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[바이오리포트] 역(逆)노화 기술을 향한 도전

권기선 책임연구원 / 한국생명공학연구원 노화제어전문연구단

영화 “벤자민 버튼의 시간은 거꾸로 간다”에서와 같이 시간을 되돌려, 다시 젋어지는 일은 영화에서만 가능한 일일까? 라는 질문에 노화연구자들이 불가능한 일은 아니라고 대답하고 있다.

이 질문은 1956년 미국 코넬대의 Clive McCay 박사가 늙은 마우스와 젊은 마우스의 혈액순환계를 연결하였을 때, 늙은 마우스의 골밀도와 체중이 젊은 마우스와 비슷하게 변하는 사실을 관찰한데에서 시작되었다고 본다. 2005년 미국 스탠포드 대학의 Rando 교수 연구팀은 역시 같은 실험을 통해, 어린 마우스의 혈액을 공유한 늙은 마우스의 근육조직이 젊은 근육처럼 빠르게 재생되어 회복되는 현상을 보았고, 이후 하버드대학의 Wagers 교수는 젊은 혈액에 다량 존재하는 GDF11 (growth differentiation factor 11)단백질이 노화된 근육의 손상된 구조를 회복시키고 기능적인 면에서도 근력과 지구력 등 운동능력을 향상시킨다는 주장을 하기에 이르렀다 (Sinha M et al., Science 344:649-652, 2014). 반면, CCL11 (eotaxin)은 노화 마우스의 혈액에서 증가되며 어린마우스의 신경재생이나 학습능력, 기억력 감소를 일으키는 주요 원인 단백질이라고 보고되었다 (Villeda SA et al., Nature 477:90-96, 2011).

이후 스탠퍼드대학 Wyss-Coray 교수팀은 신생아 탯줄 혈액의 Timp2 단백질이 늙은 마우스의 기억력과 학습능력을 향상시킨다고 보고하였다 (Castellano JM et al., Nature 544, 488–492 2017). 폴사바띠에 대학의 세드릭 드레이 교수팀은 노화되면서 감소하지만 운동을 하면 증가하는 아펠린 (Apelin) 이라는 혈액단백질을 발굴하였다. 늙은 마우스에 아펠린을 주입하여 노화성 근감소증 증상을 완화시키고 운동능력을 향상시킨 연구결과를 보고하였다 (Vinel C et al., Nature medicine. 24(9):1360-1371, 2018).

또한 일종의 세포노화유전자(p16INK4)를 발현하는 노화세포만을 선택적으로 골라서 자살을 유도함으로써 마우스 개체의 건강과 수명을 연장할 수 있다는 가설을 인위적으로 유전자를 변형시킨 마우스 모델을 이용하여 증명한 바 있다(Darren J. Baker, Nature 479, 232-236 (2011). 오늘날 이와 같이 노화세포만을 선택적으로 파괴시키는 물질인 senolyte의 초기개발이 활발히 진행되고 있다.

이상과 같이 노화 현상을 되돌리는 역노화 과학기술의 성과가 하나 둘씩 보고되면서, 오늘날 더 이상 노화를 자연현상으로 치부하기 보다는, 과학기술을 활용하여 충분히 역전이 가능한 질병으로서의 인식전환이 이루어지고 있다.

의료기술의 발달과 사회복지수준의 향상으로 전 세계적인 고령인구의 증가가 일어나고 있다. 하지만 고령화로 인한 고혈압, 암, 당뇨, 심혈관질환, 치매와 같은 노인성 질병의 증가, 노인층 빈곤 문제로 인해 고령화는 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 현재 우리나라의 고령화 속도는 세계 최고 수준으로 2025년이면 다섯명 중 한명이 65세 이상의 노인인 초고령사회에 진입할 것으로 예상된다. 이는 개인의 삶의 질 뿐만 아니라 국가경쟁력을 하락시키고 노인 의료비 증가라는 문제를 야기하고 있다. 따라서 노화를 과학기술적으로 극복할 수 있다면 그 기대효과는 상상할 수 없을 정도이다.

이미 세계 최고 IT 기업들이 수명 연장을 목표로 질병과 노화 연구에 과감한 투자를 시작하였다. 인터넷 기업 구글의 공동 창업자인 Sergey Brin과 Larry Page는 2013년 바이오 기업 칼리코(Calico)를 세워 노화의 비밀을 규명하여 인간수명 연장이라는 목표를 제시하였다. 구글은 글로벌 제약사 애브비와 칼리코의 노화 연구에 15억달러(약 1조 8000억원)을 공동 투자하는 계약을 맺었다. 오러클의 공동창업자인 Larry Ellison은 의학재단을 세워 노화연구에 3000억원 이상을 투자하였다. 아마존 창업자인 Jeff Bezo와 페이팔 창업자인 Peter Thiel은 노화세포를 제거하여 수명을 연장하는 연구에 1300억원을 투자했다.

앞에 언급된 Wyss-Coray 교수는 바이오벤처회사 ‘ALKAHEST’를 공동창업하여, 노인성 질환을 치료할 수 있는 혈액 내 역노화단백질을 발굴하고 있으며 이를 의료용 단백질(바이올로직스)로 개발 중이다. 지금까지 알려진 혈액내 逆노화인자의 존재 가능성을 근거로, 알츠하이머 환자들에게 젊은 피를 투여하는 소규모 임상시험이 수행되어 그 결과가 2017년 11월에 발표된 바 있다. 4주 동안 매주 젊은 피(혈장)를 투여하여 본 결과, 환자들의 인지기능은 뚜렷한 호전이 안보이지만 그들의 일상 활동 능력이 개선되었다. 일부 미국 업체를 중심으로 젊은 피를 수혈해주는 상업적 의료행위가 진행되고 있으나, 아직은 소규모 임상시험 결과여서 확대해석이 우려된다. 현재 대규모 임상시험을 계획 중인 것으로 알려지고 있다.

이와 같이 전 세계적으로 혈액내 逆노화인자를 발굴하고 그 기능을 밝히는 연구가 태동하고 있다. 아직까지 효능이 검증된 인자는 소수이지만, 그 가능성은 노화 극복 연구의 게임체인저가 될 전망이다. 국내에서도 한국생명공학연구원 노화연구자들을 중심으로 새로운 혈액내 逆노화인자를 발굴하고 이를 기반으로 하는 逆노화기술을 개발하고 있다.

▲그림 설명: 역노화인자 timp2, GDF11, Apelin등은 인지기능과 근육의 기능을 복구시키다는게 알려져 있으며, 그밖에 비만세포를 분해하거나 뼈를 건강하게하고 혈관을 청소하는 역노화인자들이 존재한다고 예상된다.

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