KAIST, 피부 시계 되돌렸다…역노화 원천기술 개발

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노화된 세포를 젊게 되돌리는 '역 노화' 원천기술을 개발했다. 노화 현상과 노인성 질환을 사전 억제하는 치료제 개발 단서를 찾았다.

한국과학기술원(KAIST·총장 신성철)은 조광현 바이오 및 뇌공학과 교수팀이 사람 노화 진피 섬유아세포를 되돌리는 초기 원천기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

현재는 '역분화' 방법이 주로 연구되고 있다. 이미 분화된 세포를 역분화하는 4개의 'OSKM(Oct4·Sox2·Klf4·c-Myc) 야마나카 전사인자'를 발현, 초기 미분화 상태로 되돌리는 전략이다. 그러나 이 경우 종양 형성, 암 진행을 유발하는 부작용이 생긴다.

3D 인공피부 모델에 PDK1 단백질 저해제(BX795)를 첨가했을 때 정상적인 젊은 피부의 형태와 기능을 회복하는 모습
<3D 인공피부 모델에 PDK1 단백질 저해제(BX795)를 첨가했을 때 정상적인 젊은 피부의 형태와 기능을 회복하는 모습>

연구팀은 수학 모델링과 시뮬레이션, 분자세포생물학 실험을 융합한 '시스템 생물학'에서 답을 찾았다. 인간 진피 섬유아세포의 세포노화 신호전달 네트워크 컴퓨터 모델을 개발, 역 노화 핵심 인자 'PDK1'을 찾아냈다. 이 인자는 'mTOR' 'NF-kB'를 동시 제어한다. mTOR는 단백질 합성과 세포 성장을 조절한다. NF-kB는 면역물질인 사이토카인 생성에 관여한다.

연구팀은 PDK1을 억제하면 노화된 진피 섬유아세포를 젊게 되돌릴 수 있음을 확인했다. 세포노화 표지 인자들이 사라지고, 정상 세포로 기능을 회복하는 것을 확인했다. 노화 진피 섬유아세포에서는 PDK1이 mTOR와 NF-kB를 활성화해, 노화 형질 유지에 관여하는 것을 밝혀냈다.

안수균 박사과정(제1 저자)
<안수균 박사과정(제1 저자)>

또 이를 아모레퍼시픽 기술연구원과 공동 개발한 노화 인공피부 모델에 적용했다. 모델에서 핵심 인자를 조절해 노화 피부조직에서 콜라겐 합성 증가, 재생 능력 회복에 성공했다. 젊은 피부조직 특성을 보이게 했다.

현재 아모레퍼시픽 기술연구원은 동백추출물에서 PDK1 억제 성분을 추출, 노화 피부 주름 개선 화장품을 개발 중이다.

조광현 교수
<조광현 교수>

연구팀은 이번 성과로 노화 피부 등을 포함한 노화 현상, 노인성 질환 발생을 사전에 억제할 수 있도록 근본적인 치료전략을 제시했다고 의미를 부여했다.

조광현 교수는 “그동안 비가역적 생명현상이라고 인식된 노화를 가역화할 가능성을 보여줬다”며 “건강 수명을 연장하고 노인성 질환을 예방하는 새 시대의 서막을 열었다”고 말했다.

한편 이번 연구에는 안수균 박사과정, 강준수 연구원, 이수범 연구원, 아모레퍼시픽 바이오사이언스랩이 참여했다. 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com