비즈니스 기회
조직의 중앙시계와 생체시계 사이의 동기화는 노화를 방지
노화방지를 위하여 전체 유기체의 리듬을 조정하는 중앙 시계로부터 신호를 받을 뿐만 아니라 이러한 신호를 조직의 특정 요구에 맞게 조정하는 주변 시계의 중요성을 강조합니다.
UPF와 IRB 바르셀로나의 과학자 팀이 Science and Cell Stem Cell 저널에 동시에 발표한 두 개의 보완 연구 논문은 중앙 및 생체 시계가 피부와 근육의 일상 활동을 조절하기 위해 조정된다는 것을 보여줍니다.
두 시계(중앙 및 생체)의 조정은 세포 주기, DNA 복구, 미토콘드리아 활동 및 신진대사와 같은 중요한 과정을 포함하여 조직의 일주기 기능의 50%를 보장합니다. 중추 뇌 시계와 말초 뇌 시계 사이의 동기화는 조기 근육 노화를 방지하고 근육 기능을 개선하여 일주기 리듬 조절을 통해 노화 관련 쇠퇴를 해결하는 새로운 전략을 제안합니다.
1970년대에 발견된 생체 시계는 인체 대부분의 세포에서 생물학적 시간을 조절하는 데 필수적입니다. 이러한 내부 메커니즘은 생물학적 과정을 24시간 주기로 조정하여 환경의 일상적인 변화와 세포 기능을 동기화할 수 있도록 합니다.
일주기 리듬은 다른 말초 조직의 시계와 통신하는 뇌의 중앙 시계에 의해 조정되며 수면 패턴에서 음식 대사 능력에 이르기까지 많은 기능에 영향을 미칩니다.
IRB 바르셀로나의 ICREA 연구원인 살바도르 아즈나르 베니타 박사와 폼페우 파브라 대학(UPF)의 의학 및 생명과학과 ICREA 연구원인 푸라 무뇨스-카노베스 박사가 이끄는 팀은 근육과 피부의 중앙 시계와 주변 시계 사이의 동기화가 이러한 조직의 올바른 기능을 보장하는 데 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 노화와 관련된 퇴행성 과정을 예방한다는 것을 설명했습니다.
중추 시계와 말초 시계 사이의 동기화에 대한 연구는 Science에 실렸고, 중앙 시계와 피부 주변 시계 사이의 조정에 대한 연구는 Cell Stem Cell에 발표되었습니다. 두 연구 모두 근육과 피부의 최적 기능을 유지하기 위한 이러한 조정의 중요성을 강조하는 공통적인 메커니즘을 보여줍니다.
이 연구는 또한 중앙 시계가 없을 때 24시간 주기를 유지하고 생체 기능의 약 15%를 관리할 수 있는 주변 시계의 놀라운 자율성을 설명합니다.
"뇌와 말초 생체 시계 사이의 동기화가 피부와 근육 건강에 중요한 역할을 하는 반면, 말초 시계만으로는 가장 기본적인 조직 기능을 수행하는 데 자율적이라는 것을 보는 것은 매혹적입니다"라고 IRB 바르셀로나의 줄기 세포 및 암 연구소 책임자인 Aznar Benitah 박사는 말합니다.
"우리의 연구는 근육과 피부와 같은 조직의 최적 기능을 유지하고 악화 및 노화를 피하기 위해 두 개의 조직 시계(중추 및 말초 시계)만 상호 작용하는 것이 필요하다는 것을 보여줍니다. 이제 다음 단계는 잠재적인 치료 응용 프로그램을 염두에 두고 이 상호 작용과 관련된 신호 전달 요인을 식별하는 것입니다"라고 현재 Altos Labs의 수석 연구원 Muñoz-Cánoves 박사는 설명합니다.
근육 말초 시계와의 조정은 근육 기능을 유지하고 조기 노화를 방지합니다
사이언스(Science)에 발표된 뇌와 근육 사이의 소통에 관한 연구는 중앙 시계와 말초 시계 사이의 조정이 일상적인 근육 기능을 유지하고 이 조직의 조기 노화를 예방하는 데 중요하다는 것을 확인했습니다. 일주기 리듬의 회복은 근육량과 근력의 손실을 줄여 실험용 마우스 모델에서 저하된 운동 기능을 개선합니다.
이 연구의 결과는 또한 하루 중 활동적인 단계에만 식사를 하는 시간 제한 섭식(TRF)이 중앙 시계를 부분적으로 대체하고 근육 시계의 자율성을 향상시킬 수 있음을 보여주었습니다. TRF를 통한 일주기 리듬의 회복은 근육 손실, 신진 대사 및 운동 기능의 저하, 노화된 쥐의 근력 손실을 완화할 수 있습니다.
피부의 말초 시계는 뇌 신호를 통합하고 조절합니다
세포 줄기 세포(Cell Stem Cell)에 발표된 연구에서 연구팀은 피부 생체 시계가 이 조직의 일상적인 생리학을 조정하는 데 중추적인 역할을 한다는 것을 입증했습니다. 뇌 신호를 통합하고 때로는 수정함으로써 이러한 조정은 피부의 올바른 기능을 보장합니다.
놀라운 발견은 말초 시계가 없을 때 중앙 생체 시계가 피부의 일주기 리듬을 유지하지만 평소와 반대 방식(즉, 반대 일정)으로 작동한다는 것입니다. 예를 들어, 연구진은 DNA 복제가 중앙 시계에 의해서만 조절된다면 피부가 자외선에 노출되는 낮 시간에 발생하여 돌연변이가 축적될 위험을 증가시킬 수 있음을 관찰했습니다.
이 현상은 전체 유기체의 리듬을 조정하는 중앙 시계로부터 신호를 받을 뿐만 아니라 이러한 신호를 조직의 특정 요구에 맞게 조정하는 주변 시계의 중요성을 강조합니다.
이상의 기사는 2024년 5월 2일 MedicalXpress에 게재된 “Synchronization between central and circadian clocks of tissues found to preserve their functioning, prevent aging”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : https://medicalxpress.com/news/2024-05-synchronization-central-circadian-clocks-tissues.html
* 추가정보 출처 : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1934590924001401?via%3Dihub