늙은 뇌를 ‘새로고침’할 스위치

[바이오키워드] 신경줄기세포 조절 단백질 ‘DMTF1’

사진=게티이미지뱅크

나이가 들수록 기억력과 학습 능력이 떨어지는 이유로는 여러 가지가 꼽힌다. 그중 하나가 뇌에서 새 신경세포를 만들어내는 신경줄기세포의 기능 저하다. 그런데 노화로 지친 신경줄기세포를 다시 '증식 모드'로 돌려세울 수 있는 단백질이 확인됐다는 연구가 나왔다.

싱가포르국립대(NUS) 용 루 린 의대(Yong Loo Lin School of Medicine) 연구진은 전사인자(transcription factor)인 DMTF1(cyclin D-binding myb-like transcription factor 1) 단백질이 노화된 신경줄기세포의 '활성 스위치'처럼 작동한다고 보고했다. 연구 결과는 국제학술지 《사이언스 어드밴스(Science Advances)》 2026년 1월 2일자에 실렸다.

"노화 줄기세포에서 DMTF1이 줄었다"

전사인자는 유전자가 켜지고 꺼지는 타이밍을 조절하는 단백질이다. 같은 DNA를 갖고 있어도 세포가 '지금 무엇을 할지'를 결정하도록 방향을 잡아주는 역할을 한다. 신경줄기세포는 새로운 뉴런을 만들어 학습과 기억에 기여한다. 하지만 나이가 들면 줄기세포가 스스로를 복제하고 새 세포를 만드는 능력이 떨어지면서 뇌의 재생 여력도 함께 감소할 수 있다.

연구진은 사람 유래 신경줄기세포와 노화를 빠르게 모사한 실험 모델(특히 텔로미어 기능 이상이 있는 조건)을 이용해 DMTF1의 역할을 추적했다. 텔로미어는 염색체 끝을 보호하는 구조로, 세포 분열이 반복될수록 짧아지는 현상이 노화의 대표적인 지표로 언급된다.

핵심 결과는 비교적 명확했다. '늙은' 신경줄기세포에서 DMTF1 수준이 크게 낮아져 있었고, 반대로 DMTF1 발현을 회복시키자 줄기세포의 증식(재생) 능력이 되살아났다는 것이다.

연구진은 DMTF1이 줄기세포 기능을 어떻게 되살리는지도 분석했다. 결론은 유전자 접근성, 즉 'DNA가 얼마나 잘 열리느냐'였다.

DNA는 세포 안에서 단단히 감겨 있다. 필요할 때만 특정 구간이 열리고, 그때 유전자가 발현된다. 연구진은 DMTF1이 Arid2와 Ss18이라는 조력 유전자의 발현을 조절하고, 이들이 SWI/SNF 염색질(chromatin) 리모델링 복합체의 구성 요소로서 DNA 구조를 느슨하게 만들어 성장·증식 관련 유전자가 활성화되도록 돕는다고 설명했다. 또 이 과정이 E2F 표적 유전자(세포주기·증식과 관련)의 활성과도 연결된다고 보고했다.

요약하면 DMTF1은 줄기세포에 "다시 증식해도 된다"는 신호를 주는 데 그치지 않고, 그 신호가 실제 유전자 발현으로 이어지도록 DNA가 열리게 하는 조력자들까지 움직인 셈이다.

'회춘 치료제'일까…"아직은 실험실 단계"

연구진은 이번 결과가 주로 시험관 연구에서 얻어진 것임을 분명히 했다. 다음 단계는 텔로미어 단축이나 자연 노화 조건에서 DMTF1을 높였을 때 신경줄기세포 수가 실제로 늘고, 나아가 학습·기억 기능 개선으로 이어지는지 확인하는 것이다. 무엇보다 뇌에서 세포 증식을 건드리는 전략인 만큼 뇌종양 위험을 높이지 않는지 등 안전성 검증이 필수다.

장기적으로는 DMTF1을 직접 주입하기보다, DMTF1의 활성을 안전하게 자극할 수 있는 소분자 후보 물질을 찾는 방향도 제시됐다. DMTF1은 노화로 꺼져가던 신경줄기세포의 '증식 스위치'를 다시 켤 수 있는 후보로 주목받고 있다. 다만 사람의 뇌 노화·인지저하 치료로 이어지려면, 효능과 안전성을 뒷받침하는 추가 연구가 넘어야 할 관문이다.

*논문 출처: DMTF1 up-regulation rescues proliferation defect of telomere dysfunctional neural stem cells via the SWI/SNF-E2F axis. Science Advances, 2026; 12 (1) DOI: 10.1126/sciadv.ady5905.

원종혁 기자 (every83@kormedi.com)