한국뇌연구원, 운동 효과 내는 핵심 단백질 규명 인지기능 향상 입증

한국뇌연구원과 서울대학교 공동연구팀이 운동 효과를 매개하는 핵심 단백질을 규명하고 인지기능 향상 메커니즘을 세계 최초로 밝혀냈다.한국뇌연구원(KBRI) 신경혈관단위체그룹 박형주 박사와 서울대 생명과학부 김종서 교수 연구팀은 운동 시 근육에서 분비되는 단백질 ‘Serpina1e’가 혈액을 통해 뇌로 전달돼 인지기능을 높이는 과정을 규명했다고 27일 밝혔다.운동은 뇌세포 활성화와 인지기능 개선에 효과적인 것으로 알려져 있지만, 신체 활동이 어려운 고령자나 환자에게는 적용이 쉽지 않았다. 연구팀은 근육에서 분비되는 마이오카인이 뇌와 상호작용하는 ‘근육-뇌 신호 전달’ 기전에 주목해 연구를 진행했다.연구팀은 유전자 변형 생쥐 모델과 단백질 분석 기술을 활용해 운동 후 혈액 내 변화를 분석한 결과, 4주간 운동한 생쥐에서 근육 유래 단백질 Serpina1e가 유의미하게 증가한 것을 확인했다.특히 해당 단백질이 뇌를 보호하는 혈뇌장벽(BBB)을 직접 통과해 해마에 도달한다는 점을 입증했다. Serpina1e는 뇌유래신경영양인자(BDNF) 발현을 증가시키고 신경세포 재생을 촉진해 실제 인지능력 향상으로 이어졌다.연구팀은 운동을 하지 않은 생쥐에 Serpina1e를 주입했을 때도 해마 신경세포 수 증가와 인지기능 개선 효과가 나타났으며, 반대로 해당 단백질을 억제할 경우 운동 효과가 사라지는 것을 확인했다.박형주 박사는 “근육 유래 단백질이 혈액을 통해 뇌 장벽을 넘어 직접 작용하는 경로를 규명했다”며 “향후 인지저하와 신경퇴행성 질환 치료제 개발로 이어질 수 있을 것”이라고 밝혔다.김종서 교수는 “첨단 단백질 분석을 통해 운동 효과의 핵심 인자를 특정했다”며 “신체와 뇌의 상호작용 연구 확대의 계기가 될 것”이라고 말했다.이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 등의 지원으로 수행됐으며 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 게재됐다.