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[바이오토픽] 노화를 지연시키는 뇌 줄기세포
생명과학 양병찬 (2017-07-27)

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© brainmadesimple.com

마우스의 시상하부에 이식된 줄기세포가 중년 마우스의 수명을 연장시키는 것으로 밝혀졌다.


뇌 속의 줄기세포가 수명을 연장하고 노화를 늦추는 열쇠가 될 것으로 보인다. 연구진은 7월 26일 《Nature》에 실린 논문에서(참고 1), "시상하부(hypothalamus: 호르몬과 기타 신호전달분자를 생성하는 영역)에 있는 줄기세포들은 중년 마우스의 쇠퇴해가는 뇌기능과 근력에 활력을 불어넣을 수 있다"고 밝혔다.

선행연구에서는 시상하부가 노화에 관여한다고 제안한 바 있지만(참고 2), 이번 연구에서는 시상하부의 줄기세포가 그 과정을 늦출 수 있음을 증명했다. "이번 연구결과는 설득력이 있다. 왜냐하면 시상하부는 염증과 식욕 등 수많은 신체기능에 관여하기 때문이다"라고 미국 앨버트 아인슈타인 의대의 둥성 카이 박사(신경내분비학)는 말했다.

카이 박사가 이끄는 연구진은 이번 연구에서, 마우스가 나이가 들어감에 따라 시상하부 속의 줄기세포들이 사라지는 것을 발견했다. 그래서 마우스의 뇌에 바이러스를 주입하여 줄기세포들을 파괴해 봤더니, 마우스는 더 빨리 늙고 기억력, 근력, 지구력, 협응능력(coordination)의 쇠퇴를 경험하는 게 아닌가! 심지어 시상하부의 줄기세포가 파괴된 마우스들은 그러지 않은 동년배들보다 빨리 세상을 떠나는 것으로 나타났다.

다음으로, 연구진은 갓 태어난 마우스의 시상하부에서 채취한 줄기세포를 중년 마우스의 뇌에 주입했다. 그로부터 넉 달 후, 줄기세포를 주입받은 중년 마우스들은 그러지 않은 동년배 마우스들에 비해 인지능력과 근육기능이 향상된 것으로 나타났다. 그리고 수명도 평균 10% 증가했다.

마지막으로, 연구진은 줄기세포들이 뇌척수액에 (유전자 발현을 조절하는) 마이크로 RNA(miRNA)를 분비하는 것을 발견했다. 그래서 이 miRNA들을 중년 마우스의 뇌에 주입해 보니, 인지기능 쇠퇴와 근육 퇴화가 지연되는 것으로 나타났다.

영원한 청춘

"이번 연구는 흥미롭다. 인간의 항노화 치료법을 개발하는 데 다방면으로 응용될 수 있을 것으로 보인다"라고 MIT에서 노화를 연구하는 레너드 구아렌테 박사(분자생물학)는 논평했다.

"'시상하부는 호르몬이나 miRNA와 같은 신호전달 펩타이들을 통해 노화를 통제한다'는 최신 연구결과들을 감안할 때, 줄기세포 치료법은 시상하부가 마스터 조절인자(master regulator)로 활동하는 능력을 향상시키는 것으로 보인다. 우리 연구팀은 수천 가지 miRNA 중에서 노화에 관여하는 것을 가려내려고 노력하고 있으며, 비인간 영장류에게도 비슷한 메커니즘이 존재하는지 연구할 계획이다"라고 카이 박사는 말했다.

"이번 연구는 노화 연구의 돌파구를 마련했다"라고 워싱턴 대학교에서 노화를 연구하는 이마이 신이치로 박사는 말했다. "다음 단계는 이 줄기세포들을 (노화와 관련된) 다른 생리 메커니즘과 관련시키는 것이다. 예컨대 그 줄기세포들은 GnRH 뉴런('성선자극호르몬 방출호르몬'을 분비하는 뉴런)을 조절하는 데 일익을 담당할 수 있다. GnRH는 시상하부에서 분비되며 노화와 관련되어 있기 때문이다"라고 그는 덧붙였다. 또한 이마이 박사는, 줄기세포에서 나온 miRNA가 혈류로 들어갈 수 있는지 궁금해 한다. 그렇다면 전신으로 퍼져나갈 수 있을 테니 말이다.

"시상하부를 겨냥하는 항노화 치료제는 중년에 투여할 필요가 있다고 생각한다. 왜냐하면 어떤 수준을 넘어설 경우, 근육과 대사의 퇴화가 역전될 수 없을지도 모르기 때문이다"라고 카이 박사는 말했다.

시상하부에 주입된 줄기세포가 인간의 수명을 얼마나 연장시킬 수 있을지는 불투명하다. 그러나 구아렌테 박사는 '수명 연장'보다 '노화 지연'이 더 중요한 목표라고 강조한다. "건강하지 않다면, 아무리 오래 살아봤자 말짱 꽝이다"라고 그는 말했다.

※ 참고문헌
1. Zhang, Y. et al., “Hypothalamic stem cells control ageing speed partly through exosomal miRNAs”, Nature (2017); http://dx.doi.org/10.1038/nature23282
2. https://www.nature.com/news/molecules-in-the-brain-trigger-ageing-1.12891

※ 출처: Nature 547, 389 (27 July 2017) http://www.nature.com/news/brain-s-stem-cells-slow-ageing-in-mice-1.22367

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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
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