타임머신 탄생할까? '세포 역노화' 성공 사례 증가노인·퇴행성 질환 근본적 치료제 원천 기술

한국생명공학연구원은 글로벌 기술패권 경쟁 속에서 혁신의 원동력이 될 바이오 미래유망기술 10가지를 선정중  6가지 기술을 집중 조명 한다.

노화 지연, 방지를 넘어 시간을 되돌리는 기술의 실현이 한층 더 가까워졌다. 이론적으로만 가능하다고 여겨지던 세포 역노화(Cell rejuvenation, 회춘)가 최근 연구에서 입증되기 시작했다.

세포 역노화는 세포를 리프로그래밍(Reprogramming)해 세포의 건강을 유지시키고, 세포의 재생 능력을 복원하는 기술이다. 즉 세포를 ‘초기화’ 시킨다고 볼 수 있다. 이 기술은 세포 노화로 인해 발생하는 퇴행성 질환을 근본적으로 치료 가능하게 할 수 있을 것으로 전망되고 있다. 궁극적으로는 건강수명 연장과 노년 삶의 질을 향상 시킬 수 있을 것으로 평가되고 있다. 

성균관대학교 의학과 김경규 교수는 “세포 역노화 기술은 세포생물학 분야 기초 연구뿐 아니라 항노화 연구 및 노인성·퇴행성 질환 치료제 개발에 새로운 패러다임을 제공할 것”이라고 밝혔다. 김 교수는 세포 역노화 기술이 치료제 개발과 더불어 노령화에 따른 사회적 비용 감소와 건강수명 연장을 통한 지속 가능한 사회 유지에도 기여를 할 것으로 내다봤다.

현재 국내 고령화로 인한 사회적 비용은 나날이 증가하는 추세다. 국민건강보험공단에 따르면 2020년 기준 65세 이상 인구는 15.4%를 돌파했다. 특히 65세 이상 인구의 진료비는 37조6135억원으로 2016년 25조2692억원에서 약 10조가량 증가, 고령화로 인해 발생하는 사회적 비용 감소에 대한 근본적인 대책이 필요한 실정이다.

세포 역노화 기술로 회춘을 표현한 캐릭터.©한국생명공학연구원

이러한 문제의 해결책으로 세포 역노화 기술이 주목받고 있다. 실제 세포 역노화 기술의 가능성은 지속해서 증명되고 있다. 

미국 하버드의대 연구팀은 2023년 1월 19일 국제 학술지 셀(Cell)에 ‘포유류 노화의 원인으로서 후생유전 정보의 손실(Loss of epigenetic information as a cause of mammalian aging)’ 논문을 게재, 후성유전체가 노화의 원인 중 하나며, ‘야마나카 인자(Yamanaka factors)’ 발현을 통해 역노화가 가능하다는 것을 증명했다. 야나나카 인자는 주요 유전자 중 Oct3/4, Sox2, Klf4, c-Myc를 가리키며 이 그룹을 성인 세포에 도입 시 리프로그래밍하는 특성을 가졌다.

또한 영국 케임브리지 대학 바브라함 연구소는 50대 성인의 피부세포를 부분 리프로그래밍해 20대 초반의 피부세포 수준으로 돌리는 데 성공했다. 해당 연구 결과는 지난해 4월 8일 국제 학술지 이라이프(eLife)에 ‘성숙 단계 일시적 리프로그래밍에 의한 인간 세포의 다중 오믹 회춘(Multi-omic rejuvenation of human cells by maturation phase transient reprogramming)’이란 제목으로 게재됐다.

이 외에도 캘리코 라이프 사이언스(Calico Life Science LLC) 연구팀은 부분 리프로그래밍 기술을 이용해 노화된 세포에서 젊은 유전자 발현에 성공했다.

국내에선 한국과학기술원(KAIST)와 아모레퍼시픽 기술연구원 연구팀이 2020년 노화된 피부세포를 역노화 시키는 핵심 인자를 발견했다. 공동 연구팀은 이 인자를 바탕으로 역노화의 초기 원천기술과 검증 모델을 개발했다.

또한 성균관대학교 의과대학 연구팀은 2019년 손상이나 노화 때문에 감소한 근육을 회복시킬 수 있음을 증명했다. 연구팀은 세포 신호를 조절하는 저분화 물질 조합을 사용, 섬유아세포를 근육세포로 리프로그래밍 시키는 기술을 확립했다.

김 교수는 “세포 역노화 기술은 생명공학 선진국에서도 시작 단계”라면서 “기술 선점을 통한 경제적, 사회적 효과를 얻기 위해선 국가 차원의 지원이 필요하다”고 전했다.