영국 연구진이 줄기세포를 만드는 기술로 50대 중년의 피부 세포를 30년 되돌려 20대의 피부로 '변신'시켰다.
영국 케임브리지대 생명과학연구소는 성체 세포를 줄기세포로 되돌리는 기술인 '유도만능줄기세포(IPS)'를 만드는 기술을 활용해
노화가 진행되는 중년의 피부세포를 20대 초반의 세포로 되돌리는 데 성공했다.
IPS란 2012년 노벨 생리의학상 수상자인 야마나카 신야 교수가 발견한 것으로 Oct4, Klf4, Sox2, c-Myc 등
4가지의 유전자를 활용해 성체 세포를 어떤 유형의 세포로든 발달할 수 있는 배아 줄기 세포와 같은 원시 상태로 돌리는 기술이다.
이 4가지의 유전자는 야마나카 교수의 이름을 따 '야마나카 인자'라고 부른다.
성체 세포를 IPS의 형태로 되돌리기 위해서는 야마나카 인자들을 약 50일간 주입해야 하는데,
케임브리지 연구진들은 53세 실험자의 성체피부세포를 50일이 아닌 12일간만 주입했다.
그 결과 세포는 줄기 세포 상태로 완전히 되돌아가는 대신 약 30년 젊어진 23세의 피부 세포화 유사한 형태가 됐다.
연구진들은 30년을 되돌린 피부세포가 실제 정상적인 피부로서의 기능을 하는지 지켜본 결과 콜라겐 생성 등
본래의 역할을 할 수 있는 것으로 확인했다. 이들이 세포의 노화시계를 확인해본 결과 실제 30년의 시간이 되돌려진 것으로 밝혀졌다.
신체의 모든 세포는 세포 내에 시간의 흐름을 기록하는데, 이를 후성유전학시계, 혹은 노화시계라고 부른다.
연구를 주도한 볼프 라이크 케임브리지대 교수는 "이번 연구는 사람의 피부를 활용해 실험을 진행하고
노화를 되돌릴 수 있는 것을 활용한 최초의 사례"라며"장기적인 목표는
인간의 건강수명을 연장해 사람들이 더 건강한 방식으로 늙어갈 수 있도록 하는 것"이라고 밝혔다.
라이크 교수는 "아직은 바로 임상에 적용하기까지는 과학적인 장애물이 존재하지만,
화상을 입은 피부의 회복력을 높이거나 절단된 피부를 빠르게 재생시키는 약을 개발하는 데 활용될 수 있을 것으로 기대한다"며
"향후 간과 근육, 혈액세포 등 다른 조직으로도 연구를 더 확장해 나갈 것"이라고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제저널 이라이프 최신판에 실렸다.
이에 앞서 미국 솔크연구소·제넨텍 연구진은 같은 방식으로 쥐의 노화를 되돌리는 연구를 진행한 바 있다.
연구팀은 쥐를 연령별로 세 그룹으로 나눠 야마나카 인자를 투여했다.
한 그룹은 인간으로 치면 50세에 해당하는 생후 15개월부터 70세에 해당하는 22개월까지 야마나카 인자에 노출됐다.
또 다른 그룹은 인간의 35세에 해당하는 12개월부터 22개월까지 야마나카 인자를 투여했다.
마지막 그룹은 노인(80세)에 해당하는 25개월령의 쥐가 약 한 달간 야마나카 인자를 투여받았다.
이 결과 한 달간 야마나카 인자를 투여한 마지막 그룹의 쥐를 제외하고 나머지 두 개 그룹의 쥐들의 세포가 실제로 젊어진 것으로 확인됐다.
상처를 입었을 때 피부가 더 빨리 회복됐으며 흉터도 잘 지지 않았다. 혈액 내에서 대사와 관련된 역할을 하는 분자들 역시 노화의 조짐을 보이지 않았다.
관련 연구는 지난 3월 노화 관련 국제 저널 '네이처 노화'에 게재됐다.
다만 관련 연구가 실제 적용되기까지는 라이크 교수의 언급처럼 상당한 시일이 걸릴 수 있다.
IPS 세포 가운데에서도 신체의 다양한 조직으로 변화하기 쉬운 세포가 있는 반면, 향후 암세포로 발전될 가능성도 존재하기 때문이다.
IPS의 경우 배아줄기세포처럼 모든 세포로 분화할 수 있는 능력인 '전분화능'을 가지고 단시간에 빠르게,
많이 세포가 증식할 수 있다. 반면 증식의 속도를 조절하지 못할 경우 암이 생길 수 있다.
IPS 가운데 신체의 다양한 조직으로 변하기 쉬운 세포와 향후 암세포가 될 가능성이 높은 세포를 구분하는 방법에 대한 연구도 활발히 진행되고 있지만
아직 관련 문제가 완전히 해결된 것은 아니다.
영국의 기초과학 연구소인 프랜시스 크릭 연구소의 로빈 로벨뱃지 박사는
"야마나카 인자와 동일한 역할을 하면서 상대적으로 더 안전한 다른 화학물질을 찾는다면 더 좋겠지만
이를 찾기는 어려울 것"이라며 "야마나카 인자가 사람의 전신에 적용됐을 때
안전하게 노화를 되돌릴 수 있는가에 대한 연구가 계속 이뤄져야 한다"고 설명했다.
