수면조절에 관여하는 뇌 신경 펩타이드 '히포크레틴'

기면증 환자에서 히포크레틴 양 부족

기변증은 HLA DQB1*0602 유전자와 수면-각성 조절에 관여하는 신경전달물질인 히포크레틴(hypocretin) 혹은 오렉신(orexin)의 농도 저하 등이 연관된 것으로 알려졌다. 일반인의 경우 히포크레틴의 농도가 200pg/ml 이상이지만 110pg/ml 이하로 떨어지면 기면병으로 진단할 수 있다. 

히포크레틴을 만드는 세포 역시 기면증 환자가 정상인에 비해 크게 줄어들어 있으며, 기면증의 또 다른 증상인 탈력발작[2]을 보이는 환자에게서 히포크레틴 농도는 특히 더 낮다.

또한 히포크레틴은 우울증, ADHD(주의력 결핍 과잉행동 장애) 등의 정신 질환에도 관여하는 것으로 짐작되고 있으며, 캐나다에선 2018년 히포크레틴의 작용을 억제하는 불면증 치료제가 도입되기 시작했다.

 

나이 들수록 잠이 없어지는 이유 설명

미국 스탠포드대 연구팀은 왜 불면증을 호소하는 노인이 많은지 알아보기 위해 연구를 진행했다. 연구팀은 먼저 불면증의 원인이 신경 회로의 오작동에 있다고 가정했다. 그런 다음 신경회로에서 각성 상태를 유지해주는 신경전달물질 히포크레틴을 가지고 동물 실험을 진행했다. 히포크레틴은 뇌에 있는 수십억 개의 뉴런 중 5만개 정도만 생성할 수 있는 것으로 알려져 있다.

연구팀은 뇌의 신경 섬유가 사용하는 빛으로 젊은 쥐(3~5개월)와 늙은 쥐(18~22개월)의 특정 뉴런을 자극했다. 그랬더니 늙은 쥐의 뇌는 젊은 쥐의 뇌에 비해 히포크레틴을 약 38% 더 적게 생산했다. 연구팀은 또 늙은 쥐의 히포크레틴이 더 쉽게 자극돼 동물이 자주 깨어나도록 한다는 사실을 발견했다.

나이가 들수록 히포크레틴이 줄어들고 더 쉽게 자극되는 원인은 밝혀지지 않았다. 다만 연구팀은 나이가 들수록 칼륨채널이 적게 열리는 게 영향을 미쳤을 것이라고 추측했다. 칼륨채널은 칼륨이온이 농도 차이로 세포막을 통과하는 경로를 뜻하며 뇌 전체에 걸쳐 신경세포 내의 전기적 신호를 변형하기도 한다.

연구의 저자 루이스 드 레시아 박사는 “우리의 연구 결과는 노화와 불면의 기본 메커니즘을 설명한다”며 “앞으로 관련 연구가 계속된다면 노인 불면증을 예방하는 전략을 세워 볼 수도 있을 것이다”고 말했다.

이번 연구 결과는 2022년 국제학술지 ‘사이언스(Science)’에 게재됐다.

 

히포크레틴 발현을 조절하는 마이크로RNA

뇌 신경세포(뉴런)의 히포크레틴 수위가 어떻게 조절되는지에 대해선 지금까지 거의 알려진 게 없다. 이런 관련 지식의 부재는 히포크레틴을 표적으로 하는 치료제 개발에 큰 걸림돌이 됐다.

최근에 특정 유형의 마이크로 RNA(miR)가 인간의 히포크레틴 유전자를 표적으로 삼아 수면의 질과 양을 조절하는 메커니즘이 밝혀졌다.

덴마크 코펜하겐대 과학자들은 인간의 히포크레틴 유전자 발현을 제어하는 마이크로 RNA로 원래는 miR-137, miR-637, miR-654-5p 등 3개 유형을 지목했다.

그러다가 영국 '바이오뱅크'(UK Biobank) 데이터를 분석하는 과정에서 낮에 심한 졸음을 유발하는 miR-137 돌연변이를 발견했다.

miR-137이 다른 부위보다 뇌에서 많이 관찰되는 것도 발견했다.

이 마이크로 RNA는 또 척추동물의 진화 과정에서 잘 보존돼 생쥐의 히포크레틴 유전자도 제어 표적으로 삼고 있었다.

또한 실험적으로 miR-137을 억제하면 히포크레틴 발현 수위가 높아져 각성 상태가 연장됐다.

면역반응과 수면과의 연결고리 제시

히포크레틴이 면역계호르몬인 cytokine에 의해 활성이 조절되는데 여기에 miR-137이 관여함을 발견하였다.

 

포크레틴 수위 변화에 관여하는 건 인터류킨 13(IL -13)이었다. 이 신호전달 물질은 miR-137의 작용을 상향조절해 히포크레틴 수위를 낮췄다.

연구팀은 논문에서 "IL -13이 어떻게 이런 작용을 하는지는 아직 모르지만, 그 해답을 찾기 위한 시험을 진행하고 있다"라고 밝혔다.

이 연구 결과는 2022년 미국 국립과학원회보(PNAS)에 논문으로 실렸다.

 

 

 

출처)
"기면병, 환자 생활리듬에 맞춘 약물선택 중요" (메디털업저버)
나이 들수록 숙면 어려워지는 까닭 (헬스조선)
불면증 vs 기면증, 증상은 반대지만 뿌리는 같다 (연합뉴스)

 

---

2022.04.30 - [연구결과] - 중장년층 인지건강에 최적인 수면 시간

중장년층 인지건강에 최적인 수면 시간

 

2022.04.17 - [건강상식] - 잠잘때 어둡게 하는것이 건강에 중요한 이유

잠잘때 어둡게 하는것이 건강에 중요한 이유

 

2022.04.05 - [건강상식] - 불면증 때문에 먹는 수면제 남용은 얼마나 위험할까?

불면증 때문에 먹는 수면제 남용은 얼마나 위험할까?

 

2022.03.07 - [연구결과] - 근력운동이 유산소운동보다 수면에 더 좋다

근력운동이 유산소운동보다 수면에 더 좋다

 

2022.03.01 - [연구결과] - 잠을 안자면 비만의 위험이 더 커질수 있다

잠을 안자면 비만의 위험이 더 커질수 있다