세포질 NADP, 혈관 노화에 중요한 영향 미쳐¶
원제목: NADP in the Cell Cytosol Influences Vascular Aging
핵심 요약
- 세포질 내 NADP 부족이 혈관 노화를 촉진하고 세포 노쇠를 증가시킴을 발견함.
- G6PD 효소 활성화와 NADPH 증가는 세포 노쇠 및 혈관 노화를 억제하는 데 중요한 역할을 함.
- 기존 승인 약물 중 엽산이 NADP 수치를 높여 혈관 기능을 개선할 수 있는 가능성을 시사함.
상세 내용¶
최근 연구에서 세포 내 에너지 대사와 항산화 방어에 중요한 역할을 하는 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 포스페이트(NADP)의 새로운 기능이 밝혀졌습니다. 특히, 세포질 내 NADP의 부족이 혈관 노화를 촉진하며, 이는 혈관 내피 세포의 노쇠화를 증가시켜 결국 혈관 기능 장애 및 심혈관 질환으로 이어질 수 있다는 사실이 확인되었습니다. 이러한 발견은 NADP 수치를 높이는 전략이 노화된 혈관의 기능을 개선하고 질병을 예방하는 데 유용하게 활용될 수 있음을 시사합니다.
노화와 관련된 심혈관 질환은 동맥 기능의 변화를 특징으로 하며, 미세 순환계는 신체 대부분의 장기에 영향을 미치는 중요한 역할을 수행합니다. 따라서 혈관 노화의 분자 메커니즘을 이해하는 것은 노화 관련 심혈관 질환을 극복하는 데 핵심적입니다. 혈관 내피 세포는 혈관 내벽을 덮는 단층 세포로, 혈관 항상성 유지에 필수적이며, 이 세포들의 노쇠화는 심혈관 질환의 시작과 진행에 깊이 관여하는 것으로 알려져 있습니다.
NADP는 산화-환원 방어 및 환원 합성 과정의 핵심 조효소로 오랫동안 인식되어 왔습니다. 세포 내 NADPH의 생성 및 소비는 각 세포 구획별로 독립적으로 조절되는데, 기존의 분석 방법으로는 세포질 등 특정 구획의 NADPH 양을 구분하여 측정하기 어려웠습니다. 하지만 본 연구에서는 새롭게 개발된 유전자 편집 기반의 고감도 NADPH 센서를 활용하여, 세포 노쇠 과정 중 세포질 내 NADPH가 오히려 증가함을 발견했습니다.
연구 결과, 질산화물(nitric oxide) 농도 감소가 G6PD 효소 활성을 촉진하여 NADPH 수치를 높이는 것으로 나타났습니다. 실제로 G6PD를 과발현시켰을 때 NADPH 수치가 크게 증가하고, 이는 글루타치온 산화 및 HDAC3 효소 활성을 억제하여 결과적으로 내피 세포의 노쇠화와 혈관 노화를 억제하는 효과를 보였습니다. 이러한 결과는 G6PD/NADPH 경로가 혈관 노화를 촉진하는 인자에 의해 상향 조절되며, 내피 세포 노화를 제한하는 데 인과적인 역할을 수행한다는 것을 강력하게 시사합니다.
더 나아가, 1419개의 미국 식품의약국(FDA) 승인 약물을 대상으로 한 고처리량 대사 스크리닝을 통해, 엽산이 MTHFD1 효소를 통해 NADPH 함량을 유의미하게 증가시키고, 자연적으로 노화된 쥐의 혈관 활동을 증진시킨다는 사실을 밝혀냈습니다. 이러한 일련의 연구 결과들은 내피 세포의 NADPH 대사가 혈관 노화에 긍정적인 역할을 수행하며, NADP 관련 경로가 노화 방지 및 혈관 건강 증진에 중요한 기여를 할 수 있음을 강조하고 있습니다.
편집자 노트¶
이번 연구는 NADP라는 물질이 단순히 산화 스트레스 방어 역할을 넘어, 혈관 노화라는 매우 구체적이고 우리 건강과 직결되는 문제에 깊이 관여하고 있음을 밝혀냈다는 점에서 큰 의미를 가집니다. 많은 사람들이 NAD(니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드)에 대해서는 비교적 들어본 적이 있겠지만, NADP는 상대적으로 덜 알려진 인자였습니다. 하지만 이 연구는 NADP, 특히 세포질에 존재하는 NADP의 부족이 우리 몸의 중요한 기관인 혈관을 늙게 만들고, 결국 심혈관 질환의 위험을 높인다는 사실을 과학적으로 규명했습니다.
핵심은 '세포 노쇠(cellular senescence)'라는 개념입니다. 우리 몸의 세포는 시간이 지나면 늙어서 기능을 잃고 더 이상 분열하지 않게 되는데, 이를 노쇠라고 합니다. 혈관 내피 세포가 늙으면 혈관의 탄력성이 떨어지고 염증 반응이 쉽게 일어나 심혈관 질환의 원인이 됩니다. 이번 연구는 NADP가 부족해지면 이 세포 노쇠가 더 빠르게 진행된다는 것을 보여주며, 반대로 G6PD 효소의 활성을 높여 NADP의 환원형인 NADPH를 충분히 확보하면 세포 노쇠를 늦추고 혈관을 젊게 유지할 수 있다는 가능성을 열었습니다. 이는 마치 엔진 오일이 부족하면 자동차가 금방 망가지듯, 세포에도 필수적인 '윤활유' 같은 물질이 있으며 NADP가 그 역할을 할 수 있다는 점을 시사합니다.
더욱 흥미로운 점은, 이미 우리 생활 속에 널리 사용되고 있는 엽산 같은 약물이 NADP 수치를 높여 혈관 기능을 개선할 수 있다는 발견입니다. 이는 단순히 새로운 약물 개발에만 국한되지 않고, 기존의 안전성이 입증된 약물을 활용하여 노화 관련 질환을 예방하거나 치료할 수 있는 새로운 길을 제시한다는 점에서 매우 실용적이고 고무적입니다. 앞으로 NADP 관련 연구가 활발해진다면, 고령화 사회에서 증가하는 심혈관 질환 문제에 대한 효과적인 해결책을 찾는 데 크게 기여할 것으로 기대됩니다.