바이오및뇌공학과 조광현 교수팀, 젊은 세포로 되돌리는 핵심 인자 찾아 아모레퍼시픽 기술연구원, 해당 기술로 화장품 개발 중 건강 수명 연장 및 노인성 질환 예방전략 제시
노화된 세포를 젊은 세포로 되돌릴 수 있는 역 노화 원천기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국과학기술원(KAIST)은 바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀이 아모레퍼시픽 기술연구원과 함께 노화된 인간 진피 섬유아세포를 정상적인 젊은 세포로 되돌리는 역 노화의 초기 원천기술을 개발했다고 26일 밝혔다.
연구팀은 이번 연구를 위해 인간 진피 섬유아세포의 세포노화 신호전달 네트워크 컴퓨터 모델을 개발한 뒤 시뮬레이션 분석을 통해 노화된 인간 진피 섬유아세포를 젊은 세포로 되돌리는데 필요한 핵심 인자를 찾아냈다.
현재 널리 연구되고 있는 회춘 전략은 이미 분화된 세포를 역분화시키는 4개의 ‘OSKM(Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc) 야마나카 전사인자’를 일시적으로 발현시켜 후성유전학적 리모델링을 초래해 노화된 세포를 젊은 상태로 되돌리는 부분적 역분화 전략이다.
하지만 이 기술은 노화된 세포가 젊은 세포로 되돌아갈 수 있다는 것은 증명됐지만 종양의 형성과 암의 진행을 유발하는 부작용이 생긴다.
연구팀은 이에 따라 시스템생물학 연구방법을 통해 노화된 인간 진피 섬유아세포를 부작용없이 정상적인 젊은 세포로 되돌릴 수 있는 핵심 조절인자를 탐구하기 시작해 4년만에 단백질 합성, 세포의 성장 등을 조절하는 mTOR와 면역 물질 사이토카인의 생성에 관여하는 NF-kB를 동시에 제어하고 있는 상위 조절 인자인 ‘PDK1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1)’을 찾아냈다.
연구팀은 PDK1을 억제해 노화된 인간 진피 섬유아세포를 다시 정상적인 젊은 세포로 되돌릴 수 있음을 분자 세포실험 및 노화 인공피부 모델 실험을 통해 입증했다.
이번 연구서 노화된 인간 진피 섬유아세포에서 PDK1을 억제했을 때 세포노화 표지 인자들이 사라지고 주변 환경에 적절하게 반응하는 정상세포로 기능을 회복하는 현상이 확인됐다.
연구진은 “노화된 인간 진피 섬유아세포에서는 PDK1이 mTOR와 NF-kB를 활성화해 노화와 관련된 분비 표현형을 유발하고 노화형질을 유지하는 것과 연관돼 있음을 밝혀냈다”면서 “이는 PDK1을 억제해 다시 원래의 정상적인 젊은 세포 상태로 안전하게 되돌릴 수 있음을 증명한 것”이라고 설명했다.
노화 현상을 막고 각종 노인성 질환을 사전 억제할 수 있는 치료제를 개발할 단서를 찾을 수 있을 것으로 평가받는 이번 연구결과는 국제학술지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’ 최신호에 게재됐다.
조광현 교수는 “그동안 비가역적 생명현상이라고 인식돼왔던 노화를 가역화할 가능성을 보여줬다”며 “이번 연구는 노화에 적극적으로 대처해 건강 수명을 연장하는 한편 노인성 질환을 예방할 수 있는 새로운 시대의 서막을 열었다는데 의미가 크다”고 말했다.
[대전=뉴시스]