유전자 치료로 기대 수명이 늘어났습니다.

특정 유전자를 표적으로 삼으면 포유류를 포함한 많은 동물 종의 평균 수명을 연장할 수 있으며, 이는 여러 연구에서 입증되었습니다. 그러나 지금까지는 배아 발달 단계에서 동물의 유전자를 돌이킬 수 없게 변화시키는 것을 의미했으며, 이는 인체에는 적용 불가능한 접근 방식이었습니다. 마리아 블라스코 소장이 이끄는 스페인 국립 암 연구 센터(CNIO, Centro Nacional de Investigaciones Oncologicas)의 과학자들은 성체 동물의 유전자를 직접 표적으로 삼는 약물을 한 번 주사하여 생쥐의 수명을 연장할 수 있음을 보여주었습니다. 이들은 노화 방지에 사용된 적이 없는 유전자 치료법을 이용하여 이를 수행했습니다. 생쥐에 대한 이 방법은 안전하고 효과적인 것으로 인정받고 있습니다.

이 연구 결과는 EMBO Molecular Medicine 저널에 게재되었습니다. CNIO의 과학자들은 바르셀로나 자치대학교(Universitat Autònoma de Barcelona) 동물 생명공학 및 유전자 치료 센터의 에두아르드 아유소(Eduard Ayuso)와 파티마 보쉬(Fátima Bosch)와 협력하여 유전자 치료를 이용하여 성체(1세)와 노령(2세) 생쥐를 대상으로 한 실험에서 "회춘" 효과를 얻었습니다.

1세 때 치료를 받은 생쥐는 평균 24%, 2세 때는 평균 13% 더 오래 살았습니다. 또한 이 치료는 생쥐의 건강을 크게 개선하여 골다공증이나 인슐린 저항성과 같은 노화 관련 질환의 발병을 지연시키고 신경근 협응력과 같은 노화 지표를 개선했습니다.

유전자 치료는 변형된 DNA를 포함하는 바이러스를 동물에 주입하는 방식으로 진행되었는데, 이 바이러스 유전자는 노화에 중요한 역할을 하는 효소인 텔로머라제 유전자로 대체되었습니다. 텔로머라제는 염색체의 끝부분인 텔로미어를 복구하여 세포의 생체 시계를 늦추고, 나아가 전체 유기체의 생명 주기를 늦춥니다. 바이러스는 텔로머라제 유전자를 세포에 전달하는 매개체 역할을 합니다.

이 연구는 "암 발병률을 증가시키지 않고도 텔로머라아제 기반 항노화 유전자 치료법을 개발할 수 있음을 보여준다"고 저자들은 말한다. "생물은 나이가 들면서 텔로미어가 짧아져 DNA 손상이 축적되는데, [이 연구는] 텔로머라아제 기반 유전자 치료법이 그러한 손상의 발생을 복구하거나 지연시킬 수 있음을 보여준다."

텔로미어는 염색체 끝부분을 보호하지만, 이 기능을 무한정으로 유지할 수는 없습니다. 세포 분열이 일어날 때마다 텔로미어는 점점 짧아지다가 결국 기능을 완전히 상실하게 됩니다. 결과적으로 세포는 분열을 멈추고 노화하거나 사멸하게 됩니다. 텔로머라제는 텔로미어가 짧아지는 것을 막거나 심지어 길이를 회복시켜 이를 방지합니다. 텔로머라제는 세포의 생체 시계를 멈추거나 재설정하는 역할을 합니다.

하지만 대부분의 세포에서 텔로머라제 유전자는 출생 전에만 활성화됩니다. 성체 세포에서는 몇 가지 예외를 제외하고 텔로머라제가 발현되지 않습니다. 이러한 예외에는 성체 줄기세포와 무한 분열하는 암세포가 있으며, 이들은 불멸입니다. 여러 연구에 따르면 종양 세포의 불멸성의 핵심은 바로 텔로머라제의 발현입니다.

텔로머라아제 기반 노화 방지 약물 개발 연구가 지연되는 이유는 바로 이러한 위험, 즉 암성 종양이 발생할 가능성이 높아지는 위험 때문입니다.

2007년, 블라스코 연구팀은 배아 단계에서 유전체가 돌이킬 수 없게 변형된 형질전환 생쥐의 수명을 연장하는 것이 가능함을 입증했습니다. 과학자들은 생쥐의 세포에 텔로머라아제를 발현시키고, 암 저항성 유전자를 추가로 삽입했습니다. 그 결과, 이러한 생쥐들은 암에 걸리지 않고 일반 생쥐보다 40% 더 오래 살았습니다.

현재 실험에서 유전자 치료를 받은 쥐들은 암이 없었습니다. 스페인 과학자들은 그 이유가 동물들이 다 자랐을 때 치료를 시작하기 때문에 종양을 유발할 만큼의 비정상적인 분열이 축적될 시간이 없기 때문이라고 생각합니다.

또한, 텔로머라제 유전자를 세포에 전달하는 데 사용되는 바이러스의 종류도 매우 중요합니다. 저자들은 혈우병과 안과 질환의 유전자 치료에 성공적으로 사용된 것으로 보이는 안전한 바이러스를 선택했습니다. 특히, 이 바이러스들은 다른 바이러스에서 유래한 비복제성 바이러스로, 인간에게 병원성이 없습니다.

이 연구는 텔로머레이즈 유전자 기반 치료법이 질병 없는 수명을 연장하고 짧은 텔로미어와 관련된 질병을 치료하는 데 있어 실현 가능하고 일반적으로 안전한 접근 방식이라는 개념 증명으로 여겨진다.

이 방법은 적어도 단기적으로는 인간의 노화 방지 치료법으로는 적용할 수 없을지 몰라도, 일부 인간 폐 섬유증 사례처럼 조직의 비정상적으로 짧은 텔로미어와 관련된 질병을 치료하는 데 새로운 가능성을 열어줄 수 있습니다.

블라스코에 따르면, "노화는 현재 질병으로 간주되지 않지만, 과학자들은 노화를 인슐린 저항성이나 심혈관 질환과 같이 나이가 들면서 발병률이 증가하는 질환의 흔한 원인으로 간주하는 경향이 점차 커지고 있습니다. 세포 노화를 치료함으로써 이러한 질병을 예방할 수 있습니다."

"우리가 사용한 벡터는 표적 유전자(텔로머라제)를 장기간 발현시키기 때문에 단 한 번의 투여로 제한할 수 있었습니다."라고 보쉬 박사는 설명합니다. "다른 방법들은 환자의 평생 동안 약물을 투여해야 하기 때문에 부작용 위험이 높아지기 때문에, 이것이 항노화 치료에 있어 유일하게 실용적인 해결책이 될 수 있습니다."

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