[헬스코리아뉴스 / 이지혜] 50대 성인의 피부세포를 리프로그래밍해 20대 초반의 피부세포로 젊게 만든 데 성공함에 따라 젊은 세포로 되돌리는 역노화 연구가 활기를 띠고 있다. 역노화 관련 스타트업에 30억 달러(약 4조 1805억 원)의 대규모 투자금이 유치되는 등 ‘세포 리프로그래밍’이 주목받고 있다. 

국가생명공학정책연구센터는 최근 이같은 내용의 ‘세포 리프로그래밍을 통한 역노화(rejuvenation) 연구 활기’ 리포트를 발간했다. 

영국 케임브리지 대학의 바브라함 연구소(Babraham Institute) 연구팀은 지난 4월 성체 세포를 줄기세포로 되돌리는 세포 리프로그래밍 기술인 ‘유도만능줄기세포(iPSCs)’를 활용해 50대 성인의 피부세포를 20대 초반의 피부세포로 젊게 만드는 데 성공했다. 

연구팀은 성인의 피부 세포를 완전히 원시 상태인 배아줄기세포 단계가 아닌 중간 단계까지 되돌리는 데 성공했다. 세포의 정체성(특수한 기능)은 유지하면서 노화 시계를 30년 정도 되돌린 것이다.  

유도만능줄기세포는 수정란이나 난자를 사용하지 않고 피부 등 다 자란 체세포에 외래 유전자나 특정 단백질을 가해 줄기세포의 성질을 갖도록 유도한 세포를 말한다.  

일본 교토대의 야마나카 신야(Yamanaka Shinya) 교수가 최초로 분화된 세포로부터 유도만능줄기세포를 생산했고 이 공로로 그는 2012년 노벨 생리의학상을 수상했다. 

야마나카 신야 교수는 ‘야마나카 인자’(Yamanaka factor)로 불리는 4가지 단백질을 체세포에 투입하면 배아줄기세포와 같은 원시상태로 되돌아갈 수 있다는 것을 유도만능줄기세포(iPSCs, induced Pluripontent Stem cells)로 명명했다. 

이후 유도만능줄기세포를 통한 세포 리프로그래밍에 관한 많은 연구로 세포의 노화 역행, 후성유전학적 시계 재설정, 손상 회복 능력 등이 확인됐다. 

성체 세포를 유도만능줄기세포의 형태로 되돌리기 위해서는 야마나카 인자들을 약 50일간 주입해야 하는데 케임브리지 연구팀은 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.

연구팀은 30년을 되돌린 피부세포가 실제 정상적인 피부로서의 기능을 하는지 지켜본 결과 콜라겐 생성 등 본래의 역할을 할 수 있는 것으로 확인됐다. 세포의 노화시계를 확인해본 결과 실제 30년의 시간이 되돌려진 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 “추가 연구로 일시적인 리프로그래밍의 메커니즘이 규명된다면 화상뿐만 아니라 치매, 백내장 등과 같은 노화 관련 질병 극복에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”며 “더 나아가 리프로그래밍 없이 젊어지게 하는 유전자를 알아내고 이를 표적으로 연구한다면 노화가 미치는 영향을 줄일 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 

세포 리프로그래밍 메커니즘은 아직 완벽하게 밝혀지지 않은 탐구 영역이며 부작용도 존재하지만 발상 자체는 강력하고 앞으로도 가능성이 높은 분야라는 평가를 받고 있다. 

세포 리프로그래밍 부작용으로는 테라토마(teratoma) 또는 기형종이라고 불리는 종양 생성 가능성이 존재한다. 때문에 세포 리프로그래밍 연구 분야에 지나치게 많은 투자금이 투입됐으며 지나치게 많은 기업이 뛰어들었다는 점이 우려된다는 지적도 이어지고 있다.

현재 세포 리프로그래밍을 통한 역노화 연구에 세계적인 과학자, 빅파마 임원진이 참여하고 있으며 억만장자들이 전폭적인 투자를 단행하고 있는 상황이다. 

실리콘밸리의 신생 바이오테크 스타트업인 알토스 랩스(Altos Labs)에 노벨상 수상자를 비롯한 세계의 항노화 연구자들이 합류했으며 총 30억 달러(약 4조 1805억 원)의 투자가 유치됐다.

알토스 랩스는 세포의 건강과 재생 능력을 복원하기 위한 세포 역노화 프로그래밍(cellular rejuvenation programming)에 중점을 둔 생명공학 회사로 인간이 일생 동안 겪는 질병, 부상, 장애를 되돌리는(reversing) 치료제를 개발해 과학을 의학으로 변화시키는 것을 목표로 하고 있다.

알토스 랩스는 올해 1월 공식적으로 출범했으며 러시아 출신의 억만장자 유리 밀너(Yuri Milner)와 아마존 창업자 제프 베조스(Jeff Bezos)가 수백만 달러를 투자해 주목을 받기도 했다. 

알토스 랩스의 이사회 또는 고문으로 1975년 노벨생리의학상을 수상한 데이비드 볼티모어(David Baltimore) 교수, 2012년 노벨생리의학상 수상자 야마나카 신야(Yamanaka Shinya) 교수, 2018년 노벨화학상 수상자 프랜시스 아널드(Frances Arnold) 교수, 2020년 노벨화학상 수상자 제니퍼 다우드나(Jennifer Doudna) 교수 등 세계적인 석학들이 참여하고 있다. 

국가생명공학정책연구센터는 “세포 리프로그래밍 기술을 실제 활용하기에는 아직 이르다는 회의적인 시선도 있지만 발상 자체는 강력하고 앞으로 가능성이 많은 분야”라고 설명했다. 

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