운동을 하면 근육에서 다양한 마이오카인(Myokine)을 분비한다.
마이오카인들은 혈액을 타고 온몸을 돌며 건강 유지와 노화 억제에 기여하며, 마이오카인 분비가 늘어나는 운동은 특정질환 예방과 치료에도 효과적이다.
이에 새로운 마이오카인을 찾거나 기능을 밝히는 연구가 세계적으로 활발하다.
노인 근감소증·골다공증 근본부터 치료
한국생명공학연구원(이하 생명연) 노화융합연구단 양용열 박사팀과 전남대 김낙성 교수팀이 운동의 효과를 뒷받침하는 특별한 단백질인 CLCF1(cardiotrophin-like cytokine factor 1)을 발견하고, 이 단백질이 운동 중 근육에서 분비돼 근육과 뼈를 튼튼하게 만들어 근골격 노화를 억제한다는 사실을 밝혀냈다.
연구진은 나이가 들수록 노화로 인한 신체 기능과 운동 효과 저하 이유가 마이오카인 분비량이 줄어들기 때문일 것이라는 가설을 세웠다.
이에 따라 젊은 사람과 나이든 사람 두 그룹으로 나눠 운동을 한 후 근육 전사체 분석을 통해서 CLCF1을 발굴 분석했다.
그 결과 젊은 사람은 한 번만 운동해서 CLCF1 발현이 증가하지만, 고령층은 12주 이상 꾸준히 운동을 해야 다시 증가했다.
또 쥐를 이용한 실험에서는 나이가 많은 쥐에게 CLCF1을 주사하자 운동 능력, 포도당 대사 능력, 뼈 형성이 향상됐다.
특히 CLCF1을 과발현시켜 혈중 농도를 지속적으로 높였을 때도 근육과 뼈의 기능이 개선됐다.
이를 세포실험으로 확인한 결과 CLCF1은 근육세포에서 미토콘드리아 기능을 활성화시키고, 골세포에서는 뼈를 파괴하는 세포의 분화를 억제하며, 뼈를 생성하는 세포의 분화를 촉진했다.
반면 CLCF1 작용을 억제하면 운동을 해도 별다른 효과가 나타나지 않았다.
이는 CLCF1 단백질이 있어야 운동 효과가 제대로 나타남을 의미한다.
또 연구팀은 CLCF1이 근육 내 세포 에너지공장이라 불리는 미토콘드리아의 기능을 향상시키고, 뼈세포에서 뼈를 녹이는 파골세포의 생성을 억제하며, 뼈를 만드는 조골세포 분화를 촉진하는 것을 확인했다.
이는 나이가 들수록 근골격 노화가 일어나고, 운동효과를 내기 위한 기준도 달라지는 이유가 분비되는 단백질의 변화 때문이라는 것을 최초로 규명한 성과다.
양 박사는 “이번 연구는 운동이 노화를 늦추는지에 대한 과학적 근거를 제시한 것”이라며 “CLCF1이 건강한 노화를 위한 치료법 개발의 유망한 후보로서 근골격계 질환 치료에 새로운 방향을 제시할 수 있을 것”이라고 설명했다.
한편, 이번 연구결과는 지난달 22일 국제학술지 ‘Nature Communications(IF 14.7)’ 온라인에 게재됐다.
(논문명 : Exercise-induced CLCF1 attenuates age-related muscle and bone decline in mice / 교신저자 : (생명연) 양용열·권기선 박사, (전남대) 김낙성 교수 / 제1저자 : (생명연) 강재숙 박사·김민주 (UST대학원생), (전남대) 김정하)
