급속한 인구고령화와 평균수명 증가 속에서 뇌 건강에 대한 관심이 더욱 높아진 가운데 한의학의 대표적인 보약으로 알려진 육공단이 해마 신경세포를 보호하고 알츠하이머 원인인 ‘타우 단백질’ 변형을 억제한다는 연구결과가 나왔다.
육공단이 뇌 신경 보호와 기억력·집중력 향상에 도움이 된다는 내용은 이미 오래전부터 언급돼왔지만 육공단이 해마 신경세포에 어떤 기전으로 작용하는지 과학적으로 규명한 연구는 제한적이었다.
이 가운데 자생한방병원 척추관절연구소는 김현성 박사 연구팀이 육공단의 해마 신경세포 보호효과 및 작용기전을 규명한 연구결과를 발표했다고 밝혔다.
해마는 뇌의 기억을 담당하는 핵심기관으로 해마 신경세포가 손상되면 알츠하이머병 같은 신경퇴행성질환의 진행이 가속화된다고 알려졌다.
연구팀은 쥐의 신경세포를 분리해 육공단 투여에 따른 해마 신경세포의 변화를 고화질로 촬영, 육공단의 효과와 기전을 규명했다.
이번 연구는 해마 신경세포에 산화 스트레스를 가해 치매와 유사한 세포 손상 환경을 조성한 뒤 육공단 처리에 따른 변화를 분석했다. 또 육공단을 구성하는 10가지 약재에 포함된 약 1900개의 화합물과 신경 퇴행 효소인 ‘GSK3β’와의 결합 양상을 ‘분자 결합(Molecular Docking)’ 방식으로 분석했다.
연구결과 육공단은 손상된 해마 신경세포 생존율을 증가시키고 세포 사멸을 감소시켰다. 또 신경세포의 미성숙한 단기 배양(3일) 조건과 성숙한 장기 배양(15일) 조건 모두에서 세포 보호 효과가 안정적인 것으로 나타났다.
특히 육공단은 치매의 핵심 원인으로 꼽히는 타우 단백질 변형을 억제하는 동시에 세포 사이에서 독성을 일으키는 ‘아밀로이드 베타(amyloid- β)’ 단백질 축적까지 감소시킨 것으로 확인됐다. 타우 단백질은 평소 신경세포 구조를 유지하지만 지나치게 변형될 시 뇌세포 구조를 파괴하는 독성 물질로 변한다.
또 연구팀은 해마 신경세포의 생존 여부를 눈으로 확인하기 위해 살아있는 세포를 초록색으로 나타내게 하는 형광 염색법을 적용했다. 그 결과 아무 처리도 하지 않은 정상 대조군에선 대다수의 세포가 생존해 있었던 반면 과산화수소(H₂O₂)만 처리한 군에서는 초록색 신호가 눈에 띄게 감소해 산화 스트레스에 의한 광범위한 세포 사멸이 확인됐다.
아울러 과산화수소를 투여할 때 육공단을 각각 10·25·50μg/mL 농도로 동시에 투여한 경우 육공단 농도가 높아질수록 초록색 형광 신호가 점진적으로 회복돼 육공단이 산화 스트레스부터 신경세포를 보호한다는 사실을 알 수 있었다.
동시 처리한 결과 육공단 투여 농도에 따라 회복됐다.
또 지나친 스트레스 반응을 일으켜 뇌 손상을 가속화하는 ‘ERK(Extracellular Signal-Regulated Kinase)’ 수치도 육공단 처리 후 감소한 것으로 나타났으며 항산화 방어에 핵심 역할을 하는 ‘Nrf2 단백질’ 발현도 육공단 섭취 후 회복됨을 확인했다.
분자 결합 분석 결과에선 육공단 구성 약재인 산수유 내 유래 성분인 올레아놀산(oleanolic acid)이 강한 결합력을 보이며 뇌세포를 파괴하는 ‘GSK3β’의 활성을 차단하는 것으로 나타났다. 이는 해당 성분이 효소 활성 부위에 안정적으로 결합해 타우 단백질 변형 억제에 기여할 가능성을 나타낸다.
자생한방병원 척추관절연구소 김현성 박사는 “이번 연구는 신경 보호 영역에서 육공단의 회복 효과와 잠재력을 확인할 수 있었던 연구”라며 “추후 기억력 저하 및 신경퇴행성질환 연구를 위한 기초 자료로 활용되길 기대한다”고 말했다.
한편 이번 연구결과는 SCI(E)급 국제학술지 ‘생물학(Biology, IF=3.5)’에 게재됐다.
