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- 근감소증은 노화로 인해 30세 전후부터 서서히 시작되어 나이가 들수록 급격히 진행
- 간세포 성장인자(HGF)는 건강한 근육 조직의 근섬유를 둘러싼 지지망에 저장돼
- 처음에 비활성 상태, 상처 받으면 성장인자 방출, 줄기세포 활설화, 근섬유 재생
- 글루타치온 삼황화물(GSSSG),질산화에 저항하는 슈퍼 HGF 형태를 만들어낼 수 있다
- LASSS가 실험실뿐 아니라 생체 조직에서도 보호 효과를 발휘

노화로 인한 근육 손실을 늦출 수 있는 분자 발견
"리포산 삼황화물(LASSS), 질산화 방지"

나이가 들면서 질산화는 간세포 성장 인자(HGF)가 골격근 줄기세포의 수용체에 결합하는 것을 방해한다. 이는 근육 재생을 저해하고 점진적인 근육 손실을 초래한다. 최근 황을 함유한 화합물인 리포산 삼황화물(LASSS)이 질산화를 방지할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 이 분자는 향후 노화로 인한 근육 손실을 억제하여 노인들의 독립적인 생활과 삶의 질을 더 오래 유지하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 

▲ 리포산 삼황화물(LASSS)은 질산화를 방지하고 근육 분해를 억제한다. © Crevis / depositphotos.com

근감소증은 노화로 인해 근육량, 근력, 신체 활동 능력이 감소하는 현상으로, 30세 전후부터 서서히 시작되어 나이가 들수록 급격히 진행된다. 호르몬 변화, 단백질 이용률 저하, 근육 재생 능력 감소 등으로 인한 근육 기능 저하는 노년층의 낙상 및 골절 위험을 증가시키고 독립적인 생활을 크게 제한한다. 따라서 의료 전문가들은 노인들도 노년까지 근력을 유지하기 위해 충분한 신체 활동과 규칙적인 근력 운동을 할 것을 권장한다.

규슈 대학의 류이치 타츠미(Ryuichi Tatsumi) 연구팀은 신체의 주요 근육 복구 신호 중 하나를 유지하고 증폭시킬 수 있는 분자를 발견했다. 연구팀은 간세포 성장 인자(HGF)에 주목했다. HGF는 건강한 근육 조직의 근섬유를 둘러싼 지지망에 저장되어 있으며, 처음에는 비활성 상태다. 근육이 손상되거나 기계적 스트레스를 받으면 신체는 성장 인자를 방출하고, 이 성장 인자는 골격근의 줄기세포인 위성 세포의 c-Met 수용체에 결합한다. 이로 인해 줄기세포가 휴면 상태에서 활성화되어 증식 및 분화해 근섬유를 재생한다.

간세포 성장 인자(HGF)는 노화에 따라 변화한다.

타츠미 교수 연구팀은 이전 연구에서 이 성장 인자가 화학적 변화를 겪으면서 노화와 함께 이러한 과정이 점점 더 저해된다는 사실을 발견했다. 질산화라는 과정에서, 성장인자 HGF의 아미노산인 티로신-198과 티로신-250(Y198 및 Y250)에 니트로기가 결합하는데, 이 아미노산들은 HGF가 c-Met에 결합하는 데 매우 중요하다. 질산화된 HGF는 수용체에 더 결합할 수 없으므로 근육 재생 과정을 시작할 수 없다. 타츠미 교수에 따르면, 이것이 노년층에서 근육 재생 능력이 저하되는 이유 중 하나다.

"노년기에 HGF가 완전히 사라지는 것은 아니다. 오히려 생성된 후 화학적으로 변형될 수 있다. 이러한 이유로 우리는 강력한 항산화 능력을 가진 화합물이 HGF를 보호할 수 있을지, 즉 질산화를 방지하거나 그로 인한 기능 손실을 보완할 수 있을지에 대한 의문을 갖게 되었다"고 류이치 타츠미는 설명했다.

항산화 작용을 하는 황 함유 화합물

본 연구에서는 항산화 작용을 하는 황 함유 화합물인 글루타치온 삼황화물(GSSSG)과 리포산 삼황화물(LASSS)이 질산화를 억제할 수 있는지 조사했다. 이 화합물들은 세 개의 황 원자가 직접 결합된 분자인 삼황화물 계열에 속한다.

첫 번째 실험에서 GSSSG와 LASSS는 HGF의 Y198 및 Y250 부위에서 질산화를 억제했다. 그러나 성장 인자의 수용체 결합 능력은 초기에는 완전히 회복되지 않았다. 따라서 연구진은 HGF와 삼황화물의 몰비를 1:4000에서 1:8000으로 증가시킨 두 번째 실험을 진행했다. 그 결과, 처리하지 않은 HGF에 비해 HGF의 c-Met 결합 능력이 두 배 이상 증가했다. 또한, 황 함유 화합물인 LASSS는 성장 인자가 질산화로 인한 기능 장애에 더 강하게 저항하도록 했다. 이러한 효과는 GSSSG에서는 관찰되지 않았다.

"이 결과는 우리의 예상을 뛰어넘었다. 삼황화물이 다양한 생물학적 기능을 한다는 것은 알고 있었지만, HGF와 LASSS를 단순히 혼합하는 것만으로 이처럼 놀라운 효과가 나타날 줄은 전혀 예상하지 못했다. 이는 LASSS가 단순히 반응성 분자를 중화시키는 것 이상의 역할을 한다는 것을 보여준다. LASSS는 HGF와 직접 상호작용하여 미묘한 구조적 변화를 유발하고, c-Met에 더욱 강력하게 결합하고 질산화에 저항하는 '슈퍼 HGF' 형태를 만들어낼 수 있다”라고 류이치 타츠미는 설명했다.

생체 근육 조직에서도 나타나는 LASSS의 보호 효과

연구진은 생체 조직에서도 효과가 있는지 확인하기 위해 쥐를 대상으로 실험을 진행했다. 활동 부족으로 인한 근육 위축이 발생한 쥐에게 LASSS와 GSSSG를 투여한 결과, LASSS를 투여한 쥐는 투여하지 않은 쥐에 비해 질산화 수치가 현저히 낮았습니다. 반면 GSSSG는 보호 효과를 나타내지 않았다. 따라서 이 실험은 LASSS가 활동 부족으로 인한 근육 위축을 억제할 수 있음을 입증한다.

이러한 결과는 LASSS가 실험실뿐 아니라 생체 조직에서도 보호 효과를 발휘함을 보여주며, 연구진은 이를 바탕으로 노화 동물 실험을 통해 생체 내 LASSS의 효능과 안전성을 더욱 정밀하게 검증할 계획이다. 연구진에 따르면, 이번 연구 결과는 노인 및 장기간 신체 활동이 부족한 사람들의 근육량 유지에 도움이 될 것으로 예상된다. 장기적으로 이는 노년기의 독립성과 삶의 질 향상에 기여할 수 있을 것이다.

출처: 학술지 Scientific Reports 게재, doi: 10.1038/s41598-026-60835-w

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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