카페인, 치매 억제 관여 단백질 수치 향상시켜

동물실험서 NMNAT2 수치 증가 상관관계 관찰

카페인이 뇌 내부에서 치매를 억제하는 효소로 알려진 ‘NMNAT2’의 수치를 끌어올리는 역할을 할 수 있을 것이라는 가설이 제시됐다.

‘NMNAT2’는 지난해 그 역할이 새롭게 발견된 효소의 일종이다. 

미국 인디애나대학 심리학‧뇌과학과의 유수프 O. 알리‧후이첸 루 박사 연구팀은 과학저널 ‘네이처’誌의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’誌(Scientific Reports) 온라인판에 지난 7일 게재한 보고서를 통해 이 같은 가능성을 시사했다.

이 보고서의 제목은 ‘뇌내 피질의 신경세포에서 NMNAT2 수치를 조절하는 것으로 사료되는 저분자량 물질들을 확인하기 위해 진행한 NMNAT2-MSD 플랫폼 스크리닝’이다.

연구팀은 “이번 연구가 뇌 내부에서 NMNAT2 수치를 향상시켜 신경퇴행성 장애로 인한 영향을 억제하는 약물을 개발하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 보인다”고 피력했다.

이 연구팀은 앞서 진행했던 연구를 통해 NMNAT2가 신경세포들(neurons)을 스트레스로부터 보호하고, 노화가 진행됨에 따라 변형된(misfolded) 단백질을 의미하는 타우(tau) 단백질이 뇌내에서 플라크로 축적되지 못하도록 보호하는 두가지 기능을 수행한다는 사실을 규명한 바 있다.

변형된 단백질은 알쯔하이머 뿐 아니라 파킨슨병, 헌팅턴병 및 근위축성 측삭경화증(루게릭병) 등 각종 신경퇴행성 장애와 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 이 중 알쯔하이머는 미국 내 환자 수가 540만명을 상회하는 것으로 추정되고 있다.

연구팀은 뇌 내부에서 NMNAT2 효소의 수치에 영향을 미치는 물질을 확인하기 위해 의약품을 포함한 총 1,280여종의 물질을 스크리닝하는 실험실 연구를 진행했다.

이를 통해 연구팀은 뇌 내부에서 NMNAT2 수치를 향상시키는 작용을 나타내는 것으로 보이는 24개 물질을 확인할 수 있었다. 그리고 이 중 하나가 바로 카페인이었다.

연구팀은 이미 동물실험을 통해 변형된 타우 단백질 수치가 증가하도록 유전적 조작을 가한 실험용 쥐들에게서 NMNAT2 수치가 감소한다는 사실을 발견한 바 있다.

카페인이 미치는 영향을 확인하기 위해 연구팀은 NMNAT2 수치가 감소하도록 유전적 조작을 가한 실험용 쥐들에게 카페인을 투여했다.

그 결과 이 실험용 쥐들에게서 생성된 NMNAT2 수치가 정상적인 대조그룹과 동등한 수준을 보였음을 연구팀은 관찰할 수 있었다.

카페인 이외에 뇌 내부에서 NMNAT2의 생성을 향상시킬 수 있을 것이라 기대되는 물질들로 연구팀은 로리프람(rolipram), 지프라시돈(ziprasidone: 정신질환 치료제 ‘젤독스’), 칸타리딘(cantharidin), 보르트만닌(wortmannin) 및 레티노산 등을 열거했다.

이 가운데 로리프람은 지난 1990년대 중반에 항우울제로 개발이 진행되다 중단되었던 약물이지만, 뇌내에서 타우 단백질 수치를 감소시키는 작용을 나타낸 것으로 입증됨에 따라 여전히 상당수 학자들이 관심을 기울이고 있다는 것이 연구팀의 설명이다.

또한 레티노산은 비타민A에서 추출된 물질이라는 점이 눈에 띈다.

한편 연구팀은 뇌내에서 NMNAT2의 수치를 낮추는 작용을 하는 것으로 보이는 13개 물질들도 파악했다.

연구팀은 “이번 연구에서 도출된 결과가 차후 정신질환 치료제를 개발하는 데 도움을 줄 수 있을 것이라 기대한다”고 결론지었다.