스트레스 신경생물학(Neurbiology of Stress)에 발표된 최근 연구에서는 유전자 노화와 인지능력 사이의 중요한 연관성을 밝혀 유전자가 성인의 뇌 건강에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 밝혔다.
우리의 생각, 기억, 문제 해결 능력을 책임지는 놀라운 복잡성인 인간의 뇌는 노화 및 인지 기능과의 관계에 관해 오랫동안 과학적 관심을 불러일으켰다. 개인은 나이가 들수록 인지 능력이 저하되는 경향이 있지만 이 과정의 이면에 있는 정확한 메커니즘은 여전히 파악하기 어렵다. 이전 연구에서는 인지 노화에 있어서 유전적 역할이 제시되었으며, 이로 인해 연구진은 후생적 노화가 인지 능력과 어떻게 연관될 수 있는지 더 깊이 이해하게 되었다. 후성유전적 노화는 환경적 요인과 생활방식 선택에 영향을 받아 시간이 지남에 따라 DNA가 변화하는 것을 말하며, 이는 유전자 기능에 영향을 줄 수 있다.
펜실베이니아 주립대학교 건강한 노화 센터의 연구 조교수인 John M. Felt는 이번 연구가 어떻게 후성적 연령 가속이 초기 역경에 따른 장기적인 결과에 대한 바이오마커 역할을 할 수 있는지, 그리고 중년의 역경에 대한 바이오마커 역할을 할 수 있는지를 탐구하는 것을 목표로 한다고 설명했다. 인지 장애. 이 연구는 인생의 초기에 진행된 노화를 감지할 수 있는 가능성에 의해 추진되었으며, 진행된 노화 위험이 가장 큰 사람들을 위한 예방적 개입의 개발을 가능하게 했다.
후생적 노화와 인지 기능 사이의 연관성을 밝히기 위해 연구자들은 여성 성장 및 발달 연구(FGDS)와 정신 장애의 생물학적 분류(BeCOME) 코호트라는 두 가지 그룹의 데이터를 분석했다. 86명으로 구성된 FGDS 코호트는 처음에 6~16세 사이에 모집되었으며 29~45세 사이에 후속 평가가 수행되었다. BeCOME 코호트에는 정신과 진단 평가를 위해 모집된 18~65세의 313명이 포함되었다.
두 집단 모두 포괄적인 신경인지 평가를 받았는데, 이는 특정 테스트에서는 다양했지만 언어 능력, 기억, 추론, 작업 기억, 처리 속도 및 주의력과 같은 인지 영역을 다루었다. 두 코호트의 참가자로부터 수집한 전혈 샘플에서 게놈 DNA를 추출했다.
연구에서는 두 가지 요인 모델이 두 코호트 모두의 인지 능력을 이해하는 데 적합하다는 사실을 발견했다. 이러한 요인은 일반적인 인지 능력과 빠른 인지 능력을 나타낸다. 일반 인지 능력은 추론, 문제 해결, 기억, 학습, 추상적 사고를 포함한 개인의 전반적인 인지 능력을 포괄한다. 빠른 인지 능력은 종종 시간 제약 하에서 인지 작업을 빠르고 효율적으로 수행하는 개인의 능력을 평가한다.
이 연구에서는 1세대 후성유전적 시계인 Horvath 및 Hannum 시계가 두 코호트 모두에서 일반적인 인지 능력과 유의한 연관성을 나타내지 않았으며, 이는 이들 시계로 측정된 후성유전적 노화 속도가 전반적인 인지기능과 강한 상관관계가 없음을 시사한다. 놀랍게도 Horvath 시계는 BeCOME 코호트에서 인지 능력의 향상과 유의미한 연관성을 보여주었는데, 이는 후생적 노화가 인지 작업 실행 속도에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 하지만 이 연관성은 FGDS 코호트에서는 통계적으로 유의하지 않았다.
2세대 후성유전 시계인 GrimAge와 PhenoAge는 서로 다른 연관성을 보여주었다. GrimAge 가속은 FGDS 코호트에서는 낮은 일반 인지 능력과 거의 유의하게 연관되어 있었지만 BeCOME 코호트에서는 그렇지 않았다. 중요한 것은, GrimAge 가속은 두 코호트 모두에서 인지 능력의 향상과 관련이 없다는 것. 이러한 2세대 후성유전학적 시계는 연대기적 연령을 넘어 노화 관련 건강 문제와 사망률에 초점을 맞춘다.
다양한 시스템에서 생물학적 노화 속도를 추정하도록 설계된 Dunedin 노화 메틸화 속도(DunedinPoAm) 시계는 흥미로운 결과를 제공했다. DunedinPoAm 시계로 측정한 후성유전적 연령의 가속은 FGDS 코호트의 낮은 일반 인지능력과 거의 유의하게 연관되어 있었고 BeCOME 코호트의 낮은 일반 인지 능력과 유의미한 연관이 있었다. 이러한 가속은 FGDS 코호트에서는 느린 인지 능력과 크게 관련되지 않았지만 BeCOME 코호트에서는 거의 중요했다.
연구 결과는 후성적 연령 가속이 신경인지 기능과 연관될 수 있음을 시사하지만 구체적인 연관성은 사용된 후성적 시계와 연구 집단의 특성에 따라 달라진다.
이 연구에서는 아동기 학대, 심리적 트라우마, 정신과적 진단, 교육 수준에 대한 다유전자 점수 등의 요인을 통제했다. 그러나 이 연구가 뇌 노화를 직접적으로 반영하지 못할 수 있는 후생적 노화를 평가하기 위해 말초 혈액에 의존했다는 점을 인식하는 것이 중요하다. 또한, 연구의 단면적 특성으로 인해 인과관계 방향을 결정하기가 어렵다.
이러한 발견에 대한 더 깊은 이해를 얻기 위해 향후 연구에서는 이러한 연관성을 종단적으로 탐색하여 시간이 지남에 따라 후생적 연령 가속 및 인지 능력의 변화를 추적할 수 있다. 이 접근법은 후생적 연령 가속이 후기 신경인지 퇴화와 관련된 인지 장애의 초기 지표로 작용할 수 있는 시기를 밝히는 데 도움이 될 수 있다.
연구팀은 이러한 결과를 확인하고 확장하기 위해 더 크고 다양한 샘플을 사용하여 더 광범위한 연구가 필요하다고 강조한다. 향후 연구는 또한 신경인지 기능의 바이오마커에 대한 후성유전학적 시계를 최적화하고 특히 정신 질환 및 학대를 받는 집단에 대한 진단 및 개입 능력을 향상시키는 데 초점을 맞춰야 한다.
본 연구는 본질적으로 단면적이지만, 후생적 노화와 인지 능력 사이의 관계에 대한 추가 연구의 문을 열어 성인기의 뇌 건강과 인지 기능에 대한 잠재적인 통찰력을 제공한다.
작성자: Impact Lab
