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면역계의 노화(immunosenescence)와 질병 치료_기초연구본부 선정 R&D 이슈 연구동향

[NRF R&D Brief-2025-8호]

  ◈본문

1 면역계 노화(immunosenescence)의 정의

 ○ 노화의 특징과 질병: 노화의 특징은 세 가지 범주, 즉 ① 분자적 특징(게놈 불안정성, 텔로미어 기능 장애, 후성 유전적 변화, 단백질 항상성 손실, autophagy 감소, 미토콘드리아 기능 장애), ② 세포적 특징(세포 노화, 줄기세포 고갈, 변형된 세포 간 교통) 및 ③ 전신적 변화(조절되지 않은 영양소 감지)로 세분됨(그림 1). 노화는 세포-조직-장기 수준에서 나타나는 광범위한 생리적 변화로 만성 노인성 질환의 발병과 밀접하게 연관됨 (그림 2). 특히 면역 시스템에서 나타나는 노화는 감염에 취약하게 하고 자가면역질환, 종양 및 염증성 질환 발병을 증가시키며, 신체의 항상성 유지와 회복 능력을 저하하여 고령자의 유병률과 사망률을 증가시킴. 고령자의 건강수명을 저하하는 만성 노인성 질환 병인에 면역계 이상 반응이 깊이 관여함이 알려지며, 이를 면역계 노화의 관점에서 이해하려는 노력이 최근에 활발히 이루어지고 있음(대사·후성유전학 기반 면역계 노화의 이해, BioINpro, 2023).

그림 1. 노화의 10가지 특징과 3가지 범주 (Guo et al., Sig Transduct Target Ther, 2022)

그림 2. 노화에 따른 만성 노인성 질환 (Campisi et al., Nature, 2019)

○ 노화를 제어하려는 연구: 면역계 노화는 다양한 노인성 질환의 선행 원인이 될 수 있음을 밝히고 이를 제어하려는 연구들이 진행되고 있음. 노화 연구의 트렌드는 노화를 더 이상 자연현상으로만 간주할 것이 아니라, 연구·기술 개발을 통해 이를 늦추거나 되돌릴 수 있다는 인식으로 시각이 변화되었음. 또한, 2018년 WHO는 노화에 질병 코드(MG2A)를 부여하고 노화 제어와 치료제 개발을 주요 과제로 제시했다는 점도 노화 연구의 동력이 되고 있음. 노화에 관한 주요한 연구는 다음과 같음(그림 3). ① 1925년: 과학자들은 빛의 강도가 초파리의 수명에 영향을 미친다는 것을 발견. 이것은 환경 요인이 노화에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여주는 초기 증거 중 하나임. ② 1930년대: 칼로리 제한(CR)이 쥐의 수명을 연장한다는 것을 발견. 이것은 생활 방식의 변화가 노화 과정에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여줌. ③ 1970년대: 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis

elegans) 모델에서 처음으로 장수 돌연변이가 발견됨. 이것은 유전적 요인이 노화에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여줌. ④ 1990년대: 노화의 10대 특징이 처음 제안되어 노화 연구를 위한 조직적인 접근 방식을 제공. ⑤ 2000년대: 노화를 유발하고 지연시키는 유전자를 식별하기 위한 유전자 검출 연구가 시작됨. ⑥ 2010년대: 노화 과정을 역전 시키는 것으로 보이는 최초의 화합물이 발견되어 노화 방지 치료법 개발 가능성을 불러 일으킴. ⑦ 2020년대: 노화 연구는 지속해서 빠르게 진행되고 있으며, 노화 과정을 이해하고 개입하는 새로운 방법들이 끊임없이 발견되고 있어 노화 관련 질환의 예방 및 치료에 대한 새로운 가능성을 열어줌.

그림 3. 노화 및 관련 질병 연구 동향 (Guo et al, Sig Transduct Target Ther, 2022)

○ 면역 시스템 노화의 역사(그림 4): ① 1900년대 중반: 인구 수명 증가와 함께 면역 시스템 노화 연구 시작되었음. Roy Walford가 처음으로 면역계 노화 개념 제시(1960년대) 하였음. 면역 장기 기능 저하, 선천 및 획득 면역 기능 장애 등 면역계 노화의 특징 규명. ② 1980년대: 면역 시스템 노화 메커니즘 및 영향 연구 활발. Claudio Franceschi가 ”인플라마징(inflammaging)” 개념 도입(2000년) - 만성 항원 부하 및 스트레스에 의한 염증 증가. 가슴샘(thymus) 기능 감소 등 면역 장기 변화 확인. ③ 2000년대 이후: 면역 시스템 노화의 세포 및 분자적 메커니즘 연구 집중. 조혈모세포(HSC) 기능 저하 및 myeloid-biased 분화 증가(Ross et al., Nature, 2024), T 세포 감소 및 기능 저하. 이는 특히 암 치료와 연관되어 주목받음. 네 가지 기능 저하 T 세포(exhausted, senescent, aged, anergic) 발견(Crespo et al., Curr. Opin. Immunol, 2013, Shim et al., J. Immunol,

2020). 즉 T 세포 중심의 세포 노화 연구가 활발함. 이러한 면역 시스템 노화 연구는 노인 인구 증가에 따라 암 치료 실패율 상승과 깊은 관련이 되었고, 면역 시스템 노화 메커니즘 이해를 통해 효과적인 암 치료법 개발 가능성 제시하고자 하는 노력으로 주목을 받음.

...................(계속)

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