'NMN'과 '시티콜린'은 기억력 저하에 맞선다!
[Highlight]
"NMN과 시티콜린을 함께 투여하면 혈관성 치매를 가진 쥐들의 기억력이 향상되며 뇌의 염증이 감소되었고 뇌 백질 기관의 손상이 줄어들었습니다."
혈관성 치매, VD
혈관성 치매 (Vascular dementia, VD)는 보통 알츠하이머 다음으로 흔한 치매 유형입니다. 혈관성 치매는 뇌로 가는 혈관이 막히거나 뇌출혈이나 뇌경색과 같은 뇌질환에 의하여 뇌세포가 손상되고 이로 인하여 치매가 발생하는 질환을 말합니다. 혈관성 치매의 위험은 나이가 들수록 증가하기 때문에 치매에 대비하기 위한 안전장치가 필요합니다.
* 뇌경색: 뇌혈관이 막혀 뇌의 일부가 손상되는 질환
NMN과 시티콜린
'Cellular and Molecular Neurobiology' 저널에 보고된 바에 따르면 중국 항저우 사범 대학의 연구진들은 NMN과 시티콜린 (Citicoline)이 혈관성 치매에 걸린 쥐의 기억 손실을 완화한다는 것을 보여줬습니다. 연구진들은 또한 NMN과 시티콜린이 뇌 염증과 손상을 줄여주며 NMN과 시티콜린의 조합이 각각 따로 복용했을 때보다 더 효과적으로 뇌를 보호한다고 말하고 있습니다.
뇌에서 시티콜린은 포스파티딜콜린 (phosphatidylcholine, PC)이라는 뇌 지방을 유지하고 뉴런의 생존을 향상시킵니다. PC와 다른 뇌 지방은 인간의 인지 기능 저하를 예방하는데 기여하는 것으로 알려져 있습니다.
NMN과 시티콜린의 실험 결과
연구진들은 실험을 위해 쥐들의 뇌로 가는 혈류를 막아 'VD 쥐 모델'을 만들었습니다. 뇌로 향하는 충분한 혈액이 없으면 뇌 조직이 나빠지기 시작하고 최종적으로 인지의 주요 측면인 학습과 기억에서 결함을 보이며 최종적으로 혈관성 치매를 앓게 됩니다. VD 쥐를 이용한 실험을 통해 시티콜린과 NMN의 조합이 기억력, 뇌 신경염증, 백질 손상에 미치는 영향을 소개할 예정입니다.
1- VD 쥐의 기억력 테스트
혈관성 치매에 대한 NMN과 시티콜린의 효과를 알아내기 위해 연구원들은 먼저 각각의 노화방지 화합물(NMN, 시티콜린)을 VD 쥐들에게 따로 투여했습니다. 이후 설치류의 기억력을 테스트하기 위해 '새로운 물체 인식 테스트'를 실시하였습니다.
그래프 1. Citicoline과 NMN 처리에 따른 판별지수 (DI)
판별 지수 (Discrimination index, DI)는 새로운 물체와 친숙한 물체를 구별하는 설치류의 능력을 알려줍니다. 높은 DI 점수는 학습 능력과 기억력이 향상되었음을 나타냅니다. 50mg/kg, 100mg/kg, 200mg/kg의 시티콜린과 500mg/kg, 1,000mg/kg, 2,000mg/kg의 NMN 각각을 투여한 그룹은 모두 D1 점수가 향상되지 않은 반면 (왼쪽), 두 가지 보충제를 함께 복용한 그룹은 각각 복용한 그룹보다 DI 점수가 크게 증가했습니다 (오른쪽). 여기서 Sham은 VD 쥐 모델이 아닌 일반적인 시험 쥐 대조군을, vehiclei은 시티콜린과 NMN을 모두 처리 받지 않은 VD 쥐 대조군을 의미합니다.
NMN과 시티콜린 각각은 쥐들의 학습능력과 기억력을 크게 향상시키지 못했습니다. 하지만 NMN과 시티콜린을 함께 투여하게 되면 기억력의 향상 효과로 이어졌습니다.
2- VD 쥐의 염증 정도
뇌의 염증은 혈관성 치매에서 중요한 생리학적 지표입니다. 이번에는 미세아교세포 (Microglia cells)의 활성 정도를 측정하여 치매 정도를 평가했습니다. 미세아교세포가 활성화되면 뇌 손상을 일으킬 수 있는 염증을 촉진하게 됩니다.
* 미세아교세포 (Microglia cells): 뇌 속에 존재하는 면역 세포를 뜻하며 염증 반응에 핵심적인 역할을 수행
그래프 2. Citicoline + NMN 처리에 따른 Iba-1 cell 면적 (mm²)
Iba-1 (Ionized Calcium-binding adaptor molecule 1)는 미세아교세포의 활성화 정도를 알려주는 표지자로 세포 내에서 Iba-1이 많이 발견될수록 미세아교세포가 많이 활성화되었으며 염증 반응이 활발하게 일어난다는 것을 의미합니다. 시티콜린과 NMN을 함께 복용한 VD 쥐 (주황색)는 아무것도 처리하지 않은 VD 쥐 (빨간색)에 비해 Iba-1이 더 적게 발현되었으며 뇌에서 염증이 감소된 것도 보여줍니다.
* Iba-1 (Ionzied Calcium-binding adaptor molecule 1): 미세아교세포의 마커로 미세아교세포가 활성화되면 Iba-1의 농도도 같이 증가
결과적으로 NMN이 시티콜린과 결합하게 되면 미세아교세포 활성화가 거의 3배 가까이 감소하여 뇌 염증이 감소했음을 시사합니다.
3- VD 쥐의 백질 기관 손상 정도
뇌에서 미세아교세포가 활성화되면 우리는 뉴런을 보호하는 지방층인 수초 (myelin)에 손상을 일으키는 뇌의 염증을 더 많이 볼 수 있습니다. 수초는 거시적인 수준에서 백질로 나타나기 때문에 수초에 손상이 가면 백질의 온전성을 해칩니다.
* 수초 (myelin): 주로 뉴런을 여러 겹으로 둘러싸고 있는 절연체
* 백질 (white matter): 뇌의 안쪽 부분에서 발견되며 뉴런의 axon과 myelin를 포함
그래프 3. Citicoline + NMN 처리에 따른 white matter integrity 변화 (% of sham)
뇌의 손상 정도를 확인하기 위해 정상 쥐와 다른 백질의 변화 정도를 측정하였습니다. 아무것도 처리하지 않은 VD 쥐 (빨간색)는 감소된 백질을 보였지만 NMN과 시티콜린을 처리한 VD 쥐 (주황색)는 덜 감소된 백질을 보였습니다. 이는 NMN과 시티콜린이 뇌를 보호하여 백질 기관의 손상을 막는다는 것입니다.
결과적으로 NMN과 시티콜린을 함께 처리하게 되면 백질의 감소가 더 적게 일어나 뇌의 손상이 감소했음을 시사합니다.
[참고논문 및 그림 출처]
[1] NMN and Citicoline Synergistically Shield Against Memory Decline, Study Finds
[2] 혈관성 치매 (Vascular dementia)
https://www.amc.seoul.kr/asan/healthinfo/disease/diseaseDetail.do?contentId=32001
[3] 뇌경색
https://www.amc.seoul.kr/asan/mobile/healthinfo/disease/diseaseDetail.do?contentId=31996
[4] IBA1 (Ionized calcium-binding adaptor molecule 1)
[5] White matter of the brain
https://medlineplus.gov/ency/article/002344.htm
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