KAIST, 노화 세포를 젊은 세포 되돌리는 초기 원천기술 개발

▲앙상블 불리언 네트워크 모델링 및 대규모 컴퓨터 시뮬레이션 분석. (사진제공=한국과학기술원)

국내 연구진이 노화된 세포를 젊은 세포로 되돌리는 역 노화 원천기술을 개발했다. 노화 현상을 막고 각종 노인성 질환을 사전 억제할 수 있는 치료제를 개발할 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대된다.

한국과학기술원(KAIST)는 바이오 및 뇌공학과 조광현 교수 연구팀이 시스템 생물학 연구를 통해 노화된 인간 진피 섬유아세포를 정상적인 젊은 세포로 되돌리는 역 노화의 초기 원천기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

현재 널리 연구되고 있는 회춘 전략은 이미 분화된 세포를 역분화시키는 4개의 ‘OSKM(Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc) 야마나카 전사인자’를 일시적으로 발현시켜 후성유전학적 리모델링을 일으킴으로써 노화된 세포를 젊은 상태로 되돌리는 부분적 역분화 전략이다. 이 기술은 노화된 세포가 젊은 세포로 되돌아갈 수 있다는 것을 증명했지만, 종양의 형성과 암의 진행을 유발하는 부작용이 생긴다. 따라서 이와 같은 부작용을 배제할 수 있는 정교한 제어 전략이 과학 난제로 남아있었다.

조 교수팀은 이러한 난제 해결을 위해 단백질 합성, 세포의 성장 등을 조절하는 mTOR와 면역 물질 사이토카인의 생성에 관여하는 NF-kB를 동시에 제어하는 상위 조절 인자인 ‘PDK1’을 찾아냈다. 연구를 통해 노화된 인간 진피 섬유아세포에서 PDK1을 억제했을 때 세포 노화 표지 인자들이 사라지고 주변 환경에 적절하게 반응하는 정상 세포로서 기능을 회복하는 현상을 확인했다.

▲세포노화의 역행에 대한 표현형 검증. (사진제공=한국과학기술원)

조 교수팀이 연구 과정에서 찾아낸 표적 단백질의 활성을 억제할 수 있는 저분자화합물과 관련된 신약개발과 그리고 전임상실험을 통해 노화된 세포의 정상 세포화라는 연구 결과는 새로운 노인성 질환의 치료 기술과 회춘 기술에 관한 연구를 본 궤도에 올려놓은 초석을 다진 획기적인 연구로 평가받고 있다.

이번 연구에는 아모레퍼시픽의 바이오사이언스랩이 참여했다. 아모레퍼시픽 기술연구원은 이번 연구 결과로부터 동백추출물에서 PDK1 억제 성분을 추출해 노화된 피부의 주름을 개선하는 화장품을 개발 중이다.

조광현 교수는 “그동안 비가역적 생명현상이라고 인식돼왔던 노화를 가역화할 가능성을 보여줬다”며 “이번 연구는 노화를 가역적 생명현상으로 인식하고 이에 적극적으로 대처해 건강 수명을 연장하는 한편 노인성 질환을 예방할 수 있는 새로운 시대의 서막을 열었다”고 의미를 부여했다.