농진청 "국산 도라지, '인지능 개선 효과' 과학적 입증"

실험동물에 도라지 추출물 투여... 치매 원인 물질 축적 50%까지 줄어

[유창재 기자]

▲ 국내산 도라지 모습. ⓒ 농촌진흥청

국산 도라지(Platycodon grandiflorum)의 '인지능' 개선 효과'가 과학적으로 입증됐다.

도라지는 초롱꽃과(科) 여러해살이풀로, 주로 나물이나 청으로 만들어 먹는다. 한방에서는 가래와 기침 증상을 개선하는 한약재(길경)로 사용한다. <동의보감>과 <본초강목>에 거담(가래를 줄임), 배농(고름을 배출), 진해약(기침 증상의 개선) 등에 효과가 있다고 기록돼 있다.

농림축산식품부의 '2022 특용작물 생산실적'에 따르면, 도라지는 우리나라에서는 한 해 4823톤(2022년 기준)이 생산되고 있다.

농촌진흥청(청장 권재한)은 26일 한약재와 식품으로 쓰이는 국산 도라지의 활용성을 높이고, 우리 특용작물을 이용한 국민 건강 증진 방안을 찾고자 인지능 개선 관련 세포실험과 동물실험을 진행한 결과, 이같이 나타났다고 밝혔다.

농촌진흥청 국립원예특작과학원 특용작물이용과의 세포실험 결과, 도라지 추출물은 염증을 유도한 동물 신경세포의 산화질소(체내에서 염증성 질환을 일으키는 핵심 물질로 작용)를 약 30~60%까지 감소시켰다. 나아가 신경세포 스스로 죽는 현상(apoptosis)을 억제함으로써 신경세포를 보호하는 역할을 했다.

참고로, 동물 신경세포는 동물에서 얻은 동물 유래 세포로, 동물(마우스)의 해마 세포주(해마 신경세포)와 미세아교세포주(뇌와 척추 전역에 분포돼 있으며 뇌 세포 중 10~15% 차지)를 말한다.

▲ 알츠하이머병 동물모델에서 국산 도라지 추출물에 의한 인지능 개선 원리 용어: PGE; 도라지 추출물, Cognitive decline: 인지능 저하, Neuroinflammation: 신경염증, Gliosis; 신경교증으로 뇌에서 신경교세포가 비정상적인 증식을 나타내는 것, Vicious cycle: 악순환, ROS(Reactive oxygen species; 활성산소종으로 화학적 반응성이 높아 생물체 내 조직, 세포를 손상(산화)시키는 물질, ROS generation; 활성 산소종의 생성, Oxidative stress; 산화스트레스로 조직·세포 내 활성산소 등의 과다 생성에 의해 손상이 발생하는 것, Aβ deposition; 베타-아밀로이드의 축적, Neurodegeneration; 신경세포의 퇴행을 의미하며 신경퇴행성 질환의 진행에 핵심 메커니즘, TLR7-medlated pro-inflammatory cytokines; TLR(toll-like receptors)에 의해 유도되는 염증성 사이토카인(면역반응의 일환으로 염증을 유발하거나 조절 ⓒ 농촌진흥청

특히 연구진이 세포에 이어 단기적으로 인지능력이 떨어진 동물에 도라지 추출물을 투여한 결과, 학습 능력은 정상적인 수준까지 유의적으로 회복했다.

특히 연구진은 "알츠하이머병 동물에서는 알츠하이머성 치매 원인 물질인 베타-아밀로이드(뇌 신경세포에 쌓이면 염증을 일으키는 알츠하이머성 치매의 원인 물질) 축적이 베타-아밀로이드와 반응하여 색을 나타내는 4G8 항체의 면적으로서 약 50%까지 감소했다"고 설명했다.

이어 "도라지 추출물이 뇌의 산화스트레스와 신경 염증을 연결하는 악순환을 끊어내고 세포 외부 물질을 섭취하는 '식세포 작용'을 활성화함으로써 '베타-아밀로이드'를 감소시킨 데 따른 것으로 추정한다"고 부연했다. 식세포 작용은 세포가 세포 외부의 물질을 세포 내로 들여와서 섭취(소화)하는 작용이다.

▲ 알츠하이머병 마우스의 뇌에서 국산 도라지 추출물에 의한 베타-아밀로이드 축적 억제 효과 ⓒ 농촌진흥청

김금숙 농촌진흥청 국립원예특작과학원 특용작물이용과장은 "치매는 발병 후 관리 못지않게 예방 차원의 관리도 중요하다"면서 "국산 약용작물을 활용한 인지능 개선 소재 개발은 국민 건강 증진, 사회적 비용 절감, 국내 농산업 발전에 큰 도움이 될 것으로 예상한다"고 기대했다.

한편, 이번 연구는 학계에 보고된 도라지의 인지능 개선 연구에서 한발 더 나아가 '베타-아밀로이드' 감소 원리 등을 밝힌 점에서 의미가 있다. 연구 결과는 이달(8월)에 국제 학술지인 <바이오메디신&파마코테라피>와 <프론티어 인 뉴트리션> 두 곳에 연달아 실렸다.

▲ 도라지 재배 모습 ⓒ 농촌진흥청