【뉴스퀘스트=김형근 과학전문 기자】 무병장수는 인간의 영원한 꿈이다. 더구는 옛날 청춘으로 돌아갈 수 있는 회춘(回春)이야말로 꿈 중의 꿈이다. 그러나 가능하다는 연구가 나왔다. 

미국의 명문 하버드 의과대학의 과학자들은 한 획기적인 연구에서 노화와 관련된 여러가지 질병과의 싸움에서 새로운 개척지를 열었다.

연구팀은 기존의 세포를 젊은 상태로 재프로그래밍 하는 최초의 화학적 접근법을 발표했다. 이전에는, 이것은 강력한 유전자 치료를 통해서만 달성할 수 있었던 방법이다.

원리는 “세포를 화학적으로 재프로그래밍 하는 것”

지난 12일(현지시간) 하버드 의과대학의 주도로 메인 대학, MIT 연구원들은 "세포 노화를 역전시키기 위해 화학적으로 유도된 재프로그래밍"이라는 제목의 새로운 연구 논문을 건강 전문 학술지 ‘에이징(Aging)’에 발표했다.

연구의 핵심은 ‘야마나카 인자(Yamanaka factors)’라는 특정 유전자의 발현이 성인 세포를 유도 만능 줄기 세포(iPSCs: Induced pluripotent stem cells)로 전환시킬 수 있다는 발견에 기초를 두고 있다.

노벨상을 수상한 이 발견은 세포를 너무 젊게 만들고 암을 유발하지 않고 세포 노화를 되돌릴 수 있다는 가능성을 제기했다.

야마나카 인자는 2012년 노벨 생리의학상을 받은 일본의 줄기세포 연구자 야마나카 신야 교수가 발견한 특별한 유전자 조합이다.

성숙한 세포의 특정 유전자를 재조합해 미성숙한 세포로 만들면 세포의 노화를 되돌릴 수 있다는 현상을 배양접시 위에서 실현해낸 놀라운 발견이다.

예를 들자면 늙은 세포를 젊은 세포로, 암세포를 정상세포로 전환하는 것이 가능하다는 놀라운 연구결과를 제시했다. 이러한 네 가지 재프로그래밍 마스터 유전자를 ‘야마나카 인자’라고 부른다.

네 가지 단백질 전사 인자는 피부 세포와 같은 고도로 전문화된 세포가 젊고 적응력이 더 높은 상태인 줄기 세포로 돌아가게 할 수 있다.

하버드의 유전학자 데이비드 A. 싱클레어(David A. Sinclair) 교수가 이끄는 연구팀은 세포 노화를 역전시키고 인간 세포를 재생시킬 수 있는 분자들을 결합하는 새로운 비전을 제시했다.

야마나카 유전자를 세포에 도입해 노화 역전

그들은 전사 기반의 노화 시계(transcription-based aging clocks)와 실시간 핵 세포질 단백질 구획화(NCC: nucleocytoplasmic protein compartmentalization) 분석을 포함하여 젊은 세포를 오래된 세포, 또는 노화된 세포와 구별하기 위해 많은 양의 처리가 가능한 세포 기반 분석을 개발했다.

팀은 NCC와 게놈 전체의 전사 프로파일을 젊은 상태로 복원하고 전사체 나이를 1주일 이내에 젊음으로 역전시키는 여섯 가지 화학 혼합물을 발견했다.

연구팀은 이미 이전에 특정 야마나카 유전자를 바이러스에 의해 세포에 도입해 세포 노화를 역전시키는 것이 실제로 가능하다는 것을 증명했다.

쥐의 시신경, 뇌 조직, 신장 및 근육 등을 대상으로 연구한 결과 시력이 개선되고 수명이 연장되는 등 유망한 결과를 보여주었다. 또 최근에는 원숭이의 시력이 개선되었다는 보고도 있었다.

과학전문 매체 피스닷오르그(phys.org)는 “새로운 발견의 의미는 광범위하며, 재생 의학과 잠재적으로 전신 회춘(whole-body rejuvenation)의 길을 열어주는 것”이라고 평가했다.

이 매체는 이어 “유전자 치료를 통한 노화 역전에 대한 화학적 대안을 개발함으로써, 이 연구는 노화, 부상 및 노화 관련 질병의 치료에 혁명을 일으킬 수 있으며 개발 기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있는 잠재력을 제공하고 있다”고 설명했다.

쥐 실험에 이어 원숭이에서는 失明을 회복해

연구팀은 2023년 4월 원숭이의 실명(失明)을 정상으로 역전시키는 긍정적인 결과에 이어 역전 유전자 치료를 위해 인간을 대상으로 한 임상시험 준비가 진행 중이다.

싱클레어 교수는 "최근 까지만 해도 우리가 할 수 있는 최선은 노화를 늦추는 것이었다. 우리의 새로운 발견들은 우리가 이제 그 노화를 되돌릴 수 있다는 것을 암시한다”고 말했다.

그는 “그리고 "이 과정은 유전자 치료를 필요로 했고, 또한 실행에 옮기기 위해서는 많은 제약이 뒤따랐다”고 설명했다.

하버드의 연구팀은 나이와 관련된 질병이 효과적으로 치료되고, 또한 부상이 더 효율적으로 낫고, 전신 회춘의 꿈이 실현되는 미래를 구상하고 있다.

싱클레어 교수는 "이 새로운 발견은 시력 향상에서부터 많은 노화 관련 질병을 효과적으로 치료하는 것에 이르기까지 다양한 응용 분야에서, 단 하나의 알약으로 노화를 역전시킬 수 있는 잠재력을 제공한다”고 말했다.