나이가 들면서 감소하는 혈액속 단백질의 일종인 효소를 젊은 쥐에게서 추출해 늙은 쥐에게 주사하면 신체활동이 활발해져 수명이 연장된다는 연구결과가 나왔다.
사람도 나이가 들면 이 효소가 감소하는 것으로 확인되고 있어 건강수명을 연장하는 항노화 방법 개발로 이어질 가능성이 있는 것으로 기대되고 있다.
미국 워싱턴대학과 일본 국립장수의료연구센터 연구팀은 이런 연구결과를 14일자 미국 전문지 셀 메타볼리즘 온라인판에 발표했다고 아사히(朝日), 마이니치(每日)신문 등 일본 언론이 전했다.
나이가 들면 여러 장기의 기능이 쇠약해져 갖가지 질병에 걸리는 원인이 된다. 그런 요인중 하나로 나이가 들면서 감소하는 ‘NAD’라는 물질이 있다. NAD는 효소에 의해 체내에서 합성된다. NAD 합성에는 ‘NAMPT’라는 혈액속 단백질이 관여하는 것으로 알려져 있다. NAMPT는 지방조직에서 만들어져 막으로 포장된 ‘소포(小胞)’ 상태로 혈액속을 이동, 뇌 등 각 장기에 운반된다. ‘소포’ 상태가 되지 않으면 노화억제효과가 없었다고 한다.
연구팀은 혈액속의 이 효소를 분석했다. 각각 6개월된 쥐와 18개월된 쥐를 조사한 결과 18개월 된 쥐의 NAMPT 양이 수컷은 6개월된 쥐에 비해 33%, 암컷은 74% 감소한 것으로 밝혀졌다.
늙은 쥐는 이 효소의 양이 많을수록 해당 시점에서부터 장기간 생존하는 경향이 있는 것으로 나타났다.
NAMPT의 양이 유지되도록 쥐의 유전자를 조작하자 나이가 들어도 신체활동 수준이 1년 젊어졌다. 사람으로 치면 50대가 20대로 회춘한 것과 같다고 한다. 수면의 질, 학습·기억력, 인슐린 분비량, 망막세포의 기능 등도 높게 유지되는 것으로 분석됐다.
또 4~6개월된 젊은 쥐에게서 NAMPT를 추출해 늙은 쥐의 복부에 주 1회씩 3개월간 주사한 결과 수명이 15.8% 연장됐다. 털 모양이 좋아지고 움직임도 활발해졌다. 건강수명에 해당하는 ‘중간수명’이 연장되는 사실도 확인됐다.
논문 주저자인 이마이 신이치로(今井?一?) 워싱턴대 교수는 “이번 연구결과는 항노화 약품 개발로 이어질 가능성이 충분히 있다”고 말했다.
연구팀은 앞으로 NAMPT를 함유하는 ‘소포’를 만드는 방법을 연구, 사람에게 응용하는 방법을 연구할 계획이다.
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아래는 2022년 3월 9일 뉴스입니다~
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나이는 숫자에 불과?… 생체시계 거꾸로 돌려 중년의 생쥐 회춘시켜
미국 과학자들이 중년의 생쥐에게 역분화를 시도해 피부와 장기를 청년 상태로 되돌리는 데 성공했다./소크 연구소
‘나이는 숫자에 불과하다’는 말이 현실로 다가오고 있다. 과학자들이 생체시계를 거꾸로 돌려 중년의 생쥐를 청년으로 회춘(回春)시키는 데 성공했다. 연구가 발전해 사람에게도 같은 방법이 적용되면 노화로 인한 각종 질병을 예방하고 건강한 노년을 누릴 수 있을 것으로 기대된다.
미국 소크 연구소의 후안 카를로스 이즈피수아 벨몬테 교수와 바이오기업 제넨텍의 하인리히 야스퍼 박사 연구진은 “건강한 중년의 생쥐에 장기간 세포 역분화를 시도해 피부와 장기를 젊은 생쥐와 같은 상태로 바꾸는 데 성공했다”고 지난 8일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 노화’에 실렸다.
역분화는 세포의 생체시계를 거꾸로 돌리는 방법이다. 일본 쿄토대의 야마나카 신야 교수는 쥐의 피부 세포에 네 가지 유전자 조절 단백질을 주입해 배아줄기세포 상태로 되돌렸다. 배아줄기세포는 인체의 모든 세포로 자라나는 원시세포이다. 그는 이 공로로 2012년 노벨상을 받았다. 이후 역분화에 쓰인 네 가지 단백질을 ‘야마나카 인자’로 부른다.
소크 연구소의 이즈피수아 벨몬테 교수는 2016년 조로증(早老症)에 걸린 쥐에게 야마나카 인자를 주입해 회춘시키고 수명을 3분의 1 연장했다. 늙은 세포를 역분화시켜 줄기세포까지 가지 않고 젊은 세포 상태로 만든 것이다.
이번에는 건강한 생쥐에 역분화를 시도했다. 또 앞서 연구와 달리 장기간 역분화를 진행했다. 이즈피수아 벨몬테 교수는 “정상 동물에서도 역분화로 노화를 늦출 수 있다는 것을 확인했다”며 “역분화는 생쥐에게 안전하고 효과적인 방법”이라고 말했다.
연구진은 생쥐를 세 그룹으로 나눠 역분화 인자를 주입했다. 한 그룹은 생후 15개월에서 22개월까지 역분화 인자를 투여했다. 사람으로 치면 50세에서 70세까지 치료를 받은 셈이다. 두 번째 그룹은 사람 나이 35세에서 70세에 해당되는 생후 12개월부터 22개월까지, 세 번째는 사람 서너살에서 80세에 이르는 생후 1개월부터 25개월까지 각각 역분화 인자를 주입했다.
실험 결과 역분화는 사람 나이 35~50세에 해당하는 중년의 생쥐에서 시작해 7~10개월간 진행하면 회춘 효과가 나타났다고 연구진은 밝혔다. 그보다 나이가 많은 늙은 생쥐에게 한 달 정도 역분화 인자를 주입해서는 효과가 없었다.
장기간 역분화를 유도한 중년의 생쥐는 신장과 피부가 젊은 생쥐와 같은 상태로 바뀌었다. 나이가 들면 상처가 나도 피부세포가 잘 재생하지 않아 흉터가 생기기 쉽다. 역분화 인자를 주입한 생쥐는 피부세포 재생력이 뛰어나고 흉터도 남지 않았다. 혈액의 대사물질도 노화로 인한 변화가 나타나지 않았다. 연구진은 역분화를 장기간 진행해도 생쥐에게 부작용이 나타나지 않았다고 밝혔다.
논문 제1저자인 소크 연구소의 프라딥 레디 박사는 “언젠가 나이든 세포의 기능과 재생 능력을 회복해 스트레스와 상처, 질병을 더 잘 견딜 수 있게 될 것”이라며 “이번 연구는 최소한 생쥐에서는 그 목표를 달성할 길이 열렸음을 보여준다”고 밝혔다. 제넨텍의 야스퍼 박사는 “많은 노화 관련 질병이 이번 방법으로 혜택을 받을 수 있다”며 “생애 모든 단계에서 충족되지 않은 의료 수요에 중요한 영향을 미칠 새로운 치료법이 될 것”이라고 말했다.
미국 소크 연구소의 후안 카를로스 이즈피수아 벨몬테 교수./소크 연구소
연구진은 앞으로 장기간 역분화가 특정 분자나 유전자에 어떤 변화를 가져오는지 연구할 계획이다. 그 성과는 새로 출범한 항(抗)노화 드림팀에서 나올 것으로 보인다.
이번 연구를 이끈 소크 연구소의 이즈피수아 벨몬테 교수는 최근 바이오 기업인 앨토스 랩으로 옮겼다. 앨토스 랩은 지난 1월 19일 미국 샌프란시스코에서 공식 출범했다. 목표는 세포와 장기의 생체 시계를 거꾸로 돌려 인체를 회춘시키는 것이다.
엘토스 랩은 말그대로 항노화 드림팀이다. 세계 최고 부자인 아마존 창업자 제프 베이조스와 실리콘밸리 노벨상인 ‘브레이크스루상’을 만든 억만장자 유리 밀너가 이 회사에 30억달러(약 3조6100억원)를 투자하기로 했다.
연구진은 세계적인 석학들이 이끈다. 앨토스 랩은 5월부터 영국 케임브리지와 미국 샌디에이고, 샌프란시스코 연구소에서 본격적인 연구를 시작한다. 이즈피수아 벨몬테 교수는 샌디에이고 연구소를 이끈다. 샌프란시스코 연구소는 캘리포니아대(UCSF)의 피터 월터 교수, 영국 케임브리지 연구소는 바브라함 연구소의 볼프 레익 소장이 각각 맡는다. 과학자문위원회는 2012년 노벨상 수상자인 일본 교토대의 야마나카 신야 교수가 이끈다.
아래는 2023년 7월 17일 뉴스입니다~
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알약 하나로 회춘한다?…하버드대, 후보 물질 6가지 발견
알약 하나로 회춘한다?…하버드대, 후보 물질 6가지 발견 / 사진=123rf
16일(현지시간) 미국 폭스 뉴스 등에 따르면, 하버드 의대 등이 참여한 국제 연구팀은 인간 피부 세포의 노화 과정을 몇 년까지도 되돌릴 수 있는 화학 혼합물 6가지를 발견했다고 국제 학술지 ‘에이징’(Aging) 12일자로 발표했다.
노화 및 유전학 분야 권위자인 데이비드 싱클레어 하버드대 교수는 자신이 공동저자로 이름을 올린 이 연구 결과를 다음날 트위터에 공유하고 “획기적 발견”이라고 자평하고 “전신 회춘이 가능한 알약으로 만들어질 수 있다”고 말했다.
내년 안에 임상시험이 시작될 수 있다는 싱클레어 교수의 트윗은 트위터 소유주이자 스페이스X 최고경영자(CEO)인 일론 머스크(52)의 관심을 끌기도 했다.
이 연구는 이른바 ‘야마나카 인자’라고 불리는 노화 방지 유전자가 발현하면 다 자란 세포를 유도만능줄기세포(iPSC)로 바꿀 수 있다는 이전 발견에 기초를 두고 있다.
야마나카 인자는 2012년 노벨 생리의학상을 받은 일본의 줄기세포 연구자 야마나카 신야 교수가 발견한 특별한 유전자 조합이다.
다 자란 세포의 특정 유전자를 재조합해 덜 자란 세포로 만들면 세포의 노화를 되돌릴 수 있는 현상을 배양접시 위에서 실현해낸 놀라운 발견이었다.
그러나 발견은 세포가 너무 어려지지 않고 암으로도 변하지 않으면서 노화를 되돌릴 수 있는지 의문을 제시했다.
새로운 연구에서 연구팀은 세포 노화를 되돌리고 인간 세포를 젊어지게 할 수 있는 분자들의 수백만 가지 조합을 선별하는 작업을 수행했다.
놀랍게도 연구팀은 노화 세포를 젊은 상태로 회복시키는 화학 혼합물 6가지를 일주일도 안 돼 발견할 수 있었다.
연구팀은 쥐와 인간의 세포에서 화학 혼합물(C1~C6)을 시험했으며 결과는 6가지 조합 모두에서 노화 감소를 보여주었다고 밝혔다. / 사진=에이징
그 변화는 생물학적 나이를 예측하는 데 쓰이는 ‘전사체 시계’(transcriptomic clock)로 평가됐다.
싱클레어 교수는 트위터에 “시신경과 뇌 조직, 신장, 근육 등에 대한 연구에서 쥐의 시력이 향상됐고 수명이 연장되는 등 유망한 결과를 보여줬다”면서 “지난 4월에는 원숭이의 시력도 향상됐다”고 썼다. 그러면서 “이번 결과는 시력개선에서부터 노화 관련 질병의 효과적 치료에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 단 하나의 알약으로도 노화를 역전시킬 수 있음을 시사한다”고 덧붙였다.
반면 다른 과학자들은 해당 연구는 대부분 과장됐고 매우 예비적인 결과라고 일축하고 있다.
지금까지 노화 역전에 대한 연구에서 성과가 있던 것은 유전자 편집 기술 뿐이었기 때문이다. 이 기술은 비싸고 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.
미국의 저명한 노화 연구자인 맷 캐벌린 워싱턴대 교수는 트위터에 “언급된 혼합물들은 유용한 치료 특성을 가질 수 있지만, 논문에는 그런 증거를 제공하는 직접적인 데이터가 없다”며 “생물학적 노화를 역전시킬 수 있다는 주장을 하기 전에 동물 시험에서 혼합물 중 적어도 하나를 검증하고 나이와 관련한 건강 지표나 수명의 개선을 보여줬어야 한다”고 지적했다.
또 다른 노화 연구자인 찰스 브레너 박사도 해당 연구 논문에서 3가지 화합물은 신체에 안 좋은 영향을 줄 수 있다고 언급했다.
그는 “첫 째 ‘CHIR99021’이라는 화합물은 수면 중 에너지를 저장하기 위해 활성화되는 글리코겐의 형성을 차단한다. 이것이 우리가 밤에 몇 시간 동안 먹을 필요가 없는 이유”라고 문제점을 지적했다. 이어 “트라닐시프로민(tranylcypromine)은 항우울제이고 발프로산(valproic acid)은 양극성 장애 치료에 쓰이고 간에도 해를 끼칠 수 있다”고 설명했다.
그러나 이번 논문에서는 이들 화합물의 위험성을 강조하지 않는다.
그는 또 “이것들은 일반적으로 단독으로, 또는 조합으로 사용해도 안전하지 않다”고 지적했다.
한편 싱클레어 박사는 노화를 되돌리는 연구로 최근 몇 년 사이 미디어의 주목을 받아왔다. 그는 지난 2020년 연구에서 쥐의 노화 세포를 이전 상태로 되돌렸다고 발표한 바 있다.