된 성분을 스스로 분해·제거하는 일종의 청소 시스템으로 뇌 건강 유지에 핵심 역할을 한다. 20일(현지시간) 미국 심리학·신경과학 전문 매체 사이포스트(PsyPost)는 캘리포니아대 어바인 캠퍼스(UC어바인) 연구진의 최신 논문을 보도했다. UC어바인 연구진은 국제학술지 저로사이언스(GeroScience) 8월 6일 자 논문에서 비타민 B3 유도체인 니코틴아미드(니코틴아마이드·nicotinamide)와 녹차 속 항산화 물질 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG)가 뇌세포의 에너지 대사와 단백질 제거 기능을 동시에 개선하는 효과를 보였다고 밝혔다. 연구 배경: 뇌세포 에너지 고갈과 알츠하이머 진행연구진은 알츠하이머병의 대표적 병리 현상인 아밀로이드 베타 단백질의 비정상적 축적보다 노화 과정에서 일어나는 에너지 대사 저하와 자가포식 기능 약화에 주목했다. 특히 세포 내 에너지 분자인 구아노신삼인산(GTP) 감소가 핵심 원인이라는 점을 강조했다. GTP는 세포 내 미토콘드리아에서 생성되며 자가포식 과정을 유지하는 데 필요한 연료다. 연구진은 노화한 신경세포에서 GTP가 줄어들면 손상된 단백질이 축적하고 세포 기능 저하가 가속화된다고 설명했다. 실험 설계와 주요 발견 연구진은 알츠하이머 증상을 보이는 노령 생쥐의 신경세포에 니코틴아미드와 EGCG를 투여했다. 24시간 뒤 형광 추적 기법으로 GTP 수준을 관찰한 결과, 수치가 젊은 세포와 비슷한 수준으로 회복됐다. 연구진은 동시에 자가포식 기능이 다시 활성화되면서 손상된 단백질과 아밀로이드 베타 축적이 줄었고 세포 내 산화 스트레스도 완화됐다고 보고했다. 연구진은 두 성분이 세포의 에너지 대사를 회복시키고 이를 통해 청소 시스템을 정상화해 알츠하이머의 주요 특징인 단백질 축적을 줄이는 연쇄적 변화를 이끌어냈다고 강조했다. 학술적 의의: ‘비약물적 접근’ 가능성 연구진은 이번 결과가 뇌세포 노화의 핵심 원인이 단백질 축적이 아니라 에너지 대사 결핍과 자가포식 기능 상실이라는 점을 보여줬다고 평가했다. 연구 책임자인 그레고리 브루어 박사는 “나이가 들면 뇌의 에너지 수준이 떨어져 세포 청소 기능이 약화한다”며 “에너지를 보충하면 신경세포가 스스로 회복 능력을 되찾는다”고 설명했다. 그는 또 “니코틴아미드와 EGCG처럼 이미 건강보조제로 시판되는 성분을 활용한다면 알츠하이머와 노화성 인지 저하 치료에 새로운 비약물적 접근을 제시할 수 있다”고 강조했다. 한계와 향후 과제연구진은 니코틴아미드가 경구 섭취 시 혈류에서 쉽게 비활성화된다는 기존 연구 결과를 언급했다. 이어 실제 치료제로 활용되려면 투여 방식의 최적화와 장기적인 안정성 검증이 필요하다고 밝혔다. 또한 동물 실험을 넘어 사람을 대상으로 하는 임상시험을 통해 효과와 안전성을 입증해야 한다는 점도 강조했다.

이차전지 배터리로 자주 쓰이는 리튬(Li)이 알츠하이머병 예방 및 치료제의 후보로 급부상할 수 있다는 해외 연구 결과가 나왔다. 브루스 얀크너 하버드 의과대학 신경학 교수 연구팀은 7년간의 연구 끝에 최근 리튬 금속 손실이 알츠하이머병 발병과 관련이 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 6일(현지시간) 국제 학술지 네이처(nature)에 실렸다. 연구진은 생쥐 실험을 통해 리튬이 부족하면 인지 기능이 약해진다는 점을 알아냈다. 건강한 쥐에게 리튬 함량을 92%까지 줄인 식단을 제공하자 뇌 속 리튬 수치가 낮아지면서 시냅스가 망가지고 기억력도 감퇴한 것이다. 이들 쥐에게 다시 리튬 오로테이트를 투여했더니 기억력이 생후 6개월의 젊은 쥐 수준으로 회복됐다. 리튬 오로테이트는 리튬과 오로트산의 화합물로, 리튬 이온이 세포로 더 잘 스며들도록 돕는다. 리튬은 뇌의 신경세포 간 소통을 원활하게 유지하는 역할을 한다. 이와 함께 세포 찌꺼기를 제거하는 면역세포인 미세아교세포의 활동도 돕는데, 리튬이 부족해지면 이 세포가 제 역할을 하지 못하게 된다. 또 리튬이 부족해지면 알츠하이머병 환자에게서 자주 발견되는 ‘아밀로이드-베타’ 플라크(조각) 형성이 빨라진다. 아밀로이드-베타 플라크는 다시 리튬을 가두어 뇌 기능을 저해하는 악순환을 초래한다. 리튬 손실은 아밀로이드-베타 플라크와 타우 단백질의 엉김도 촉진한다. 이렇게 생긴 덩어리는 신경세포 사이 소통을 방해해 알츠하이머병을 유발하게 된다. 연구진은 이번 연구를 통해 리튬 오로테이트가 쥐의 아밀로이드-베타 플라크와 타우 단백질의 엉김도 억제할 수 있다는 점을 확인했다. 미세아교세포 역시 리튬 오로테이트를 투여하자 아밀로이드-베타 플라크를 훨씬 더 효과적으로 제거했다. 리튬 농도와 인지 기능 간 연관성은 사람을 대상으로 한 비교에서도 드러났다. 연구진은 ▲건강한 사람 ▲초기 인지장애 환자 ▲중증 알츠하이머병 환자 등 노인 세 그룹의 뇌와 혈액에서 금속을 측정했다. 그 결과 초기 인지 장애 환자와 중증 알치하이머병 환자에게서 분석된 27종의 금속 중 리튬 수치만 유의미하게 적었다. 리튬이 알츠하이머병 치료제나 노화 방지 약물로서 잠재력을 지니고 있다는 연구 결과는 이전에도 있었다. 하지만 이번 연구는 리튬이 뇌세포에 수행하는 구체적인 역할, 노년기 리튬 결핍이 노화에 미치는 영향 등을 설명한 첫 사례라는 점에서 의미가 깊다. 체내 리튬 농도를 측정해 알츠하이머병 발병 전부터 위험 요인을 파악할 수 있다는 점도 이번 연구의 성과다. 리튬 오로테이트는 상대적으로 매우 저렴하다는 장점이 있어 현재보다 더 싼 치료제를 개발할 수 있을 거라는 기대감이 커지고 있다. 다만 얀크너 교수는 “리튬이 아직 인간 대상 치료제로 검증되지 않았다”면서 추가 검증 전까지는 리튬 복용을 권장하지는 않겠다고 말했다.

파인애플, 무화과, 키위 등에 풍부한 소화효소 브로멜라인(Bromelain)을 섭취하면 지방분해효소인 리파아제(lipase)가 증가한다는 연구 결과가 나왔다. 튀르키예 에르지예스대 오마르 살라 아흐메드 박사와 이라크 안바르대 나지브 무함마드 후세인 박사팀이 생쥐를 대상으로 실험한 결과, 고지방 식단과 브로멜라인을 함께 먹은 쥐들은 고지방 식단만 먹은 그룹에 비해 체중이 적게 증가했다. 또 브로멜라인은 지방 과다 섭취로 인한 간·콩팥 기능 저하, 이상지질혈증 등 대사장애 개선에 효과적이었다. 해당 연구 결과는 지난 6월 국제학술지 ‘식품 품질 저널(Journal of Food Quality)’에 게재됐다. 연구팀은 생쥐 25마리를 5개 그룹으로 나눠 식단 실험을 진행했다. 그 결과 고지방 식단만 먹은 쥐들은 체중이 급격히 증가하고 간·콩팥 기능 저하를 나타내는 간 효소, 요소질소, 크레아티닌 수치가 현저히 높아졌다. 또 LDL 콜레스테롤, 중성지방 수치가 증가해 이상지질혈증이 나타났다. 반면 고지방 식단과 브로멜라인을 함께 먹은 쥐들은 체중 증가율이 절반 이하로 낮아졌다. 특히 리파아제 유전자의 발현량은 약 428배 증가했으며 혈중 지방 수치와 크레아티닌, 요소질소 수치가 눈에 띄게 개선됐다. 고단백 식단과 브로멜라인을 함께 먹은 경우에도 고단백 식단만 섭취한 그룹보다 크레아티닌과 요소질소 수치가 낮게 나타났다. 다만 이 경우 리파아제 유전자 발현 역시 유의미하게 감소했다. 연구팀은 “과일의 천연 효소인 브로멜라인이 고지방 섭취에 따른 염증반응, 조직손상, 대사저하를 억제하는 것으로 나타났다”며 “고지방 식단과 브로멜라인을 함께 섭취한 그룹에서는 조직 손상이 거의 없거나 정상에 가까웠다”라고 밝혔다. 파인애플은 100g당 약 13mg의 브로멜라인을 함유하고 있으며 특히 줄기 부분에 많다. 브로멜라인은 열에 의해 파괴되기 때문에 파인애플은 통조림보다 생으로 섭취하는 것이 좋다. 브로멜라인뿐만 아니라 비타민C가 풍부한 파인애플은 활성산소를 제거해 노화를 늦추고 면역체계 강화에 도움이 된다. 다만 산도가 높아 과다 섭취할 경우 위장에 부담이 될 수 있으므로 주의해야 한다.

여름 휴가지로 유명한 싱가포르나 태국, 베트남 등 동남아 지역은 고온다습한 아열대 기후대에 속한다. 최근 낮 기온이 37도에 육박하며, 체감 기온은 그보다 더 높고 밤에도 25도 이하로 기온이 떨어지지 않는 열대야가 계속되고 있어, 아열대 지역을 방불케 한다. 이 때문에 멀리 여행 가지 않고도 동남아 날씨를 느낄 수 있다는 우스갯소리까지 나오고 있다. 무더위에 온몸이 녹아내리는 느낌에, 밤에는 잠을 제대로 이룰 수 없는 상황이 이어지면 생체 시계에 문제가 생기는 것 아닐까 하는 생각이 들기도 한다. 그렇지만, 생체 시계는 24시간 주기로 고장 없이 잘 작동한다. 어떤 원리일까. 일본 이화학연구소(RIKEN) 초학제 이론 및 수리과학 연구센터(iTHEMS), 교토대 유카와 이론물리학 연구소, 카브리 우주 물리·수학 연구소 공동 연구팀은 물리학과 수학을 이용해 생체 시계가 급격한 기온 변화에도 불구하고 일정하게 24시간 주기를 유지하는 이유를 찾아냈다고 30일 밝혔다. 이 연구의 제1 저자인 신조 기보 박사는 현재 국내 대표적인 수리 생물학자 김재경 카이스트 교수가 이끄는 기초과학연구원(IBS) 의·생명 수학그룹에서 연구하고 있다. 이 연구 결과는 수리 생물학 분야 국제 학술지 ‘플로스 계산 생물학’(PLOS Computational Biology) 7월 22일 자에 실렸다. 많은 화학 반응은 온도가 올라가면 속도가 빨라지는 것을 보면, 여름철 야외의 폭염과 에어컨이 작동하는 실내 공간을 오가는 상황처럼 연중 기온 변화 속에서 인체가 어떻게 24시간 주기를 유지하는지는 수수께끼로 남아있다. 생체 시계는 단백질 생성을 코딩하는 mRNA의 주기적 패턴에 의해 작동하며, 이는 특정 유전자가 규칙적으로 켜지고 꺼지는 것을 반복함으로써 발생한다. 진자의 움직임을 수학적으로 시간 변화에 따른 사인파(부드럽게 오르내리는 반복적 패턴)로 표현할 수 있는 것처럼, mRNA 생성과 감소 리듬도 마찬가지로 설명될 수 있다. 이에 연구팀은 mRNA 수준에서 규칙적인 상승과 하강을 설명하기 위해 물리학을 활용해 mRNA 변화 동역학을 모형화했다. 이에 따르면, 더 높은 온도에서 mRNA 수준은 더 빨리 상승하고 천천히 감소하지만, 한 주기의 지속 시간은 일정하다는 것을 보여주고, 고온에서는 비대칭적이고 왜곡된 파형으로 표현됐다. 연구팀은 높은 기온에서 유전자 활동 리듬의 형태가 미묘하게 변하는 ‘파형 왜곡’ 현상을 통해 생체 주기의 안정성이 유지된다고 설명했다. 연구팀은 이 모델이 실제 생물체에서 작동하는지 확인하기 위해 초파리와 생쥐로 실험했다. 그 결과, 더 높은 기온에서 동물들의 생체 주기는 예측된 파형 왜곡이 발견됐다. 이런 파형 왜곡이 생체 시계의 온도 보상에서 핵심이고, 각 주기에서 mRNA 수준 감소가 느려지는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 구로사와 겐 박사는 “이번 연구 결과는 파형 왜곡이 생체 시계가 기온 변화에도 불구하고 정확하게 동기화된 상태를 유지하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다”며 “생체 시계 유전자의 파형 왜곡 정도는 수면 장애, 시차 적응, 노화가 우리 내부 생체 시계에 미치는 영향을 더 잘 이해할 수 있게 하는 바이오 마커”라고 설명했다.

요즘 공중파 방송은 물론 OTT 프로그램, 쇼츠 할 것 없이 가장 많이 눈에 띄는 콘텐츠는 다름 아닌 ‘음식’에 관한 것이다. ‘먹방’(먹는 방송) 전성시대라고 해도 과언이 아니다. 그러다 보니, ‘음식 포르노’라는 비판까지 나오고 있다. 저녁 식사를 마치고 시간이 한참 지난 뒤 먹방을 보고 있노라면, 자기도 모르게 라면을 끓이거나, 치킨을 주문한 경험은 누구나 한 번쯤 있었을 것이다. 이런 상황에서 미국 베일러 의대, 텍사스 아동병원, 뉴욕주립대 의대 공동 연구팀은 다른 사람들이 음식을 맛있게 먹는 모습을 보면 배고픔이 없더라도 과식으로 이어지기 쉽다고 17일 밝혔다. 이 연구 결과는 지난 12~15일 미국 샌프란시스코에서 열린 내분비학회 연례 콘퍼런스 ‘ENDO 2025’에서 발표됐다. 연구팀은 생쥐 14마리를 두 집단으로 나눠, 한쪽은 실험 전날 밤에 음식을 주지 않고, 다른 쪽은 정상적으로 식사를 하도록 했다. 생쥐들은 유전적 정보와 부모 정보에 따라 짝지어졌으며, 두 집단은 물리적 접촉 없이 서로를 바라볼 수 있는 근접 공간에 별도로 배치했다. 연구팀은 일반 사료, 고지방식, 설탕물을 사용해 실험 기간 생쥐가 먹은 음식의 양을 시간 단위로 측정했다. 또 연구팀은 생쥐들에게 실험 15분 전에 9% 식염수 0.1㎖, D1 도파민 수용체(DRD1) 억제제, D2 도파민 수용체(DRD2) 억제제를 주사한 뒤 음식 섭취량을 조사했다. 연구 결과, 실험 전 사료를 먹어 배가 부른 상태의 생쥐는 금식한 동료가 밥을 먹는 모습을 관찰하면 일반 사료나 고지방식은 먹지 않았지만, 설탕물을 계속 섭취하는 것이 관찰됐다. 두 번째 실험에서 식염수 주사를 맞은 생쥐들은 마찬가지로 동료가 식사하는 모습을 보면서 설탕물을 계속 섭취했지만, 도파민 수용체 억제제 주사를 맞은 생쥐들은 다른 개체가 음식을 먹는 모습을 보고도 섭식 행동을 하지 않았다. 이에 대해 연구팀은 동물들이 다른 개체가 음식을 먹는 모습을 단순히 보는 것만으로도 과식을 유발할 수 있으며, 이는 먹는 모습을 보는 것으로 도파민 신호전달 네트워크가 자극되기 때문이라고 설명했다. 연구를 이끈 용 수 베일러 의대 교수(아동 영양학)는 “미디어와 사회적 환경에서 유발되는 이런 유형의 행동은 음식이 풍부하고 먹방이나 음식 관련 소셜 미디어가 흔한 오늘날 세상에서 매우 관련이 깊다”며 “이런 패턴을 인식하는 것이 비만의 주요 요인인 과식을 더 의식적으로 관리하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

경북대는 수의학과 진희경·의학과 배재성 교수팀이 알츠하이머 초기 증상인 후각 장애와 뇌실확장이 혈액 인자 ‘S1P(스핑고신-1-포스페이트)’와 관련이 있다는 사실을 밝혀냈다고 14일 밝혔다. 알츠하이머 초기 증상이 S1P 감소 때문이라는 것을 실험적으로 증명한 것은 이번이 처음이다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications)에 실렸다. S1P는 혈액 속 지질로, 고밀도지단백(HDL)과 결합한 형태로 뇌로 이동해 신경세포 생성과 뇌 구조 유지를 돕는 역할을 한다. 경북대 연구팀은 혈중 S1P 수치를 인위적으로 낮춘 생쥐 모델에서 알츠하이머 초기 증상처럼 후각 반응이 둔해지고, 뇌실이 비정상적으로 확장되는 것을 관찰했다. 같은 결과가 알츠하이머 초기 환자 혈액 분석에서 확인됐다. 환자들의 S1P 수치는 정상군에 비해 낮았고, 수치가 낮을수록 후각 인식 능력이 떨어지고 뇌실 크기는 증가했다고 연구팀은 설명했다. 또 S1P를 포함한 혈장을 생쥐 모델에 정맥 주사하면 신경줄기세포 수가 회복하고 후각 행동이 개선됐고, 뇌실 확장도 억제되는 효과를 확인했다. 진 교수팀 관계자는 “이번 연구가 향후 알츠하이머 조기 진단과 치료법 개발에 이바지할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

아미노산의 일종인 ‘베타인’을 먹기만 해도 운동한 것 같은 효과가 나타난다는 연구 결과가 나왔다. 리우 광후이 중국과학원 동물학연구소 교수 연구팀은 베타인을 섭취한 쥐의 근력이 섭취하지 않은 쥐보다 세다는 것을 발견했다. 해당 연구는 지난 25일 국제학술지 ‘셀(CELL)’에 게재됐다. 연구팀은 운동 전후 사람의 몸에 어떤 변화가 일어나는지 살피기 위해 건강한 청년 13명을 모집해 45일간 운동을 멈추게 하고 이후 25일간은 매일 또는 이틀에 한 번씩 5km를 달리게 했다. 운동 전후로 실험 참여자들의 혈액과 대변을 비교한 결과 면역세포, 지질대사, 장내 미생물군 등에서 변화가 생겼으며 특히 체내 베타인 수치가 운동 후 크게 높아졌다. 운동이 신장에서 베타인 생성을 촉진하는 것을 발견한 연구팀은 베타인을 인위적으로 섭취해도 건강상 이점이 나타나는지 확인하기 위해 늙은 쥐에게 베타인이 첨가된 물을 마시도록 했다. 그 결과 베타인을 섭취한 쥐는 섭취하지 않은 쥐보다 근력이 세졌다. 베타인을 섭취한 생쥐는 돌아가는 쳇바퀴에 매달려 있는 시간이 늘어났고 악력 역시 증가했다. 또 베타인은 세포 노화를 촉진하는 것으로 알려진 단백질 TBK1(TANK-binding kinase 1)을 억제해 염증·노화 현상을 늦췄다. 다만 베타인 섭취가 사람에게도 유사한 효과를 일으키는지는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 “베타인이 쥐에게 효과가 있었다고 해서 인간이 베타인 보충제를 복용해야 한다는 의미는 아니다”라며 “베타인의 안전성과 효과를 살피는 임상 연구가 필요하다”라고 말했다. 베타인은 아미노산의 한 종류로 섭취 시 혈관을 확장하고 간 기능을 돕는 영양소로 알려져 있다. 또 피부 진정과 보습에 뛰어나 화장품에 많이 활용되고 있다. 베타인은 비트, 시금치, 구기자, 사탕수수, 퀴노아, 조개류 등에 많이 포함되어 있으며 베타인의 전구체인 콜린을 먹으면 체내에서 베타인이 합성되기도 한다. 콜린은 닭, 달걀, 돼지고기, 콩에 풍부하다. 단백질 파우더 등 보충제로도 베타인을 섭취할 수 있지만 베타인을 과잉 섭취할 경우 속 쓰림, 메스꺼움, 복부 팽만감 등의 부작용이 생겨 주의가 필요하다. 베타인의 하루 권장 섭취량은 2~2.5g 정도이다.

2개의 정자만으로 탄생한 쥐가 성체로 성장해 자연적 번식에 성공했다. 23일(현지시간) 과학 저널 ‘뉴 사이언티스트(New Scientist)’에 따르면 중국 상하이 교통대학교 웨이 얀창 교수가 이끄는 연구진은 세계 최초로 두 수컷 생쥐의 유전자로만 만들어진 생쥐가 자라서 새끼를 낳았다고 이날 밝혔다. 연구진은 핵을 제거해 유전자를 없앤 암컷 생쥐의 난자에 정자 두 개를 넣어 수정란을 만들었다. 단순히 정자를 섞는 것만으로는 수정란이 제대로 자랄 수 없었다. 연구진은 ‘에피게놈 편집’이라는 기술로 정자에 담긴 유전자의 7개 지점을 조절했다. 유전자 자체를 바꾸지 않고, 유전자의 켜짐·꺼짐 상태를 조절한 것이다. 이렇게 태어나게 되는 쥐는 아빠 둘에게서 반반씩 유전자를 물려받게 되며 모두 수컷이 된다. 연구진이 정자로만 만든 259개의 배아를 대리모 암컷에 이식한 결과 단 두 마리의 수컷 쥐만 생존해 성체로 자랐고, 다른 암컷과 짝짓기를 해서 건강한 새끼를 낳았다. 외형, 무게, 성장 속도 등 모든 면에서 정상이었다. 두 마리의 아빠를 가진 쥐를 만드는 것은 두 마리의 엄마를 가진 쥐를 만드는 것보다 훨씬 어려웠다. 앞서 지난 2004년에는 일본 연구진에 의해 아빠 없이 두 엄마만을 가진 쥐 ‘카구야’가 탄생한 바 있다. 하지만 일본 연구진이 발생 단계가 다른 두 난자를 이용했다는 점에서 정자 없이 난자만으로 자손을 낳는 진정한 단성 생식은 아니었다. 이후 웨이 교수 연구진은 2022년 생쥐의 난자에 있는 특정 유전자를 교정해 단성 생식으로 정상 자손을 태어나게 하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구진은 DNA의 유전 정보를 바꾸지 않고 유전자의 발현만 조절해 아버지 없는 쥐를 만드는 데 성공했다. 올해 1월에는 같은 방식으로 두 마리의 수컷 부모를 둔 성체 생쥐를 만든 데 이어 이번에 생식까지 성공시킨 것이다. 동성 생식세포만으로 새끼를 얻는 연구는 동물의 수정과 발생 과정을 연구하는 데 도움을 줄 수 있고 이는 불임 치료에도 유용한 정보를 제공할 수 있다. ‘이론적으로는’ 동성 커플이 자신들의 유전자를 가진 아이를 가질 수 있다. 하지만 동물 실험에서도 성공률은 매우 낮았고 유전적 변화의 영향이 완전히 이해되지 않았기 때문에 사람에게는 적용할 수 없다고 연구진은 전했다. 영국 세인즈버리 웰컴 센터의 크리스토프 갈리셰는 “동성 부모로부터 자손을 얻는 이 연구는 유망하지만 필요한 난자 수와 대리모 수, 그리고 낮은 성공률 때문에 인간에게 적용하는 것은 불가능하다”고 말했다. 유니버시티 칼리지 런던의 헬렌 오닐은 그럼에도 “이 연구는 유전체 각인이 포유류의 단부모 생식에 대한 주요 장벽임을 확인하고, 이를 극복할 수 있음을 보여준다”며 중요한 진전이라고 전했다. 이번 연구 결과는 이날 국제 학술지 미 국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다.

나이가 들면 근육과 뼈가 점점 약해지면서 움직임도 느려지고 반응속도도 늦어진다. 시간이 지나면서 근육과 뼈가 약해지는 것은 자연스러운 노화의 과정이지만 건강한 노년과 요즘 유행하는 저속 노화를 위해서는 규칙적인 운동이 필수적이다. 운동의 어떤 면이 노화를 늦춰 주는 것일까. 한국생명공학연구원 노화융합연구단, 전남대 의대 공동 연구팀은 운동 효과를 뒷받침하는 특정 단백질을 발견하고, 이 단백질이 근골격계 노화를 억제하는 메커니즘을 확인했다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 사람의 근육은 운동하면 마이오카인이라는 다양한 물질을 분비하는데, 이 마이오카인들이 혈액을 타고 온몸을 돌며 건강을 유지하고 노화 억제에 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 최근에는 마이오카인 분비를 늘리는 운동이 특정 질환 예방과 치료에도 효과적이라는 연구 결과들이 나오면서 마이오카인의 기능을 규명하거나 새로운 마이오카인 물질을 찾으려는 시도가 꾸준히 진행되고 있다. 연구팀은 젊은 사람과 나이 든 사람을 상대로 운동을 시킨 뒤 근육 전사체 분석을 통해 혈액 속에서 ‘CLCF1’이라는 단백질을 찾아냈다. 젊은 사람은 한 번의 운동만으로도 CLCF1 단백질이 눈에 띄게 증가하지만, 나이가 들수록 운동을 12주 이상 꾸준히 운동해야 CLCF1 단백질이 증가하는 것이 관찰됐다. 그다음, 연구팀은 나이 든 생쥐에게 CLCF1를 주사하자 운동 능력, 포도당 대사 능력, 근육량, 뼈 밀도가 높아지는 것이 관찰됐다. CLCF1를 과발현시켜 혈중 농도를 지속해 높이면 근육과 뼈의 기능이 젊은 생쥐에 가깝게 개선되는 것이 확인됐다. 반면 CLCF1을 억제하면 운동을 꾸준히 해도 효과가 나타나지 않는 것을 발견했다. 세포 실험 결과, CLCF1은 근육세포에서 미토콘드리아 기능을 활성화하고, 뼈세포에서는 뼈를 파괴하는 파골세포의 생성을 억제하고, 뼈를 생성하는 조골세포의 분화를 촉진하는 것으로 조사됐다. 나이가 들수록 근골격계 노화가 발생하고 젊었을 때와 비슷한 효과를 내기 위해서는 꾸준히 운동해야 하는 이유가 다름 아닌 몸속 특정 단백질 때문이라는 것을 과학적으로 밝혀낸 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 양용열 생명공학연 박사는 “이번 연구는 나이가 들면 젊었을 때만큼 운동 효과가 즉각적으로 드러나지는 않지만 건강한 노화를 위해 왜 꾸준히 운동해야 하는지를 알려준다”며 “노인 질환으로 알려진 근감소증, 골다공증 치료에 새로운 방법을 찾는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

식사에 앞서 음식의 냄새를 맡는 행동으로 포만감을 유발할 수 있다는 해외 연구 결과가 나왔다. 11일(현지시각) 독일 쾰른대 소속 소피 스테쿨로럼 교수팀은 국제 학술지 네이처(Nature)에 연구 논문을 싣고 이같이 밝혔다. 연구진은 우리 몸이 음식에 관한 정보를 통합하는 방식과 음식을 섭취하는 행동 사이의 연관성을 분석했다. 특히 음식의 냄새가 음식 섭취에 미치는 영향을 살피는 게 이번 연구의 핵심이었다. 연구진은 태어난 지 8~16주가 지난 수컷 생쥐를 대상으로 실험을 벌였다. 우선 음식 냄새에 노출된 환경과 그렇지 않은 환경을 조성하기 위해 쥐를 두 집단으로 편성하고, 이 중 한 집단에는 코에 황산아연을 주입해 후각을 잃도록 유도했다. 이어 쥐들에게 음식 냄새를 맡도록 한 뒤 뇌의 활성 상태 변화를 분석했다. 분석 결과 식전에 음식 냄새를 맡은 쥐는 뇌의 중격에 있는 글루타메이트성 뉴런이 강하게 활성화됐다. 이는 곧 음식 섭취량의 감소로 이어졌다. 이 과정의 원리를 파악하기 위해 연구진이 실험쥐를 대상으로 후각 기관에서 글루타메이트성 뉴런으로 이어지는 신경 회로를 자극했더니, 이들 쥐의 음식 섭취량은 약 24% 감소했다. 식사에 앞서 음식 냄새를 맡는 행동으로 섭취량을 줄일 수 있다고 볼 수 있는 이유다. 한편 후각을 잃은 쥐에게서는 글루타메이트성 뉴런이 특별히 반응하지 않아 음식 섭취량에도 변함이 없었다. 연구진은 실험 결과를 바탕으로 음식 냄새를 맡아 식사 전에 포만감을 유도하고 섭취량도 조절할 수 있다는 결론을 내렸다. 또한 이런 원리가 폭식 가능성을 최소화하고 혈당 수치 증가 등의 위험 요소에 대응하는 이점을 주는 것으로 추측했다. 다만 비만한 이들은 이러한 효과를 크게 기대하기 어려운 것으로 드러났다. 연구진은 설계 과정에서 쥐들을 일반 사료 식이군과 고지방 사료 식이군으로 나눠 따로 급식한 뒤 실험을 벌였다. 일반 사료 식이군은 글루타메이트성 뉴런이 활성화돼 음식 섭취량 감소 효과가 도드라졌으나, 고지방 사료 식이군은 후각 예민도가 감소해 이 같은 현상이 일어나지 않았다. 비만한 쥐들은 후각 자극에 따른 음식 섭취량 감소 효과를 누리지 못한 것이다. 연구진은 이번 연구 결과가 인간의 음식 섭취 행동에서 감각 조절이 중요하다고 지적한 기존 연구들과 맥을 같이 하는 것이라고 설명했다. 연구진은 “위장관으로 빠르게 음식을 보내면 식욕을 억제하기 어렵지만, 오래 씹는 등 감각 신호를 재활성화하는 것만으로 포만감을 증진할 수 있다”고 강조했다. 연구를 이끈 스테쿨로럼 교수는 이번 연구에 대해 “후각이 일상 속 식습관에 미치는 영향을 밝혀냈다는 점에서 의의가 있다”고 평했다. 그러면서 “식욕을 조절하고 비만을 예방하기 위해 후각의 역할을 고려해야 한다”고 진단했다.

경상국립대는 생명과학부·응용생명과학부 김명옥 교수 연구팀이 ‘알츠하이머병 예방과 치료가 동시에 가능한 차세대 에피토프 백신’을 개발했다고 12일 밝혔다. 김 교수는 원천기술 확보·백신 상용화를 목표로 글로벌 기술 이전을 추진 중이다. 연구팀 설명에 따르면 알츠하이머병은 전 세계 치매의 70~80%를 차지하는 대표적 퇴행성 뇌 질환이다. 병에 걸리면 기억력 저하, 성격 변화, 판단력 저하 등 증상이 서서히 나타나는데, 지금까지 뚜렷한 치료법이 없다. 기존 치료제는 반복 투여가 필요하고 비용도 많이 들며 뇌혈관에 부작용을 일으킬 수 있다는 한계가 있다. 김 교수는 이날 기자회견에서 “(개발한) 백신은 우리 몸의 면역세포 중 하나인 B세포만을 선택적으로 자극해서 강력한 항체를 스스로 만들어내도록 설계된 것이 특징”이라고 밝혔다. 이어 “‘아밀로이드 베타(Aβ)’라는 단백질의 한 부분만 정밀하게 고르고 선별해 백신의 핵심 성분으로 삼았다”며 “이를 두 가지 특수 단백질(OVA, KLH)과 결합해 면역 효과를 극대화했다”고 밝혔다. 그러면서 실험용 생쥐를 대상으로 한 결과, 이 백신을 맞은 경우 뇌 속 독성 물질이 줄고 기억력과 인지 기능이 회복됐고 백신 효과는 6~9개월 이상 유지됐다고 설명했다. 이번 연구 결과는 알츠하이머병 예방 백신의 새로운 패러다임을 제시했다는 성과를 인정받아 지난 8일 학술지 <뇌, 행동 그리고 면역>에 온라인 게재됐다. 김 교수는 연구 결과를 바탕으로 한 백신 상용화를 염두에 두고 특허등록도 마쳤다. 연구팀은 백신 상용화까지는 5년 정도가 걸릴 것으로 본다. 김 교수는 “글로벌 알츠하이머병 선도연구센터 설립을 준비 중”이라며 “유럽 최고 수준의 연구진과 협력해 기술 완성도를 더욱 높이겠다”고 말했다.

치매를 유발하는 뇌 속 노폐물을 물리적 자극으로 배출할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 지난 5일 기초과학연구원(IBS) 고규영 혈관연구단장 연구팀은 영장류 실험을 통해 뇌척수액이 얼굴 피부 아래 림프관과 턱밑샘 림프절로 배출되는 것을 발견했다고 밝혔다. 연구진은 해당 배출 경로에 물리적 자극을 가했을 때 뇌척수액 배출이 2~3배가량 늘어나는 것 역시 확인했다. 뇌에서 생성되는 대사 노폐물은 뇌척수액을 통해 배출되는데 이 노폐물이 배출되지 않고 뇌 속에 쌓이면 신경세포가 손상된다. 나이가 들어 뇌척수액 배출 기능이 떨어지면 인지기능이 저하되고 치매 등 신경퇴행성 질환으로 이어진다. 생쥐의 뇌척수액 배출 경로를 관찰한 결과 뇌척수액은 눈 주위, 코 안쪽, 입천장 림프관을 통해 눈·코 옆 집합 림프관으로 모인 뒤 턱밑샘 림프절로 배출되는 것으로 나타났다. 연구진은 한국생명공학연구원 국가영장류센터 연구팀과의 협업으로 해당 뇌척수액 배출 경로가 영장류에도 존재하는 것을 확인했다. 노화가 진행된 쥐는 코 안쪽 림프관과 입천장 림프관의 뇌척수액 배출 기능이 떨어졌지만, 눈·코 옆 집합 림프관은 그 기능이 정상적으로 유지됐다. 연구팀이 노화된 쥐의 집합 림프관에 정밀한 저강도의 자극을 주자 뇌척수액 배출량이 최대 3배 늘어났다. 이를 통해 노화에 따라 약화한 뇌척수액 배출 기능을 정밀한 물리적 자극으로 개선할 수 있다는 사실을 확인했다. 연구를 이끈 고규영 단장은 “이번 성과는 뇌 속 노폐물을 청소하는 뇌척수액의 배출 경로 지도를 완성함은 물론 뇌척수액 배출을 뇌 외부에서 조절하는 새로운 방법을 제시한 것”이라며 “향후 치매를 포함한 신경퇴행성 질환 연구에 이정표가 될 것으로 기대한다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처(Nature)’에 게재됐다.

췌장암 모델 생쥐 실험에서 고지방 먹이를 저지방 먹이로 바꾸면 췌장에서 일어나는 전암성 변화를 늦출 수 있다는 결과가 나왔다. 미국 데이비스 캘리포니아대(UC 데이비스) 헤라르도 매켄지 교수팀은 5일 국제 학술지 영양학 저널(Journal of Nutrition)을 통해 췌장암 모델 생쥐에 고지방과 저지방 먹이를 21주간 먹이며 변화를 관찰한 결과를 발표했다. 췌장암은 조기 발견이 어렵고 환자의 87%가 5년 이내에 사망할 정도로 가장 치명적인 암 가운데 하나다. 대부분 암이 진행된 후에 발견되기 때문이다. 췌장이 다른 장기들에 둘러싸여 있고, 초기 증상이 거의 없어 조기 진단이 매우 어렵다. 이 때문에 췌장암은 ‘침묵의 살인자’라는 별칭도 갖고 있다. 연구팀은 “췌장암 위험을 50% 증가시키는 주요 위험 인자로 비만을 꼽지만, 체중 감소로 이어지는 식이 변화가 췌장암 발생에 미치는 영향은 명확히 밝혀지지 않았다”며 연구 배경을 설명했다. 이들은 이 연구에서 5주 된 췌장암 모델 생쥐 72마리를 3개 그룹으로 나눈 뒤 열량의 60%가 지방인 고지방 먹이와 열량의 11%가 지방인 저지방 먹이를 먹이며 췌장암 등의 진행을 관찰했다. 첫 번째 그룹은 21주간 고지방 먹이를 먹었고 두 번째 그룹은 저지방 먹이를 먹었다. 세 번째 그룹은 첫 8주는 고지방 먹이를 먹다가 13주 동안 저지방 먹이를 먹었다. 21주 후 고지방 먹이 그룹은 다른 두 그룹에 비해 체중이 1.7배 증가했고, 췌장에서 암으로 이어질 수 있는 세포 변화도 60% 더 많이 발생한 것으로 나타났다. 저지방 먹이 그룹에서는 췌장암 발생이 없었으나 고지방 먹이 그룹에서는 2마리가 췌장암에 걸렸다. 특히 고지방 먹이에서 저지방으로 전환한 그룹은 체중이 정상으로 돌아왔고 췌장 세포의 변화도 느려졌으며 암도 전혀 발생하지 않았다. 각 그룹의 변화 분석 결과 고지방 먹이 그룹에서는 세포 대사, 췌장 기능, 면역 반응, 세포 간 신호 등과 관련된 유전자 활동에 변화가 일어났다. 반면 먹이를 저지방으로 바꾼 그룹에서는 이런 변화가 정상 수준으로 회복되는 것으로 나타났다. 또 고지방 먹이 그룹은 몸속에서 지방산(리놀레산)의 해로운 부산물이 증가하고 장내 미생물 환경도 나빠졌지만, 먹이를 저지방으로 바꾼 뒤에는 해로운 부산물이 줄고 장내 미생물 환경도 건강한 상태로 돌아왔다. 논문 제1 저자인 조애너 위커스 연구원은 이 연구 결과는 고무적이지만 생쥐 실험이어서 사람에게 적용하는 데는 신중해야 한다면서도 “식단 같은 생활습관 변화가 세포 수준에서 일어나는 일을 바꿀 엄청난 가능성이 있다고 생각한다”고 말했다. 매켄지 교수는 “이 연구는 체중 정상화가 비만으로 인해 가속화 된 췌장암 발생을 늦추는 데 매우 중요한 역할을 한다는 사실을 보여준다”면서 “식단을 바꾸기에 너무 늦은 때는 없으며, 식습관 개선이 암 발생 위험을 줄이는 데 실질적인 영향을 미칠 수 있다는 것을 시사한다”고 강조했다. 한편 저지방 식단은 전체 칼로리의 30% 이하를 지방에서 섭취하는 것을 목표로 하는 식단으로, 100칼로리당 3그램 이하의 지방을 포함하는 식품이 저지방으로 간주된다. 과일, 채소, 통곡물, 저지방 유제품, 닭가슴살, 흰살생선, 기름기가 적은 살코기(돼지고기, 소고기), 계란, 두부 등으로 구성되며 올리브유, 아보카도와 같은 불포화 지방은 포함되도 좋다. 다만 포화 지방과 트랜스 지방은 최소화해야 한다.

비만이 성인 당뇨와 심장질환, 대사 질환 등을 유발하는 것은 잘 알려졌지만, 뇌 건강에 미치는 영향에 관해서는 명확히 밝혀지지 않고 있다. 그런데, 비만이 불안감을 높이고 인지기능을 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다는 사실이 밝혀져 눈길을 끈다. 미국 조지아주립대 영양학과 연구팀은 비만이 장내 미생물 군집과 숫자에 영향을 미쳐 불안 유사 증상, 뇌 신호 전달의 변화, 뇌 기능 장애를 일으킬 수 있다는 사실을 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난 5월 31일부터 오는 3일까지 미국 플로리다주 올랜도에서 열리는 미국 영양학회 연례 콘퍼런스 ‘NUTRITION 2025’에서 발표됐다. 연구팀은 수컷 생쥐 32마리를 두 집단으로 나눠, 사람으로 치면 청소년기부터 초기 성인기에 해당하는 기간인 약 15주 동안 한 쪽에는 저지방식이나 일상적 음식을, 다른 쪽에는 기름기 많고 달고, 열량이 높은 고지방식을 제공했다. 예상한 것처럼 고지방식을 섭취한 생쥐는 저지방식을 섭취한 쥐에 비해 체중과 체지방이 두 배 넘게 증가했다. 연구팀은 행동 실험을 실시한 결과, 비만 쥐가 마른 쥐에 비해 얼어붙기 행동을 더 많이 보인 것으로 나타났다. 얼어붙기 행동은 불안을 느끼거나 위협으로 인식되는 상황에 대해 쥐가 보이는 방어적 행동 패턴이다. 대사 조절에 관여하는 뇌 영역인 시상하부에서 서로 다른 신호 전달 패턴을 보여 인지 장애와 가까운 증상을 보였다. 이런 행동은 고지방식이 장내 미생물에 영향을 미쳐 뇌 인지 기능에도 작용하기 때문이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 데지레 원더스 교수는 “이번 연구 결과는 비만이 장 건강에 영향을 미쳐, 불안 유사 행동과 뇌 기능 장애를 유발한다는 점을 보여준다”며 “식습관이 신체적, 정신적 건강 모두에 중요한 역할을 한다는 점을 시사하는 것”이라고 말했다. 원더스 교수는 “환경적 요인, 유전, 생활 방식 선택, 사회경제적 상황도 비만과 그와 관련한 건강 결과의 위험에 영향을 미친다”며 “비만 관련 인지 장애와 정신 건강 문제를 이해하고 해결하기 위한 더 광범위하고 다요인적인 접근법의 맥락에서 고려되어야 한다”고 덧붙였다.

한국인들은 자극적인 음식을 즐기는 것으로 유명하다. 최근에는 젊은 층에서는 ‘단짠’(달고 짠) 음식의 선호도도 상당히 높다. 그렇지만 이렇게 간이 강한 음식은 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 국내 연구진이 짠 음식이 뇌암을 유발할 수 있다는 사실을 분자 수준에서 밝혀내 눈길을 끈다. 카이스트 생명과학과, 한국화학연구원 신종바이러스융합연구단, 가톨릭대 서울성모병원 신경외과 공동 연구팀은 고염식이 장내 미생물 구성을 변화시키고, 이에 따라 증식한 미생물에 의해 분비되는 대사물질이 장내에 과도하게 축적돼 뇌종양을 악화시킨다는 사실을 규명했다고 1일 밝혔다. 이 연구 결과는 생의학 분야 국제 학술지 ‘실험 의학 저널’(Journal of Experimental Medicine)에 실렸다. 짜게 먹는 것이 건강에 도움이 되지 않는다는 점은 이미 잘 알려져 있다. 그런데, 짠 음식이 어떻게 건강에 악영향을 미치고, 암까지 발생시키는지에 관한 메커니즘은 정확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 생쥐에게 뇌종양을 일으킨 실험을 했다. 연구팀은 두 그룹으로 나눠 한쪽은 4주 동안 음식을 먹이고, 다른 쪽은 일반식을 섭취시켰다. 그 결과, 짠 음식을 먹은 생쥐들은 종양 크기가 커지고, 생존율도 크게 떨어지는 것이 관찰됐다. 연구팀은 항생제로 장내 미생물을 제거하거나, 무균 생쥐에게 고염식을 한 생쥐의 분변 미생물을 이식했을 때도 뇌종양 악화 반응이 확인됐다. 연구팀은 장내 미생물 중 ‘박테로이드 불가투스’가 고염식을 할 경우 증가하고, 이 균이 프로피오네이트라는 효소 물질의 발현을 증가한다는 사실을 발견했다. 짜게 먹은 생쥐의 장에서 프로피오네이트 농도가 비정상적으로 상승했고, 이 물질은 산소가 충분한데도 뇌종양 세포에 산소가 부족한 것처럼 인식하게 하는 ‘저산소유도인자-1알파’를 활성화했다. 이는 다시 형질전환성장인자-베타라는 물질을 증가시키고 제1형 콜라젠을 과도하게 생성해 종양 세포가 더 쉽게 퍼지고 악성도도 높아지게 했다. 연구팀은 이를 바탕으로 실제 뇌종양에서 악성도가 가장 심한 교모세포종 환자의 암세포 데이터 분석을 한 결과, 사람도 생쥐에서와 마찬가지 분자 메커니즘이 작동한다는 사실이 확인됐다. 이를 통해 짠 음식이 뇌종양에 왜 나쁘고, 무엇이 그 과정을 유도하며, 어떤 유전자와 단백질이 작용하는지를 밝혀냈다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 이흥규 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구는 짠 음식 섭취가 장내 미생물 생태계를 바꾸고, 그렇게 생성된 대사산물이 뇌종양을 악화시킬 수 있음을 분자 수준에서 규명했다는 점에서 의미가 있다”며 “뇌종양 환자를 대상으로 한 식이 조절 연구와 장내 미생물 기반 치료 전략 개발에 도움을 줄 것”이라고 말했다.

아미노산의 한 종류인 시스테인이 체중 감량의 열쇠가 될 수 있다는 연구가 나왔다. 미국 뉴욕대 그로스먼 의대 연구진은 시스테인을 차단하자 생쥐의 몸무게가 일주일 만에 30%가량 줄어들었다는 실험 결과를 학술지 네이처에 게재했다. 시스테인은 육류, 달걀, 통곡물 등 고단백 식품에 많이 함유된 비필수 아미노산으로 필수 아미노산인 메티오닌을 통해 합성되기도 한다. 연구진은 시스테인 생성효소를 차단한 생쥐에게 시스테인이 함유되지 않은 식단을 제공했다. 시스테인을 완전히 차단하자 트레오닌, 히스티딘, 메티오닌 등 필수 아미노산 각각을 제한했을 때보다 더 큰 체중감소 효과가 나타났다. 시스테인 결핍 식단을 섭취한 생쥐는 일일 음식 섭취량이 30% 줄어들었으며, 체중이 31.5% 감소했다. 연구팀은 시스테인 결핍 식단이 식욕 부진을 일으킬 뿐만 아니라 다양한 경로로 체중 감소에 영향을 미친다고 밝혔다. 시스테인 결핍은 통합 스트레스 반응(IRS)과 산화 스트레스 반응(OSR)을 동시에 일으켰다. 이 두 스트레스 반응은 서로 증폭 작용해 스트레스 호르몬인 성장분화인자(GDF)15와 섬유아세포성장인자(FGF)21 생성으로 이어졌다. 스트레스 호르몬이 분비되면 위장 운동과 소화 효소 분비가 저하되어 식욕이 줄어들게 된다. GDF15와 FGF21은 비만 치료제 개발에 활용되기도 한다. 또 시스테인을 차단하자 에너지 대사에 중요한 역할을 하는 코엔자임A(CoA) 수치가 급격히 낮아졌다. 체내 코엔자임A 수치가 감소하면 음식 섭취 후 대사 반응이 비효율적으로 이뤄져 섭취한 포도당이나 단백질이 에너지로 전환되지 못한 채 소변으로 배출된다. 이 때문에 지방을 연소해 에너지원으로 사용함으로써 급격한 체중 감소가 나타나는 것이다. 연구진은 이번 실험 결과를 바탕으로 시스테인을 적게 섭취하면 체중 감소에 도움이 될 것이라고 밝혔다. 다만 체중 감량을 위해 시스테인을 전부 차단하면 오히려 건강에 악영향을 끼칠 수 있어 주의가 필요하다. 시스테인은 우리 몸에서 중요한 생리적 기능을 담당하며 결핍 시 간 기능 저하, 면역력 저하, 염증 반응 증가, 탈모 등으로 이어진다. 또 시스테인은 대부분의 식품에 포함되어 있기 때문에 실험처럼 완전히 차단하기 어렵다. 연구진은 이에 대해 “식단에서 시스테인을 제거하기는 어렵겠지만 아미노산 함량이 낮고 과일과 채소 비중이 큰 식단을 유지하면 비슷한 효과를 볼 수 있을 것”이라고 전했다.

가정의 달을 맞아 가족들과 함께 보면 좋을 영화들이 14일과 21일 잇따라 개봉한다. 어른도 아이도 즐겁게 볼 수 있는 영화들이니, 손잡고 함께 극장 나들이 가도 좋겠다. 14일 개봉하는 애니메이션 ‘고양이 수비대: 모나리자를 지켜라!’는 갑작스럽게 찾아온 홍수로 집을 잃은 고양이 빈센트가 치즈보다 명화 먹는 것을 즐기는 특이한 생쥐 모리스와 함께 러시아 상트페테르부르크 미술관을 지키는 고양이 수비대를 만나 벌어지는 일을 그렸다. 목숨 걸고 명화 모나리자를 지켜야 하는 고양이 수비대와 무슨 일이 있어도 그림을 먹으려는 생쥐 모리스 사이에서 고양이 빈센트는 등이 터질 지경이다. ‘아이스 에이지 2’, ‘마이펫의 이중생활’ 제작진이 다시 뭉쳐 만든 영화로, 레오나르도 다 빈치의 모나리자는 물론, 드가, 렘브란트, 라파엘로, 모네와 같은 대가들의 작품도 영화에서 볼 수 있다. 80분. 전체 관람가. 같은 날 개봉하는 한국영화 ‘보이 인 더 풀’은 수영을 좋아하는 소녀 석영과 발에 물갈퀴가 있는 소년 우주의 이야기다. 서울에서 바닷가로 이사를 간 석영은 발에 물갈퀴가 있는 소년 우주를 만나 친구가 된다. 석영은 재능이 부족해 바라던 수영 선수가 되지 못했지만, 우주는 물갈퀴 덕분에 특출한 실력을 보인다. 수영 천재로 주목 받고 한국 신기록까지 세웠던 우주는 커가면서 물갈퀴가 점차 줄어들고 방황하다 다시 고향으로 내려와 석영을 만나 새로운 꿈을 꾼다. 2007년 12살·13살 소년과 소녀가 2013년 18·19살이 돼 다시 만나는 이야기는 꿈과 재능 사이에서 방황하는 청소년이 어른이 되어가는 과정을 여름 바다처럼 청량하면서도 다소 알싸하게 펼친다. 댄서인 효우와 배우 이민재은 물론, 아역 배우 이예원·양희원의 연기가 눈에 들어온다. 89분. 12세 이상 관람가. 21일에는 디즈니 애니메이션의 인기 애니메이션을 실사 영화화한 ‘릴로 & 스티치’가 개봉한다. 외계인들이 불법으로 유전자 실험하다 만든 생명체 626호는 뭐든 부숴버리는 파괴본능을 보이면서 폐기가 결정된다. 그러나 626호는 이를 피해 지구로 도망치고, 하와이에 불시착해 천방지축 소녀 릴로(마이아 케알로하)를 만난다. 사고뭉치에 친구 하나 없는 릴로는 언니인 니나(시드니 엘리자베스 아구동)와 살고 있다. 강아지를 입양하면서 626호를 만나 ‘스티치’라는 이름을 지어 준다. 영화는 원작 설정을 바탕으로, 지구에 정착하게 된 스티치의 좌충우돌과 스티치를 잡으러 지구에 온 외계 일당의 소동을 유쾌하게 그린다. 그 속에서 ‘가족’을 의미하는 하와이어 ‘오하나’를 현대적 의미로 재해석했다. 파란털북숭이 스티치의 귀여움을 잘 살리고, 등장인물들의 싱크로율도 높은 데다 즐거운 유머 장면으로 예고편 이후 좋은 평가가 나온다. ‘인어공주’와 ‘백설공주’ 등 애니메이션 실사화에 거듭 실패했던 디즈니가 이번엔 성공할 수 있을지에 관심이 쏠린다. 108분. 전체 관람가. 2017년 국내 개봉했던 무공해 첫사랑 영화 ‘플립’이 가정의 달을 맞아 21일 재개봉한다. 어린 시절 이웃으로 만난 줄리(매들린 캐롤)와 브라이스(캘런 맥오리피)의 첫사랑을 그린 영화로, ‘어퓨굿맨’, ‘버킷리스트: 죽기 전에 꼭 하고 싶은 것들’ 등으로 유명한 랍 라이너 감독의 숨겨진 명작으로도 불린다. 브라이스와의 만남을 숨이 멎을 정도로 행복한 순간으로 기억하는 줄리, 반대로 줄리와의 만남을 최악으로 여기는 브라이스의 이야기다. 중학생이 된 두 사람은 서로에게 마음이 있다가도 멀어지고, 서로 엇갈리기도 한다. 이해심 많고 똑부러지는 줄리와, 얼굴은 잘 생겼지만 철없는 브라이스의 알콩달콩 성장 이야기를 따뜻하게 그렸다. ‘누구나 일생에 한 번은 무지개처럼 찬란한 사랑을 만난다’, ‘개별적인 사물이지만, 모이면 마법같은 일이 생긴다’는 명대사는 다시 봐도 설렌다. 90분. 12세 이상 관람가.