비타민 K 유사체가 신경세포 재생을 촉진할 수 있다는 연구 결과가 발표되었습니다. 기존 비타민 K보다 강력한 효과를 보이며, 알츠하이머병 등 신경퇴행성 질환 치료의 새로운 가능성을 제시합니다.
비타민 K 유사체, 신경재생 가능성 열다
일본 시바우라공과대학 연구진은 기존 비타민 K보다 신경 분화를 더 강하게 유도하는 비타민 K 유사체를 합성했다고 밝혔습니다. 해당 연구는 2025년 10월 14일 학술지 ACS Chemical Neuroscience에 게재되었습니다.
알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병과 같은 신경퇴행성 질환은 신경세포가 점차 손상되고 사멸하는 것이 특징입니다. 현재 치료법은 증상 완화에 초점이 맞춰져 있으며, 근본적으로 질환 진행을 되돌리지는 못하는 실정입니다.
신경세포 분화 촉진 전략
연구진은 손상된 뇌 기능을 회복하기 위한 방법으로 ‘신경 분화 유도’에 주목했습니다. 이는 신경 전구세포를 새로운 뉴런으로 분화시키는 전략입니다.
비타민 K는 혈액 응고와 뼈 건강에 필요한 영양소로 알려져 있지만, 최근에는 뇌세포 발달과 보호에도 관여하는 것으로 확인되었습니다. 다만 천연 형태인 MK-4는 재생 치료에 사용하기에는 효능이 충분하지 않을 수 있다는 한계가 있습니다.
12종 합성 비타민 K 유사체 개발
연구진은 비타민 K에 레티노산, 카복실산기, 메틸 에스터 측쇄 등을 결합해 총 12종의 비타민 K 유사체를 합성했습니다. 특히 레티노산은 신경 분화를 촉진하는 물질로 알려져 있습니다.
각 화합물은 신경 전구세포가 실제 뉴런으로 분화하는 능력을 기준으로 평가되었습니다. 신경세포 표지자인 Map2 단백질 발현량을 측정해 효과를 분석했습니다.
3배 높은 신경 분화 효과
그중 한 화합물은 기존 비타민 K보다 약 3배 높은 신경 분화 유도 효과를 보였습니다. 연구진은 이를 ‘Novel VK’로 명명했습니다.
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유전자 발현 분석 결과, 비타민 K 유사체의 작용은 특히 mGluR1 수용체 활성화와 관련이 있는 것으로 확인되었습니다. mGluR1은 시냅스 신호 전달과 운동 기능에 중요한 역할을 하며, 이상이 생기면 운동 및 인지 기능 장애로 이어질 수 있습니다.
혈뇌장벽 통과 및 높은 안정성
구조 시뮬레이션과 분자 도킹 분석에서 Novel VK는 자연 비타민 K보다 mGluR1에 더 강하게 결합하는 것으로 나타났습니다. 세포 및 동물 실험에서도 농도 의존적으로 MK-4 생성이 증가했습니다.
특히 생체 내 실험에서 해당 비타민 K 유사체는 혈뇌장벽을 통과해 뇌 내 MK-4 농도를 효과적으로 높였습니다. 약동학적 안정성 또한 우수한 것으로 보고되었습니다.
신경퇴행성 질환 치료의 단서
이번 연구는 비타민 K 유사체가 신경 분화와 신경 보호를 유도하는 분자적 기전을 구체적으로 규명했다는 점에서 의미가 있습니다. 알츠하이머병과 같은 질환에서 손상된 신경망을 재생하는 치료 전략으로 발전할 가능성이 제시되었습니다.
핵심 요약
- 비타민 K 유사체는 기존 비타민 K보다 신경 분화 유도 효과가 최대 3배 높게 나타났습니다.
- 작용 기전은 mGluR1 수용체 활성화와 연관되어 있습니다.
- 동물 실험에서 혈뇌장벽을 통과하며 뇌 내 MK-4 농도 증가를 확인했습니다.
- 알츠하이머병 등 신경퇴행성 질환의 재생 치료 전략으로 개발 가능성이 제시되었습니다.
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