분자 수소의 신경 보호 효과
알츠하이머병 모델 생쥐에게 2% 수소를 4주간 흡입시키자 해마의 산화스트레스·염증 지표와 아밀로이드베타(Aβ42)가 줄었습니다. 저희 팀이 2026년 3월 국제학술지 Antioxidants에 발표한 연구입니다.
- 제목: Neuroprotective Effects of Molecular Hydrogen via Oxidative Stress and Neuroinflammation Regulation in a 5xFAD Mouse Model
- 저널: Antioxidants 2026;15:404 (2026년 3월 23일 게재, 오픈액세스)
- 저자: Chaodeng Mo, Johny Bajgai 외 8명
- 원문 보기: https://doi.org/10.3390/antiox15030404
알츠하이머병은 전 세계 치매의 약 60~80%를 차지합니다. 치매 환자는 2050년 약 1억 3,150만 명에 이를 것으로 예측됩니다. 항아밀로이드 항체 같은 새 치료제가 나왔지만, 아밀로이드만 겨냥해서는 충분하지 않다는 견해가 늘고 있습니다.
알츠하이머병의 뇌에서는 산화스트레스, 만성 염증, 미토콘드리아 기능 저하가 함께 일어납니다. 분자수소(H₂)는 해로운 활성산소를 선택적으로 제거하고 뇌혈관장벽을 쉽게 통과하는 작은 기체입니다. 연구팀은 수소 흡입이 이 세 경로에 동시에 작용하는지 알츠하이머병 모델 동물에서 확인했습니다.
생쥐 40마리를 네 군(군당 10마리, 수컷 4·암컷 6)으로 무작위 배정해 4주간 비교했습니다. 연세대 원주의과대학 동물실험윤리위원회 승인(YWC-250728-1)을 받았습니다.
항목내용
| 모델 | 5xFAD 형질전환 생쥐(사람 APP·PSEN1 돌연변이, 아밀로이드가 빨리 쌓이는 모델)와 정상 생쥐(C57BL/6) |
| 군 구성 | 정상·대조, 정상·수소, 5xFAD·대조, 5xFAD·수소 |
| 처치 | 2% 수소 혼합기체, 하루 1시간, 4주. 대조군은 같은 조건에서 일반 공기 |
| 산화스트레스 | 해마 활성산소(ROS), 혈청 산화질소·카탈라아제·GPX |
| 염증 | 혈청 사이토카인 6종(다중 비드 분석), 해마 NF-κB |
| 신경 보호·병리 | 해마 NRF2·HO-1, BAX/BCL-2, NEUN(신경세포 표지), Aβ40·Aβ42, ATP |
수소를 흡입한 5xFAD 생쥐는 수소를 흡입하지 않은 5xFAD 생쥐보다 산화·염증 지표가 낮고, 아밀로이드 Aβ42가 적었으며, 에너지(ATP)와 신경세포 표지가 높았습니다.
지표5xFAD 생쥐 (정상 대비)수소 흡입 후 (5xFAD 대조 대비)
| 해마 활성산소(ROS) | 증가 (p<0.01) | 감소 (p<0.05) |
| 혈청 카탈라아제(항산화 효소) | 차이 없음 | 증가 (p<0.05) |
| 혈청 TNF-α (염증성) | 증가 (p<0.01) | 감소 (p<0.01) |
| 혈청 IL-1β (염증성) | 증가 (p<0.01) | 감소 (p<0.05) |
| 혈청 IL-10 (항염증성) | 감소 (p<0.05) | 회복 (p<0.05) |
| 해마 NRF2 (항산화 신호) | — | 증가 (p<0.05) |
| 해마 NF-κB (염증 신호) | 증가 (p<0.05) | 감소 (p<0.01) |
| 해마 BAX/BCL-2 비 (세포사멸 경향) | — | 감소 (p<0.05) |
| 해마 NEUN (신경세포 표지) | 감소 경향 | 증가 (p<0.01) |
| 해마 Aβ42 | 증가 (p<0.01) | 감소 (p<0.05) |
| 해마 Aβ40 | 증가 (p<0.05) | 감소 경향 (유의하지 않음) |
| 해마 ATP (에너지) | 감소 (정상·수소군 대비) | 증가 (p<0.05) |
백혈구 수, 혈청 산화질소, GPX, IL-6, GM-CSF는 군 간 차이가 없었습니다. 정상 생쥐에서도 수소 흡입 후 해마 ATP가 증가했습니다(p<0.05). 통계는 일원분산분석과 Tukey 사후검정을 사용했습니다.
이 연구는 수소 흡입이 알츠하이머병 모델 동물에서 산화스트레스, 염증, 에너지 대사, 아밀로이드 축적에 함께 작용할 수 있음을 보여 줍니다. 다만 동물실험 단계의 결과이므로, 사람의 치매 예방이나 치료 효과를 뜻하지는 않습니다.
논문이 스스로 밝힌 한계는 다음과 같습니다.
- 학습·기억 행동시험(수중미로, Y미로 등)은 하지 않았습니다. 인지 기능 개선은 아직 확인되지 않았습니다.
- 해마 단백질 분석(웨스턴 블롯)은 군별로 시료를 합쳐 측정해 개체 간 차이를 반영하지 못합니다.
- 사이토카인은 뇌가 아닌 혈청에서만 측정했습니다.
- 농도(2%)와 기간(4주)은 한 가지 조건만 시험했습니다.
후속 연구로는 행동시험 추가, 개체별 분석, 용량·기간별 비교가 필요합니다.
문의
이 연구의 동물실험 설계, 산화·염증 바이오마커 측정, 통계 분석, 논문 작성은 모두 연세대학교 원주의과대학 융합의학교실 레독스생의학연구팀이 수행했습니다. 기업의 소재·기기·식품 연구도 같은 방식으로 기획부터 논문까지 맡아 수행합니다.
- 담당: 김철수
- 이메일: cs_kim@yonsei.ac.kr
- 전화: 033-741-0338
- 논문 원문: https://doi.org/10.3390/antiox15030404
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