뇌 신경염증, 나이 들면서 기억과 컨디션이 예전 같지 않을 때

뇌를 지키는 면역세포는 태어나기 전에 자리를 잡아 평생 그대로 머무는 것으로 알려져 있었습니다.

그런데 2026년 사이언스에 실린 연구에서, 이 세포들이 중년 이후 눈에 띄지 않게 다른 세포로 바뀐다는 것이 확인되었습니다. 오늘은 사람의 해마 조직 40명분을 20대부터 90대까지 분석한 이 논문을 통해, 뇌의 노화와 신경염증이 어떤 순서로 진행되는지 리뷰해 보겠습니다.

뇌 안에서 벌어지는 이 교체는 50세를 지나면서 시작되는 것으로 나타났습니다.

뇌에는 전담 면역세포가 따로 있습니다

몸의 다른 곳과 달리, 뇌는 혈액 속 면역세포가 자유롭게 드나들지 못하는 구조예요. 대신 뇌 안에는 미세아교세포(microglia)라는 상주 면역세포가 따로 있습니다.

이 세포는 가느다란 가지를 사방으로 뻗어 주변을 끊임없이 살펴요. 죽은 세포와 찌꺼기를 치우고, 쓰이지 않는 시냅스를 정리하며, 병원체가 들어오면 가장 먼저 반응해요.

특이한 점은 출신이에요. 미세아교세포는 골수에서 만들어지는 다른 면역세포와 달리 태아기 난황낭에서 유래해, 태어나기 전에 이미 뇌에 자리를 잡습니다. 그리고 스스로 분열해 수를 유지하는 것으로 알려져 왔어요.

이 연구는 무엇을 어떻게 확인했을까요

Zemke NR et al (2026)은 기억과 학습을 담당하는 해마 조직을 사용했어요. 신경학적으로 정상이었던 기증자 40명의 사후 조직이며, 20～40세, 40～60세, 60～80세, 80～100세의 네 연령군에 각각 남성 5명과 여성 5명씩 배정한 균형 잡힌 구성이었습니다.

같은 세포에서 네 가지를 한꺼번에 읽어낸 것이 이 연구의 특징이에요.

• 유전자 발현 — 어떤 유전자가 실제로 켜져 있는지
• 염색질 접근성 — 유전자를 읽을 수 있게 열려 있는지
• DNA 메틸화 — 유전자를 읽을지 말지 표시해 둔 화학적 꼬리표
• 3차원 염색질 구조 — 유전체가 핵 안에서 어떻게 접혀 있는지

분석한 세포핵은 발현·접근성 쪽이 295,033개, 메틸화·3차원 구조 쪽이 22,240개였습니다.

네 가지를 같은 세포에서 함께 본 덕분에, 발현만 봐서는 보이지 않던 변화가 드러났습니다.

50세에서 75세 사이에는 무슨 일이 벌어질까요

가장 눈에 띄는 발견이 여기에 있어요. 저자들은 50세에서 75세 사이에 배아 난황낭에서 유래한 뇌 상주 미세아교세포가 점차 고갈되고, 그 자리를 말초 혈액의 단구(monocyte)에서 유래한 것으로 보이는 세포들이 채운다고 보고했습니다.

이 변화는 서서히 일정하게 진행되는 것이 아니라, 중년을 지나며 방향이 꺾이는 비선형 전환으로 나타났어요. 저자들이 「비선형」이라고 적은 이유가 여기에 있습니다.

위 그림은 논문의 원자료예요. 아래 가로줄의 숫자가 기증자의 나이이고, 왼쪽부터 20세에서 오른쪽 95세까지 나이순으로 늘어놓았습니다. 막대의 하늘색이 본래의 항상성 상태, 보라색이 바뀐 상태를 뜻해요.

20대와 30대 기증자에서는 막대가 거의 하늘색이고, 50세를 넘어서면서 보라색이 섞이기 시작합니다. 그리고 79세 이후 기증자에서는 막대가 거의 전부 보라색입니다.

같은 뇌 부위인데도 나이에 따라 그곳을 채우고 있는 면역세포의 성격이 바뀌어 있다는 뜻입니다.

남아 있는 세포는 어떻게 달라질까요

바뀐 세포들은 단순히 출신만 다른 것이 아니었습니다. 성질이 염증 쪽으로 기울어 있었어요.

저자들은 이 상태를 프라이밍(priming)이라고 불렀습니다. 평소에는 활성이 높지 않아 보이지만 자극을 받으면 필요 이상으로 강하게 반응하도록 준비된 상태를 뜻해요.

근거는 세 갈래였어요.

첫째, 유전자 발현이에요. 미세아교세포는 모든 세포 종류 가운데 나이와 함께 발현이 늘어나는 유전자가 가장 많았고, 그 유전자들은 식세포작용 조절, 사이토카인 반응, 인터페론감마 반응처럼 면역 반응에 몰려 있었습니다.

둘째, 표면 분자예요. 바뀐 세포에서는 주조직적합복합체 2형(MHC class II) 유전자가 올라가 있었는데, 이는 프라이밍된 미세아교세포의 표지로 알려져 있습니다.

셋째, 생김새예요. 연구진이 실제 조직을 염색해 현미경으로 보았더니, 나이 든 기증자의 미세아교세포는 세포체가 뚜렷하게 커져 있었습니다.

왼쪽은 38세와 80세 기증자의 조직 사진입니다. 젊은 조직에서는 가느다란 가지가 넓게 퍼져 있는 반면, 80세 조직에서는 가지가 굵어지고 세포체가 커진 것을 볼 수 있어요. 오른쪽 그래프의 세포체 면적 차이는 P = 0.0008로, 이 정도 차이가 우연히 생길 확률이 1,000분의 1 미만이라는 뜻입니다.

왜 유전자 발현만 봐서는 몰랐을까요

이 연구에서 가장 중요한 방법론적 대목이에요. 두 상태의 세포는 유전자 발현만 놓고 보면 잘 구분되지 않았고, DNA 메틸화를 봐야 갈라졌습니다.

DNA 메틸화는 세포가 어디에서 왔는지에 대한 기록을 오래 간직해요. 그래서 발현이 비슷해 보여도 출신이 다른 세포를 가려낼 수 있어요.

미세아교세포에서 나이와 상관을 보인 메틸화 부위는 15,327곳이었고, 그중 73%에 해당하는 11,239곳이 나이와 함께 메틸화가 늘어나는 방향이었습니다. 방향이 한쪽으로 크게 기울어 있었다는 뜻이에요.

발생 과정을 조절하는 HOXA 부위의 메틸화는 기증자 나이와 상관계수 0.84로 맞물렸는데(p = 9.12×10⁻¹²), 이 변화는 여러 세포 가운데 미세아교세포에서만 나타났습니다.

염증 신호 쪽도 함께 움직였습니다. 미세아교세포 활성화에 필요한 사이토카인인 인터루킨-15(IL15)의 발현량은 나이와 상관계수 0.79를 보였습니다.

시냅스를 돌보던 세포도 줄어듭니다

면역세포만 달라진 것이 아니었어요. 별아교세포(astrocyte)의 수도 나이와 함께 뚜렷하게 줄었습니다.

별아교세포는 신경세포 둘이 만나는 연결 부위를 함께 감싸면서, 신호를 전달하고 남은 신경전달물질을 치우는 역할을 해요. 신경세포 둘과 별아교세포가 함께 이루는 이 구조를 삼분 시냅스(tripartite synapse)라고 부릅니다.

해마 별아교세포의 수는 기증자 나이와 상관계수 −0.68로, 조사한 세포 가운데 나이와 가장 강하게 맞물려 감소했습니다(p = 1.1×10⁻⁶). 특히 시냅스 신호 전달에 관여하는 별아교세포가 함께 줄었어요.

혈관내피세포도 상관계수 −0.52로 감소했습니다(p = 4.8×10⁻⁴). 다만 이 세포는 회수된 수가 전체의 1% 미만이고 기증자마다 편차가 커서, 저자들도 값의 폭이 넓다는 점을 함께 적었습니다.

여기에 더해, 조사한 대부분의 세포에서 3차원 염색질 구조가 전반적으로 헐거워지는 변화가 확인되었습니다. 유전체가 접혀 있던 방식이 흐트러지면 어떤 유전자를 언제 읽을지에 대한 조절도 함께 느슨해져요.

이 변화는 증상으로 어떻게 나타날까요

여기서부터는 이번 논문이 직접 측정한 내용이 아니라, 프라이밍된 미세아교세포를 다뤄 온 다른 연구들이 확인한 내용이에요. 구분해서 읽어 주시면 좋겠습니다.

기억과 인지

해마는 학습과 삽화 기억, 감정 조절, 공간 탐색을 담당하는 부위이고, 정상 노화에서도 위축이 일어나 기억력 저하와 연결된다는 것이 알려져 있어요. 이번 연구가 해마를 고른 이유이기도 해요.

감염이나 수술 뒤에 유난히 흔들리는 이유

Barrientos RM et al (2015)은 정상적으로 나이 든 뇌에서 미세아교세포가 프라이밍되면, 감염이나 수술, 머리 외상 같은 면역 자극 뒤에 기억장애가 생기기 쉬워진다고 정리했습니다. 자극 자체는 같아도 뇌 안에서 만들어지는 염증성 사이토카인의 양이 더 많고 더 오래 지속된다는 것이에요.

Cunningham C et al (2009)은 전신 염증 자극이 급성 행동·인지 변화를 일으키고 신경변성의 진행을 앞당길 수 있다는 것을 보고했습니다.

나이 든 분이 폐렴이나 요로감염을 앓거나 수술을 받은 뒤 며칠 동안 유난히 흐릿하고 처지는 모습을 보이는 일이 있는데, 이런 관찰과 맞물리는 기전입니다.

피로와 의욕 저하

Dantzer R et al (2008)은 말초에서 감염이 생기면 선천면역세포가 만든 염증성 사이토카인이 뇌에 작용해 질병행동(sickness behaviour)을 만든다고 정리했습니다. 눕고 싶고, 입맛이 없고, 아무것도 하기 싫고, 사람을 만나기 싫어지는 상태를 말해요.

저자들은 이 신호가 오래 지속되면 취약한 사람에서 우울 증상으로까지 발전할 수 있다고 적었습니다.

통증이 오래 남는 이유

이레한의원에서 오래 다뤄 온 축이 여기와 만납니다. Ji RR et al (2018)은 만성 통증을 유지시키는 중추감작이 신경염증에 의해서도 유도된다고 정리했습니다. 신경염증의 특징은 미세아교세포와 별아교세포 같은 아교세포의 활성화예요.

즉 통증 신호를 받아들이는 신경만의 문제가 아니라, 그 신경 주변을 둘러싼 면역세포의 상태가 통증의 지속에 관여한다는 뜻입니다.

나이가 들면서 뇌 안의 면역세포가 염증 쪽으로 기울어 있다면, 같은 자극에도 통증이 더 오래 남을 여지가 생깁니다. 다만 이번 논문이 통증을 직접 측정한 것은 아니므로, 여기까지는 두 갈래 연구를 이어 붙인 해석으로 보셔야 합니다.

인천 송도에서 만성 통증과 자가면역질환을 상의하실 때 저희가 나이를 함께 여쭤보는 이유이기도 합니다.

이 연구가 말하지 않은 것

첫째, 사후 조직을 한 시점에 관찰한 연구예요. 같은 사람을 나이 들어 가는 동안 추적한 것이 아니므로, 개인의 뇌에서 실제로 그 순서대로 일어난다고 단정할 수는 없습니다.

둘째, 조사한 부위는 해마 한 곳이에요. 다른 뇌 부위에서도 같은 교체가 일어나는지는 이 연구만으로 알 수 없어요.

셋째, 기증자는 신경학적으로 정상이었던 40명이고요. 인지 기능이나 통증, 피로 같은 생전의 증상 자료와 맞춰 본 분석은 아닙니다.

넷째, 교체된 세포가 노화의 원인인지 결과인지는 아직 답이 나오지 않았습니다. 저자들도 이 변화가 노화 표현형을 촉진하는 방식에 대한 단서를 제공한다는 선에서 서술했습니다.

다섯째, 이 교체를 늦추거나 되돌리는 방법은 이 연구에서 다루지 않았습니다.

이레한의원 코멘트

이레한의원은 인천 송도에서 자가면역질환과 만성 통증을 오래 진료해 왔습니다. 다만 한 가지는 먼저 분명히 적어 두겠습니다.

인지 기능 저하나 치매가 의심되는 상황이라면 신경과 진료가 먼저입니다. 뇌 영상 검사와 인지 기능 평가, 약물 치료는 담당 의료기관에서 받으시는 것이 맞습니다.

한의원에서는 이미 나와 있는 검사 결과를 바탕으로 예민해진 신경과 전신의 균형을 조정하는 방향으로 치료에 접근합니다. 인천 만성 통증 한의원을 찾으시는 분들과 저희가 함께 살피는 것은 통증이 하루 중 언제 심해지는지, 감염이나 수술 같은 사건 뒤에 증상이 달라졌는지, 수면과 피로가 어떻게 변했는지 같은 기록입니다.

이번 논문에서 읽을 만한 대목은 나이가 들면서 뇌의 면역 환경이 염증 쪽으로 기운다는 점입니다. 같은 자극에도 회복이 더디게 느껴지는 데에는 이런 배경이 있을 수 있겠습니다.

송도에서 진료를 상의하실 때에도 저희는 「나이가 들어서 그렇다」로 넘기지 않고, 지금 무엇이 달라졌는지를 시간 순서로 정리하는 것에서 시작합니다.

관련해서 함께 보시면 좋은 글을 아래에 정리했습니다.

• 섬유근육통은 왜 아플까 — 중추감작과 말초감작으로 본 통증의 원인 — 중추감작이 무엇인지 따로 정리했습니다.
• 섬유근육통 만성전신통증, 중추감작과 신경염증 관련성은 — 신경염증과 통증의 연결을 다뤘어요.
• 스트레스와 만성 통증의 관련성 — 혀 작열감을 포함해 — 같은 기전을 혀 통증에서 본 글이에요.

자주 묻는 질문

Q. 50세가 넘으면 누구나 뇌 면역세포가 바뀌는 건가요

A. 이 연구는 기증자 40명의 조직에서 확인한 집단의 경향입니다. 그림에서 보시면 같은 50대에서도 사람마다 비율이 상당히 달랐고, 60대인데 절반가량 남아 있는 경우와 70대인데 거의 다 바뀐 경우가 섞여 있었습니다. 개인차가 큽니다.

Q. 검사로 확인할 수 있나요

A. 확인할 수 없습니다. 이번 분석은 사후 뇌 조직에서 세포핵을 하나씩 읽어내는 연구 방법이며, 살아 있는 사람의 혈액이나 영상 검사로는 알 수 없습니다. 진단이나 선별 검사에 쓰이는 방법이 아닙니다.

Q. 나이가 들면 기억력이 떨어지는 것이 이 때문인가요

A. 그렇게 단정할 수는 없습니다. 이 연구는 세포와 유전자 조절의 변화를 확인했을 뿐, 기증자들의 생전 인지 기능과 맞춰 본 분석은 아니에요. 다만 해마가 기억을 담당하는 부위이고 정상 노화에서도 위축된다는 점, 그리고 프라이밍된 미세아교세포가 기억장애와 연결된다는 별도의 연구들이 있다는 점이 함께 놓여 있는 상태입니다.

Q. 이 변화를 늦추는 방법이 있나요

A. 이번 연구는 그 질문을 다루지 않았습니다. 확인된 것은 변화가 일어나는 시기와 양상까지이며, 늦추거나 되돌리는 방법은 아직 답이 나와 있지 않습니다. 근거 없이 특정 방법을 권하는 정보에는 거리를 두시는 것이 좋습니다.

참고문헌

• Zemke NR, Lee S, Mamde S, Yang B, Berchtold N, Garduño BM, Indralingam HS, Bartosik WM, Lau PK, Dong K et al (2026) Epigenetic and 3D genome reprogramming during the aging of the human hippocampus. Science 393:eadt8307
• Barrientos RM, Kitt MM, Watkins LR, Maier SF (2015) Neuroinflammation in the normal aging hippocampus. Neuroscience 309:84-99
• Perry VH, Holmes C (2014) Microglial priming in neurodegenerative disease. Nat Rev Neurol 10:217-224
• Norden DM, Muccigrosso MM, Godbout JP (2015) Microglial priming and enhanced reactivity to secondary insult in aging, and traumatic CNS injury, and neurodegenerative disease. Neuropharmacology 96:29-41
• Cunningham C, Campion S, Lunnon K, Murray CL, Woods JF, Deacon RM, Rawlins JN, Perry VH (2009) Systemic inflammation induces acute behavioral and cognitive changes and accelerates neurodegenerative disease. Biol Psychiatry 65:304-312
• Dantzer R, O'Connor JC, Freund GG, Johnson RW, Kelley KW (2008) From inflammation to sickness and depression: when the immune system subjugates the brain. Nat Rev Neurosci 9:46-56
• Ji RR, Nackley A, Huh Y, Terrando N, Maixner W (2018) Neuroinflammation and central sensitization in chronic and widespread pain. Anesthesiology 129:343-366
• Franceschi C, Campisi J (2014) Chronic inflammation (inflammaging) and its potential contribution to age-associated diseases. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 69 Suppl 1:S4-S9

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