바이오인

출처 :  LG경제연구원

노화 연구, 100세 시대 앞당기고 있다

저자 : 고은지 연구위원, 양선희 연구원

노화 현상을 규명하기 위한 연구는 유전체학 등 바이오 기술의 혁신에 힘입어 한단계 더 진전될 것으로 기대되고 있다. 최근 노화 연구에는 학계·제약업계 뿐 아니라 거대 IT기업들과 창업주들이 직접 투자 혹은 지원에 나서고 있고 선진국들도 건강한 고령화 사회를 위해 노화 연구를 적극적으로 지원하고 있다.

가까이 다가온 ‘100세 시대’

무병장수는 인류의 오랜 소망이다. 이러한 소망은 과거의 ‘불로초’나 ‘젊음의 샘물’에서도 쉽게 찾아볼 수 있으며, 오늘날 사람들의 최고 관심사라고 해도 과언이 아닐 것이다. 질병 치료와 수명 연장을 위한 적극적인 노력이 계속되면서, 사람의 수명은 과거와 비교해 엄청난 수준으로 늘어났다. 200년 전까지만 해도 인류의 기대수명은 약 40세 정도에 불과했지만, 1800년대~1900년대를 거치며 약 2배 가까이 늘어났다. 최근의 변화만 보더라도, 전세계 평균 기대수명은 1970년 약 58.6세였으나 2014년에 이르러서는 71.5세로 10세 이상 상승했다(<그림> 참조).

20세기에 이처럼 극적인 수명 연장이 가능했던 것은 무엇보다 의학의 눈부신 발전과 주거환경의 개선, 위생에 대한 전반적인 인식 전환 등이 이루어졌기 때문이다. 절대적인 빈곤 지역이나 공공의료의 사각지대에 놓였던 지역이 대폭 감소하면서, 삶의 질이 전반적으로 개선되는 추이를 보이고 있는 것도 큰 역할을 했다고 볼 수 있다.

21세기에도 수명 연장은 지속될 것이며, 20세기의 변화가 오히려 더디게 여겨질 만큼 극적인 변화를 보일 가능성도 없지 않다. 암이나 알츠하이머를 비롯한 난치성 질환의 치료율이 대폭 개선되고 있을 뿐 아니라, 많은 사람들이 특별한 질환이 없어도 노화의 속도를 줄이기 위해 다양한 방법들을 실천하려 애쓰고 있다. 무엇보다 유전체학(genomics), 발생생물학(developmental biology) 등의 발전으로 ‘인체의 설계도’가 점점 뚜렷해지면서 문제를 보다 정교하게 해결해 나갈 수 있는 가능성이 높아지고 있다.

이러한 추세가 지속될 경우 언젠가는 인류의 평균 기대수명이 100세가 되는 시대가 올 것으로 기대되며, 머지 않은 미래 시점에 현재 120세 정도로 추정되는 최대 수명의 연장도 가능할 것으로 보인다. 사상 유례없는 장수 시대가 현실이 될 경우, 다음 관심사는 과연 100세가 되어도 질병에서 벗어나 건강한 삶이 가능할까 하는 것이다. 침대에 누워 평균 수명 100세 시대를 맞이하는 것이 아니라, 활기찬 100세를 맞이하는 것이 가능해지는 세상이 오고 있다.

노화 연구의 주요 성과들

최근 노화 연구의 결과가 축적되면서 노화 현상에 대한 이해가 깊어졌고, 최근의 다양한 생명연장 실험에서 의미 있는 결과가 나오면서, 수명 연장에 대한 기대감이 어느 때보다 더 높아지고 있다. 지난 한 세기 동안 이루어 낸 결과를 살펴보면, 노화 연구는 칼로리 제한 다이어트 등 생활습관에 대한 연구, 항산화제 등 노화 억제 물질에 대한 연구, 세포 내 노화 원인 물질 탐색 연구, 노화의 속도를 조절하는 유전자 탐색 연구 등으로 진행되어 왔다. 이렇게 새로운 연구 결과와 수명 연장 가능성이 발표될 때마다 관련된 제품이나 서비스에 대해서는 엄청난 붐이 일었고, 시장이 급성장하기도 하였다.

● 소식 이론과 항산화제 연구

먼저 칼로리를 제한하는 이른바 ‘소식(小食)’ 이론은 매우 고전적인 노화 억제 이론 중의 하나로, 1934년에 이미 칼로리 제한과 노화 간의 과학적 연관 관계가 보고된 바 있다. 이 소식이론은 효모, 초파리, 생쥐와 같은 다양한 동물 대상 실험을 통해, 극심한 다이어트 환경에서 상당한 수준의 노화 지연, 생명 연장 효과가 관찰된다는 것이다. 소식이론이 주장하는 원리는 칼로리 제한으로 에너지원이 감소하면 미토콘드리아가 세포 내 독성물질들을 에너지원으로 활용하기 때문에 일종의 해독과정이 일어난다는 것인데, 아직까지 확실한 기전에 대해서는 뚜렷한 결론을 얻지 못하고 있다. 문제는 소식이론을 입증해 내기에는 인간의 수명이 길고, 극심한 기아 상태를 견뎌내야 한다는 점에서 현실적인 검증이 어렵다는 점인데, 현재 원숭이에 대한 실험이 진행 중이다.

다음으로 많이 알려진 노화억제법이 항산화제에 대한 것이다. 세포 노화를 발생시키는 주 원인으로 세포 내의 산화물질이 지목되면서, 세포 내에 축적되는 산화물질인 산소 찌꺼기를 효과적으로 제거하게 되면 노화방지와 수명연장의 효과가 있다는 것이다. 항산화제의 종류는 매우 다양하지만 주로 비타민이나 코엔자임Q10 등을 떠올리게 되는데, 항산화제가 노화 억제에 탁월하다는 이야기 때문에 이들 성분을 인공적으로 합성한 건강기능식품이나 일반의약품 등의 수요가 급증하면서 관련 시장이 엄청난 규모로 성장하기도 했다. 하지만 일부의 동물실험에서 ‘항산화 물질을 제한했을 때 오히려 수명 연장 효과가 있다’는 내용이 보고되는 등, 항산화제와 노화 현상의 연관성에 대해서는 좀더 검증이 요구되는 상황이다. 대신 야채와 과일 등 음식을 통해 천연 항산화제를 섭취할 경우에는 부작용이 거의 없고, 건강에 대한 효과가 매우 뛰어난 것으로 확인되고 있다. 이 같은 천연 항산화제를 오래 섭취한 사람들의 경우, 노화 현상 자체가 매우 느리게 진행된다는 것이다.

 
항산화제의 역할에 대해서는 좀더 연구가 필요한 것으로 보이는데, 음식으로 섭취할 경우 음식 속에 포함된 다양한 영양 성분들의 상호 작용이 세포의 산화 손상을 치유하는 데 어떤 역할을 할 것이라고 추정되고 있는 정도이다. 이후 2006년 적포도주에 함유된 레스베라트롤(resveratrol) 성분이 시르투인(sirtuin) 이라는 효소에 작용하여 생명 단축 효과를 억제한다는 연구결과가 2006년에 발표되며 센세이션을 일으켰다. 하지만 다른 실험에서는 레스베라트롤이 최대수명 연장에 효과가 없음이 드러나면서 기대감은 실망으로 바뀌었다.

● 노화 억제 물질 연구

그러던 중 2006년 효모 실험을 시작으로, 2009년 생쥐, 초파리, 선충 등 여러 동물 모델에서 라파마이신(rapamycin) 이라는 물질이 수명 연장 효과가 있다는 사실이 입증되면서 인간의 수명을 늘릴 수 있는 물질로 기대감을 불러일으켰다. 그러나 현재 다수의 노화 연구자들은 라파마이신의 효능에 대해 여전히 반신반의하는 입장을 취하고 있다. 과거 수명연장의 명약이라 생각되었던 레스베라트롤 등에서 겪은 실망감에 따른 학습 효과일 수도 있지만, 노화를 억제하기 위해 라파마이신을 과다하게 사용하게 되면 당뇨병과 면역 결핍이 발생하는 등의 심각한 부작용을 초래할 수 있기 때문으로 보인다.

본래 노화는 복합적인 요인에 의해 진행되는 과정이므로, 라파마이신과 같은 노화억제 약물을 투여받는 것만으로 진행 과정을 늦출 수 있을 것이라는 논리를 선뜻 받아들이기는 쉽지 않을 수 있다. 하지만 노화 억제 약물의 가능성에 대해서는 꾸준히 연구가 진행되고 있다. 먼저 라파마이신에 대해서는 미국 Washington대 Daniel Promislow 교수 주도로 ‘개 노화 프로젝트(Dog Aging Project)’를 통해 동물실험 연구를 진행하고 있으며, 당뇨병 치료제인 메트포르민(metformin)에 대해서는 미국 Albert Einstein 의대 Nir Barzilai 교수가 노화 지연 효과를 검증하기 위한 TAME(Targeting Aging with Metformin) 프로젝트를 진행하고 있다. TAME 프로젝트에 대해서는 미국 FDA에서 인체 대상의 임상시험을 허가한 상태이다. 또 일본 게이오대와 미국 Washington대의 연구진들이 sirtuin 유전자를 활성화시키는 것으로 알려진 NMN(nicotinamide mononucleotide) 물질에 대해서 임상 연구를 돌입했다. 이처럼 노화 억제 물질에 대한 연구는 이제 막 시작되는 단계에 있으며, 빠른 속도로 전진하고 있는 것으로 보인다.

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