비타민 K 변형체, 신경세포 재생 가능성 제시, 퇴행성 뇌질환 치료 새 단서

 

 

알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병과 같은 신경퇴행성 질환은 뇌 신경세포가 점진적으로 소실되면서 기억력 저하, 인지 장애, 운동 기능 이상 등을 유발한다. 현재 사용되는 치료제는 증상 완화에 그치는 경우가 많아, 손상된 신경세포를 대체하거나 재생을 유도할 수 있는 새로운 치료 전략에 대한 관심이 커지고 있다.

이런 가운데 일본 시바우라공과대학 바이오사이언스·엔지니어링학과 연구진이 비타민 K를 기반으로 한 새로운 신경 활성 물질을 개발해 주목받고 있다. 요시히사 히로타 부교수와 요시토모 스하라 교수가 이끈 연구팀은 기존 비타민 K보다 신경세포 분화 유도 효과가 크게 향상된 비타민 K 유사체를 합성하고, 그 작용 기전을 규명했다. 연구 결과는 국제학술지 ACS 케미컬 뉴로사이언스에 게재됐다.

비타민 K는 혈액 응고와 골 건강에 관여하는 지용성 비타민으로 잘 알려져 있으나, 최근에는 뇌세포 보호와 발달에 영향을 미친다는 점에서 주목받고 있다. 다만 자연 형태의 비타민 K(MK-4)는 신경 재생 치료에 활용하기에는 효능이 제한적이라는 한계가 있었다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 비타민 K에 신경 분화를 촉진하는 레티노산이나 화학적 곁사슬을 결합한 12종의 새로운 유사체를 합성했다. 이 가운데 레티노산과 메틸 에스터 곁사슬을 결합한 물질은 신경 전구세포가 성숙한 신경세포로 분화되는 비율을 대조군 대비 약 3배 높였다. 연구진은 이 물질을 ‘신규 비타민 K 유사체(Novel VK)’로 명명했다.

추가 분석 결과, 비타민 K에 의한 신경 분화는 대사성 글루타메이트 수용체(mGluR)를 통해 조절되는 것으로 나타났다. 특히 MK-4의 효과는 mGluR1과 밀접하게 연관돼 있었으며, 이 수용체는 시냅스 신호 전달과 운동 기능 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 분자 도킹 분석에서도 신규 비타민 K 유사체가 mGluR1에 강하게 결합하는 특성이 확인됐다.

동물 실험에서는 해당 물질이 혈뇌장벽을 통과해 뇌 조직 내에서 안정적으로 유지되며, 기존 비타민 K보다 높은 농도의 MK-4로 전환되는 것이 관찰됐다. 히로타 부교수는 “신경세포 손실이 핵심 병리인 퇴행성 뇌질환에서, 이번에 개발한 비타민 K 유사체가 신경 재생을 유도하는 새로운 치료 후보가 될 수 있다”고 밝혔다.