국내 연구진이 인삼에서 뇌의 발생, 성장, 발육에 중요한 역할을 하는 새로운 생리활성물질을 분리 추출하고, 이 물질의 치매 예방 매커니즘을 규명했다.
건국대 수의학과 나승열 교수 연구팀은 고려 인삼에서 새로운 생리활성 물질을 분리 동정하는 데 성공하였고, 이를 진토닌(gintonin)이라 이름 지었다. 진토닌은 지금까지 알려진 인삼 성분들과는 달리 리소포스파티딘산-단백질 복합체로 각종 세포의 성장 뇌의 성장, 발육에 중요한 역할을 하는 리소포스파티딘산을 다량 포함하고 있는 것으로 밝혀졌다.
나 교수 연구팀은 또 인삼의 진토닌 성분이 G단백질 연결 수용체중의 하나인 리소포스파티딘산 (lysophosphatidic acids) 수용체 활성을 통해 치매의 원인물질인 베타 아밀로이드 생성을 억제해 뇌병변 및 기억력 소실을 억제한다는 사실도 밝혀냈다.
이번 연구 결과는 알츠하이머병 국제 전문 학술지인 Journal of Alzheimer’s Disease (IF 4.3) 온라인판에 5월7일자로 게재됐다. 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단의 핵심 BK21 연구과제 및 건국대 BMIC 중점 연구소 지원 사업에 의하여 이루어졌다.
진토닌은 ginseng(인삼)의 gin과 강장 작용 tonic의 ton, protein(단백질)의 in에서 유래한 것이다. 진토닌은 리소포스파티딘산 (lysophosphatidic acid)을 다량 함유하고 있으며, 현재 신약 개발의 주요 타켓으로 주목 받고 있는 G단백질 연결수용체중의 하나인 리소포스파티딘산(lysophosphatidic acids) 수용체를 활성화시켜 각종 세포의 성장, 증식, 이동 및 형태변화를 유도하는 다양한 작용을 보이기 때문에 뇌 발생, 성장, 발육에 중요한 역할을 한다. 리소포스파티딘산은 중요한 생리활성 성분임에도 불구하고, 수용액 상에서 빨리 가수분해 되는데 진토닌의 단백질 성분이 리소포스파티딘산의 빠른 가수분해를 막아주며, 리소포스파티딘산 (lysophosphatidic acids) 수용체 활성을 유도하는 것으로 나타났다.
건국대 수의학과 나승열 교수팀은 또 강원대 김형춘 교수팀과 공동으로 진토닌에 의한 리소포스파티딘산 (lysophosphatidic acids) 수용체의 활성은 비아밀로이드 생성경로 (non-amyloidogenic pathway)를 촉진시켜 신경계를 보호하고 성장을 촉진하는 이로운 단백질 (soluble amyloid precursor protein alpha)의 방출을 증가시키며, 치매의 원인 물질인 베타-아밀로이드(β-amyloid protein, Aβ) 생성을 억제하고 베타-아밀로이드에 의한 세포 독성도 억제하는 것을 발견했다.
나 교수 팀은 유전자 조작을 통한 알츠하이머 병 유발 형질 전환 생쥐 동물 모델에서 진토닌의 경구 투여는 뇌의 치매 병소 형성을 억제하고, 치매로 인한 기억력 및 인지 능력 손상을 억제한다는 사실을 밝혀냈다.
연구팀은 또 세포를 이용한 연구에서 진토닌은 신경 유래 세포에서 농도가 높고 시간이 지날수록 세포 보호와 성장에 유익한 수용성 알파 아밀로이드 전구 단백질(sAPPα)의 분비를 증가시켰다. 진토닌은 신경 유래 세포에서 베타-아밀로이드 분비를 감소시켰으며, 베타아밀로이드에 의해 유발된 세포독성을 억제하는 것으로 나타났다. 정상 실험 쥐에서 진토닌의 단기 투여는 급성 베타-아밀로이드의 뇌실내 투여에 의한 대뇌 및 해마 병소 형성 및 기억력 소실을 억제하였고, 알츠하이머병 형질 전환 모델 실험 쥐에서, 진토닌의 장기간 경구 투여는 장기 기억 손상뿐만 아니라, 대뇌 (cortex) 및 해마 (hippocampus)에서 아밀로이드반 (amyloid plaque) 축적을 억제하는 것으로 밝혀졌다.
인삼은 부작용이 적으면서 장기 복용이 가능한 전통 기능성 식의약품으로 알려져 있으나, 현재까지 인삼에서 부가가치를 높일 수 있는 G 단백질 연결 수용체를 활성시키는 물질은 아직 발견되지 않고 있었다. 나 교수는 “이번 연구는 인삼의 진토닌 성분을 이용한 알츠하이머성 치매 예방 및 치료제 개발 가능성을 보여주고 있다”고 말했다.
퇴행성 뇌질환인 치매의 원인 물질은 베타-아밀로이드인 것으로 알려져 있다. 베타-아밀로이드는 주로 뇌에서 베타-아밀로이드 생성경로 (amyloidogenic pathway)가 활성될 경우 만들어져 뇌에 축적되면서 신경계를 파괴하여 기억력을 포함한 인지 능력 소실을 유발하는 것으로 알려져 있다. 반대로 비아밀로이드 생성경로 (non-amyloidogenic pathway)는 뇌신경계에서 신경계를 보호하고 성장을 촉진하는 이로운 단백질 (soluble amyloid precursor protein alpha)을 생성하고, 반대로 베타-아밀로이드 생성을 억제하는 것으로 알려져 있어 이 단백질의 생성을 촉진하는 약물 개발에 많은 연구가 진행중이다.
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