노화를 되돌리는 야마나카인자,역분화?(세포 회춘원리 소개)

50대의 피부를 20대로 되돌릴 수 있다면 어떨까요?

인류의 오랜 꿈이 불로장생입니다. 그런데 이 꿈이 곧 실현 가능해질 수 도 있을 거 같습니다.

 

 

4.8일 영국 바브라함 연구진이 국제 학술지 '이라이프(eLife)'에

"역분화 방법으로 53세 여성의 피부 세포를 23세 수준으로 돌리는 데 성공했다고 밝혔습니다"

 

아래 사진을 보시면 왼쪽 그물처럼 붉은 반점이 많은 것이 젊은 여성의 피부이고 중간이 중년 여성의 피부입니다.

역분화 방법으로 13일 후 오른쪽 사진처럼 중년 여성의 피부가 왼쪽의 그것처럼 빨간색(콜라겐)이 보이는 피부 세포로 변경된 걸 확인할 수 있습니다.

 

그렇다면 역분화 방법이 무엇이고 관련된 기술 적용 분야와 연구 진척 상황에 대해 살펴보도록 하겠습니다.

 

 

 

1. 역분화 방법

 

역분화는 신체 시계를 거꾸로 돌리는 방법입니다.

 

이를 소개하기 앞서 야마나카 인자에 대해 소개드리겠습니다.

2007년 일본 코 토대의 야마나카 신야 교수가 쥐의 피부를 4가지 유전자 조절 단백질(Oct4, Klf4, Sox2, c-Myc)을 주입해 배아줄기세포 상태로 돌리는 방법으로 2012년 노벨상을 수상하였고 이후 역분화에 쓰인 4가지 단백질을 교수의 이름을 따서 '야마나카 인자'로 부르게 되었습니다.

 

당시 기술은 배아줄기세포로 돌리는 것이었습니다. 다른 말로 유도만능줄기세포(IPS)라고 합니다.

배아줄기세포는 인체의 모든 세포로 자라나는 원시 상태의 줄기세포로 되돌리는 것으로 당시 야마나카 교수팀은 4가지 유전자 조절 단백질을 계속 주입하여 약 50일이 소요되었습니다.

 

이번 영국 바르라함 연구소장 볼프레익의 발표에 따르면 '성숙기 단기간 재프로그래밍'이라는 새로운 기술을 사용하여 50일이 아닌 13일만 야마나카 인자(4가지 유전자 조절 단백질)를 주입하여 성체 세포가 완전한 배아줄기세포로 돌아가는 것이 아닌 30년 젊어진 상태로 되돌렸다고 밝혔습니다.

 

배아줄기세포가 아니라 젊은 상태로 되돌리는데 집중한 이유는 단순히 오래 수명을 연장하는 게 아니라 건강한 상태로 수명을 연장해 나가는 것이 궁극적으로 지향하는 목표라고 밝혔습니다.

 

이번 연구결과가 의의가 있는 것은 기간을 축소한 점도 있지만 처음으로 사람의 피부 세포로 실험을 했고 노화를 되돌리는 것을 밝힌 최초의 사례이기 때문입니다.

 

 

2. 역분화 기술  적용 분야 무궁무진

 

위에 세포사진처럼 젊은 세포에는 콜라겐 단백질이 많이 있습니다.

콜라겐은 알다시피 뼈와 연골, 힘줄, 인대를 구성하며 상처 치료에도 관여합니다. 특히 피부 미화를 위해 콜라겐을 드셔 보신 분들이라면 효과를 잘 알고 있을 것입니다.

 

회춘한 세포가 이 역할을 하는 것입니다.

 

볼프레익 연구소장은 임상에 바로 적용할 수는 없지만 화상을 입은 피부의 회복력을 높이거나 절단된 피부를 빠르게 재생시키는 약을 개발하는 데에도 활용할 수 있을 거라고 밝혔습니다.

화상 피부가 짧게는 몇 개월이지만 회복하기까지 몇 년 혹은 회복이 어려워 피부이식 등으로 고통을 겪고 있는 환자분들에는 기다리는 소식이 될 거 같습니다.

 

또한 노화 관련된 질병 하면 바로 떠오르는 것이 치매입니다.

현재까지 인류는 치매를 늦추는 방법은 개발했지만 치매를 치료할 방법은 밝혀내지 못했습니다.

그런데 치매가 걸리지 않도록 세포를 회춘한다면 어떨까요?

치매 증상과 관련된 유전자인 APBA2와 백내장 발생에 관여하는 MAF 유전자 기능도 젊은 사람과 같은 상태로 회춘할 수 있다고 합니다.

 

또한 노화 관련 질환으로 당뇨병, 심장병, 퇴행성 뇌질환에서도 좋은 효과가 나타날 것이라 기대가 됩니다.

 

이밖에도 역분화 기술이 피부 세포뿐만 아니라 근육, 간, 혈액세포, 면역세포 등에서도 회춘 효과를 나타낸다면 젊은 사람들의 피부뿐만 아니라 신체 구성 전부도 동일해질 수 있으며 면역 관련 문제에 세도 해방할 수 있어 활용방법이 무궁무진할 것으로 보입니다.

 

 

3. 역분화 기술발전의 드림팀 앨토스 랩

 

역분화 기술의 발전을 위해 노력하는 연구소를 다음과 같이 소개드립니다.

이번 연구를 이끈 영국 볼프 레익 연구소장은 최근 바이오 기업인 앨토스 랩으로 옮겼습니다.

 

앨토스랩은 지난 1월 19일 미국 샌프란시스코에서 공식 출범하였고 목표는 세포와 장기의 생체시계를 거꾸로 돌려 인체를 젊어지게 하는 것입니다.

 

샐토스랩은 투자자나 연구자나 모두 세계적인 인물들입니다.

먼저 아마존 창업자 제프 베이조스와 실리콘밸리 노벨상인 브레이크스루상을 만든 억만장자 유리 밀러가 이 회사에 30억달러(한화 3조 6100억)을 투자하기로 하였습니다.

 

샐토스랩 연구진은 5월부터 영국 케임브리지와 미국 샌디에이고, 샌프란시스코 연구소에 본격 연구가 시작됩니다.

 

○ 케임브리지 연구소는 볼프 레익 소장이 맡았고, 미국 소크 연구소의 이즈피수아 벨몬테 교수는 샌디에이고 연구소를 이끈다고 합니다.

○ 샌프란시스코 연구소는 캘리포니아대 피터 월터 교수가 맡았습니다.

○ 과학자문위회원회는 일본 교토대의 야마나카 신야교수가 이끌기로 하였습니다.

 

 

※참고로 볼프레익소장외 미국 소크연구소 연구내용을 간단히 소개하자면 다음과 같습니다.

미국 소크 연구소 후안 카를로스 연구소장이 지난 3월 같은 방식으로 쥐의 노화를 되돌리는 연구를 진행한 결과를 국제 저널 '네이처 노화'에 게재하였습니다.

 

쥐를 연령에 따라 세분류로 나눠 야마나카 인자를 투여하였습니다. 한 달간 투여한 뒤 두 그룹에서 세포가 실제로 젊어진 것을 발견했다고 합니다. 상처를 입었을 때 피부가 더 빨리 회복됐으며 흉터도 잘 지지 않았고 혈액 내 대사와 관련된 역할을 하는 세포도 노화의 조짐을 보이지 않았다고 합니다.

 

 

개인적인 소감

야마나카 인자 그리고 역분화 기술에 대해 알게되면서 느낀점은 샐토스랩 드림팀의 연구결과가 가시화되어 제가 주름이 생기기 전에 상용화되었으면 좋겠다는 것입니다 ㅎㅎ 

 

문득 비슷한 내용의 영화 'In Time'이 생각났습니다.

돈이 시간이라 모두 나이가 수백 살이 넘지만 늙지 않고 노동을 통해 시간을 대가로 받아서 살아가는 영화인데 몇 분에서 수천 년에 시간을 가지고 있는 사람들의 빈부 격차가 시간에서 확인되는 독특한 소재의 영화입니다.

 

혹.. 야마나카 인자를 주입하는 비용도 그럴 수 있지 않을까 생각해보면서 생체시계가 거꾸로 가지는 미래를 상상해보았습니다.