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부처연구성과

운동이 분비시키는 단백질, 노화로 약해진 근육과 뼈 되살린다

  • 등록일2025-07-14
  • 조회수742
  • 분류 생명 > 생명과학,   생명 > 보건의료학,   생명 > 생물공학,   레드바이오 > 의약기술,   종합 > 종합,   제품 > 바이오화학・에너지
  • 성과명
    운동이 분비시키는 단백질, 노화로 약해진 근육과 뼈 되살린다
  • 저널명
    Nature Communications
  • IF
    14.7 (2023년 기준)
  • 연구자명
    양용열,권기선,김낙성,강재숙,김민주,김정하
  • 연구기관
    한국생명공학연구원, 전남대학교
  • 사업명
    개인기초연구사업, 지역의 미래를 여는 과학기술 프로젝트 사업, 국가과학기술연구회 융합연구사업, 한국생명공학연구원 주요사업
  • 지원기관
    과학기술정보통신부, 국가과학기술연구회, 한국생명공학연구원
  • 보도자료발간일
    2025-05-22
  • 원문링크
  • 키워드
    #노화 #단백질 #마이오카인 #CLCF1 #골다공증
  • 첨부파일

핵심내용

 

 

운동이 분비시키는 단백질, 노화로 약해진 근육과 뼈 되살린다


- 노화되면 감소하지만 운동하면 분비되어 근골격 노화를 막는 마이오카인 CLCF1 발굴 및 기능 규명-

- 마이오카인 CLCF1 기반의 노인성 근감소증 및 골다공증 치료제 개발 가능성 제시-


"운동이 건강에 좋다"는 말은 누구나 알고 있지만, 우리 몸에 무엇이 어떻게 좋은지를 구체적으로 설명할 수 있는 사람은 많지 않다.


한국생명공학연구원(원장 권석윤, 이하 생명연) 노화융합연구단 양용열 박사 연구팀과 전남대학교 김낙성 교수 연구팀은 운동의 효과를 뒷받침하는 특별한 단백질인 CLCF1(cardiotrophin-like cytokine factor 1)을 발견하였으며,


이 단백질이 운동 중에 근육에서 분비되어 근육과 뼈를 튼튼하게 만들어 근골격 노화를 억제한다는 사실을 밝혀냈다.


연구진은 먼저 젊은 사람들과 나이든 사람들을 두 그룹으로 나누어 운동을 시킨 뒤 혈액 속 'CLCF1' 단백질이 얼마나 변하는지를 분석했다. 놀랍게도 젊은 사람은 단 한 번의 운동만으로도 단백질이 뚜렷하게 증가한 반면, 노인은 12주 이상 꾸준히 운동을 해야만 다시 증가했다.


연구팀은 다음으로 노화된 쥐를 이용한 실험을 진행했다. 사람처럼 나이가 많은 쥐에게 'CLCF1'을 주사하자 근육의 힘이 세지고 뼈의 밀도도 높아진 반면, 'CLCF1'의 작용을 억제하자 운동을 해도 별다른 효과가 나타나지 않아 이 단백질이 있어야 운동의 효과가 제대로 나타난다는 사실을 규명하였다.


이번 연구를 통해 'CLCF1'이 근육 안의 세포 에너지 공장이라 불리는 미토콘드리아의 기능을 향상시키고, 뼈세포에서는 뼈를 녹이는 파골세포의 생성을 억제하며, 반대로 뼈를 만드는 조골세포의 분화를 촉진하는 것을 확인하였다.


이는 나이가 들수록 근골격 노화가 일어나고, 운동의 효과를 내기 위한 기준도 달라지는 이유가 몸 속에서 분비되는 단백질의 변화 때문이라는 것을 과학적으로 처음 밝혀낸 것이다.


연구책임자인 양용열 박사는 "이번 연구는 왜 나이가 들수록 운동 효과가 떨어지는지에 대한 생물학적 근거를 밝혀낸 것으로 건강한 노화를 위한 새로운 치료 전략 개발의 토대가 될 것이다."라며, "특히 이번 발견은 노인에서 흔히 나타나는 근감소증과 골다공증 치료에 새로운 방향을 제시할 것으로 기대된다."고 밝혔다.


이번 연구는 세계적인 과학저널인 Nature Communications(IF 14.7) 2025년 5월 22일자 온라인 판에 게재되었다.

 

 

...................(계속)

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상세내용

 

그림 1. 연구 결과 요약 모식도


그림 2. 노화에 따라 감소하는 혈중 CLCF1 농도는 운동을 통해 증가함.

가) 젊은 사람과 노인의 혈액에서 CLCF1 단백질 농도를 비교한 결과, 노인에서 CLCF1 농도가 유의하게 낮게 나타남.

나) 젊은 성인이 1회성 저항성 운동 (resistance exercise) 및 고강도 인터벌 운동(high-intensity interval exercise)에서 CLCF1 레벨이 유의미하게 증가함.

다) 노인의 경우, 12주 또는 16주간의 지속적인 장기 운동 프로그램 후 혈중 CLCF1 농도가 유의하게 증가하는 함.


그림 3. CLCF1 단백질 보충은 노화된 마우스의 근기능과 골밀도를 개선시킴.

가) 실험 모식도. 20개월령 수컷 노화 마우스에 CLCF1 단백질 (0.1 또는 0.5 mg/kg) 과 대조군 (vehicle) 을 2주간 매일 복강 주사로 투여함.

나) 근육 조직을 분석한 결과, CLCF1을 주입한 군에서 앞정강이 근육의 근섬유 단면적이 증가하였고, 그립 강도, 러닝 운동 능력이 유의하게 향상 됨.

다) Micro-CT 분석을 통해 CLCF1 처리군에서 대퇴골의 해면골 및 피질골 밀도가 증가함. 조직학적 분석 결과, CLCF1은 노화된 뼈에서 파골세포의 수를 감소시켰으며, 이는 뼈 흡수 억제 효과를 시사함.


그림 4. CLCF1은 미토콘드리아 기능과 당대사를 향상시키고, 파골세포 분화를 억제하고 조골세포 분화를 촉진함.

가) C2C12 근원세포에 CLCF1 단백질을 처리한 후 산소 소비율 (OCR) 을 측정함. 그 결과, 기초 호흡과 ATP 생성량, 최대 호흡이 증가함.

나) 노화 마우스에 CLCF1 단백질을 투여한 후 복강 내 포도당 내성 검사를 수행한 결과, CLCF1 처리군에서 포도당 민감도가 유의하게 향상됨.

다) 골수 유래 대식세포 (BMM) 에 M-CSF 및 RANKL을 처리하여 파골세포 분화를 유도한 조건에서 CLCF1을 함께 처리한 결과, TRAP 양성 파골세포 수가 유의하게 감소함.

라) CLCF1이 조골세포 형성에 미치는 영향을 평가하기 위해 조골세포 전구세포에 CLCF1을 처리한 결과, 조골세포의 분화가 촉진됨



 

...................(계속)

 

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