상황에 따른 연구: 노화를 늦출 수 있을까?
Research in Context: Can we slow aging?
나이가 들면서 우리 몸에 어떤 변화가 일어나며, 이에 대해 무엇을 할 수 있는가?
노화는 질병과 장애의 주요 원인입니다. 이 특별한 컨텍스트 연구 특집에서는 노화의 속도와 진행을 측정하는 방법과 노화를 늦추거나 되돌릴 수 있는 방법을 포함하여 노화의 생물학에 대한 연구를 살펴봅니다.
나이가 들수록 질병과 장애의 위험이 커집니다. 사람들이 더 오래 살수록, 적어도 한 가지 이상의 노화 관련 질병에 걸릴 가능성이 높아집니다. 그리고 전 세계 인구가 고령화됨에 따라, 이러한 질병으로 인한 부담도 증가할 것으로 예상됩니다. 개별 질병이 발생할 때마다 치료하는 대신, 이러한 부담을 줄이는 더 효과적인 방법은 노화 과정 자체를 근본적으로 공격하는 것입니다.
오늘날 과학자들은 노화를 모든 것이 시간이 지남에 따라 쇠퇴하는 경향으로 이해합니다. 스탠포드 대학에서 뇌 노화와 신경 퇴화를 연구하는 토니 와이스-코레이 박사는 이를 자동차에 비유합니다. “자동차를 주차장에서 꺼내면 모든 것이 반짝반짝 빛나고 모든 것이 완벽하게 작동합니다. 그러나 몇 년 동안 계속 운전하다 보면 모든 부품이 낡아 보입니다. 아직은 잘 작동할 수 있지만, 외부 환경과 사용 빈도에 노출되면 마모와 손상이 점점 심해져 결국에는 기능을 제대로 발휘하지 못하게 됩니다.”
마찬가지로, 사람의 노화는 우리 몸을 구성하는 분자와 세포에 결함과 손상이 서서히 누적되어 발생합니다. 자동차와 달리 우리 몸에는 이러한 손상을 복구하는 메커니즘이 내장되어 있습니다. 그러나 이러한 복구 메커니즘도 시간이 지나면 마모됩니다. 결국에는 손상이 누적되어 전체 장기 및 시스템의 기능에 영향을 미치게 됩니다.
NIH가 자금을 지원하는 연구원들은 노화를 분자 수준에서 더 잘 이해하기 위해 노력해 왔습니다. 그들은 건강 문제가 나타나기 전에 사람들이 노화하는 방식의 차이를 측정하는 방법을 연구하고 있습니다. 그들은 또한 분자 수준에서 노화를 늦추거나 심지어 되돌릴 수 있는 가능한 방법을 모색하고 있습니다. 이것은 노화와 관련된 질병과 장애를 예방하거나 치료하는 더 나은 접근법으로 이어질 수 있습니다.
노화 측정
어떤 치료법이 노화를 늦추거나 되돌릴 수 있는지 알기 위해서는 먼저 노화가 얼마나 빨리 진행되는지 알아야 합니다. 사람마다 노화 속도가 다르다는 것은 이미 잘 알려진 사실입니다. 어떤 사람들은 9세 또는 10세까지 건강하고 질병 없이 지내기도 합니다. 다른 사람들은 암, 심장병, 치매와 같은 노화 관련 질병이 훨씬 일찍 발병합니다. 이러한 차이를 설명하기 위해 '생물학적 나이'라는 개념이 자주 사용됩니다. 생물학적 나이는 수년에 걸쳐 축적되어 결국 질병과 장애로 이어지는 분자 손상을 반영합니다.
생물학적 나이의 차이는 노화 관련 질병이 나타나기 수년 전부터 나타날 수 있습니다. 따라서 노화를 늦추는 치료도 이러한 질병이 나타나기 훨씬 전에 시작해야 합니다. 그런 다음 치료가 효과가 있는지 여부를 확인하려면 평생 동안 사람들을 추적해야 합니다. 그래서 연구자들은 사람의 생물학적 나이를 측정할 수 있는 '노화 시계'를 개발하기 위해 노력해 왔습니다.
한 가지 접근 방식은 다양한 바이오마커를 측정하고 이를 주어진 연대기적 나이에 대한 일반적인 수치와 비교하는 것입니다. 컬럼비아 우편집배원 공중보건대학에서 노화를 연구하는 다니엘 벨스키 박사는 "우리는 일반 인구를 기준으로 삼아 '평균 50세는 이렇게 생겼고, 평균 60세는 이렇게 생겼으며, 평균 70세는 이렇게 생겼습니다."라고 설명합니다. 우리는 귀하의 바이오마커 수치를 해당 인구 평균과 비교하여 '아하, 당신은 55세 정도처럼 보이므로 생물학적으로 55세라고 부르겠습니다."라고 말합니다. 만약 65세라면 좋은 소식입니다. 하지만 45세라면 좋은 소식이 아닙니다."
벨스키는 여기서 한 걸음 더 나아갔습니다. 벨스키의 팀은 듀크 대학교의 테리 모핏 박사팀 및 더니든 종단 연구와 협력하여 단순히 노화 정도를 보여주는 노화 시계 대신 노화 "속도계"를 개발했습니다. 이 속도계는 노화가 얼마나 빨리 또는 느리게 진행되는지 보여줍니다.
연구진은 나이에 따라 변화하는 DNA 메틸화라는 DNA의 화학적 변형에 초점을 맞췄습니다. 이 측정법을 개발하기 위해 1972~73년 뉴질랜드에서 태어난 1,000명 이상의 장기 건강 연구인 더니든 연구의 데이터를 사용했습니다. 이 연구의 일환으로 참가자들은 26세부터 45세까지 4가지 시점에 종합적인 건강 평가를 받았습니다. 이를 통해 혈액 샘플에서 DNA 메틸화 데이터와 다양한 장기 시스템의 기능을 추적하는 19가지 바이오마커를 수집했습니다. 연구팀은 머신러닝 도구를 사용하여 45세에 19개 바이오마커의 20년 동안의 변화와 상관관계가 있는 DNA 메틸화 패턴을 식별하는 알고리즘을 개발했습니다. 연구팀은 이 알고리즘의 이름을 DunedinPACE(후성유전체로부터 계산된 더니든 노화 속도)라고 지었습니다.
그 후 벨스키와 그의 동료들은 다른 장기 연구의 데이터에도 DunedinPACE를 적용했습니다. 이 연구들에서 DunedinPACE로 측정한 노화 속도가 빠른 사람들은 건강이 나빠지거나 만성 질환에 걸리거나 일찍 사망할 위험이 더 컸습니다.
벨스키는 더니든페이스가 노화 속도를 늦추는 개입을 테스트하는 데 사용될 수 있기를 희망합니다. 또한 노화가 정상보다 빨라서 노화 관련 질병의 위험이 더 큰 사람들을 식별하는 데도 도움이 될 수 있습니다. "올해 45세가 되어 특정 암 검진을 받을 수 있는 나이가 되었다고 가정해 보겠습니다."라고 그는 설명합니다. "만약 제가 생물학적으로 더 빨리 노화한다면 의사는 '아, 이런 검진을 1~2년 일찍 시작해야겠다'고 생각할 수 있습니다. 또는 제가 천천히 노화한다면 '1~2년 정도 기다리세요'라고 말할 수도 있겠죠."
같은 사람이라도 장기에 따라 노화 속도가 다를 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 예를 들어, 심장이 다른 신체 부위보다 더 빨리 노화되는 사람이 있을 수 있습니다. 비스 코레이는 혈액 내 특정 단백질 수치를 기반으로 개별 장기의 노화를 측정하는 것이 가능하다는 것을 보여주었습니다. 특정 장기의 노화가 가속화되면 해당 장기에 영향을 미치는 질병의 위험이 증가합니다. 따라서 개별 장기의 노화 속도를 알면 향후 문제를 일으킬 가능성이 가장 높은 장기에 더 집중적으로 관리할 수 있습니다.
노화된 두뇌에 활력을 불어넣기
노화가 건강에 미치는 가장 심각한 영향은 뇌에 있습니다. 나이가 들면 시냅스 가소성이라고 하는 뉴런의 연결 강화 능력이 감소합니다. 시냅스 가소성은 특히 해마라고 불리는 뇌 영역에서 학습과 기억에 필요합니다. 따라서 나이가 들면서 가소성이 감소하면 인지 장애와 신경 퇴행성 질환에 대한 감수성이 높아질 수 있습니다. 이 능력을 보존하거나 회복하면 사람들이 인지적으로 건강하고 독립적으로 더 오래 살 수 있습니다.
2014년, 비스-코레이와 그의 동료들은 어린 쥐의 혈액이 늙은 쥐의 뇌에 유익한 영향을 미칠 수 있음을 보여주었습니다. 젊은 쥐의 혈액을 늙은 쥐에 주입하자 시냅스 가소성과 관련된 유전자가 늙은 쥐에서 활성화되거나 발현되는 방식이 바뀌었습니다. 또한 노화된 쥐의 해마에서 가소성 측정치가 증가했습니다. 연구진이 늙은 쥐에게 젊은 쥐의 혈장을 주입하자 학습과 기억력이 향상되었습니다. 이러한 결과는 젊은 쥐의 혈액에 있는 무언가가 노화와 관련된 가소성 손실을 되돌릴 수 있음을 시사합니다.
사람이 얻을 수 있는 가장 어린 혈액은 출생 시 탯줄에서 채취한 혈액입니다. 늙은 쥐에게 인간 제대혈의 혈장을 주입한 결과 유전자 발현, 가소성, 인지 기능에 어린 쥐의 혈장과 유사한 효과가 나타났습니다. 따라서 어린 쥐의 혈장에 있는 노화 방지 인자가 무엇이든 인간의 제대혈에서도 발견될 수 있습니다.
연구팀은 이 인자가 무엇인지 알아보기 위해 젊은 쥐와 노령 쥐의 제대혈과 혈장, 그리고 사람의 혈장에 있는 단백질을 비교했습니다. 연구팀은 금속 단백질 분해 효소 2(TIMP2)라는 단백질에 초점을 맞췄습니다. TIMP2는 나이가 들면서 수치가 감소하는 쥐의 해마에서도 발견할 수 있었습니다. 노화된 쥐에게 TIMP2를 주입하자 뇌의 TIMP2 수치가 증가하고 해마의 가소성이 촉진되었으며 학습과 기억력이 향상되었습니다. 제대혈에서 TIMP2를 제거한 경우, 노화된 쥐의 학습과 기억력에는 아무런 영향을 미치지 않았습니다. 이는 TIMP2가 이러한 효과의 원인이라는 것을 보여주었습니다.
이 연구 결과는 젊은 기증자의 혈장 또는 혈장 성분이 신경 퇴화를 치료하는 데 사용될 수 있음을 시사합니다. 비스 코레이는 이 접근법의 임상 시험을 수행하기 위해 알카헤스트라는 회사를 설립했습니다. 그러나 혈장 기반 치료법이 널리 사용되기까지는 시간이 좀 더 걸릴 수 있습니다. 보다 일반적으로 Wyss-Coray의 연구 결과는 노화의 결과 중 적어도 일부는 되돌릴 수 있다는 개념을 뒷받침합니다.
칼로리 제한
이와 같은 노화를 되돌릴 수 있는 치료법은 아직 먼 미래의 일입니다. 지금이라도 노화 과정을 늦추기 위해 사람들이 취할 수 있는 조치가 있을까요?
벨스키는 "물론이죠."라며 "하지만 그 어떤 방법도 그다지 흥미롭지는 않습니다."라고 말합니다. 사람들이 일반적으로 건강을 유지하기 위해 이미 하고 있는 일들이 노화의 영향을 막는 가장 좋은 방법이기도 합니다. "신체 활동은 우리가 알고 있는 젊음의 샘에 가장 가까운 것"이라고 그는 설명합니다. 건강한 식습관도 노화의 영향을 막는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.
하지만 수명을 연장하고 노화를 지연시킬 수 있는 생활 습관 개입에 대한 힌트가 있습니다. 특히 많은 연구가 이루어진 것은 칼로리 제한(CR)입니다. 칼로리 제한은 섭취하는 총 칼로리를 줄이되 필수 영양소는 충분히 섭취하는 방법입니다. 효모부터 설치류에 이르기까지 다양한 실험을 통해 CR이 수명을 늘리고 노화 관련 질병을 지연시킬 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다.
CR이 인간에게도 효과가 있는지 알아보기 위해 NIH는 에너지 섭취량 감소의 장기적 효과에 대한 종합 평가(CALERIE) 연구에 자금을 지원했습니다. 200명 이상의 건강한 중년 지원자가 무작위로 두 그룹에 배정되었습니다. 한 그룹의 참가자에게는 2년간 일일 칼로리 섭취량을 25% 줄이도록 하고 이를 위한 식이 및 행동 전략을 제공했습니다. 다른 그룹에 속한 사람들은 평소와 같은 식단을 계속 유지했습니다.
CR 그룹 참가자들은 평균 12.5%의 칼로리 감소를 달성했습니다. 하루 2,000칼로리 식단의 경우 이는 베이글 한 개에 해당하는 칼로리인 250칼로리를 줄인 것입니다. 참가자들은 체중의 평균 10%를 감량했으며, 대부분 지방에서 감량했습니다.
벨스키가 이끄는 연구진은 CALERIE 참가자의 생물학적 노화 속도를 조사했습니다. CR 그룹은 임상 혈액 바이오마커로 측정한 결과 노화 속도가 훨씬 더 느렸습니다. 또한 다른 그룹의 참가자들은 그렇지 않은 반면, CR 그룹 참가자들은 DunedinPACE가 작지만 유의미하게 감소했습니다.
한 가지 흥미로운 결과는 CR이 근육 조직에서 작지만 유의미한 감소를 가져왔다는 것입니다. 그러나 근력에는 큰 감소가 없었습니다. 이는 CR이 체내 근육의 질을 개선했을 수 있음을 시사합니다.
연구자들은 이 결과를 더 탐구하고 CR이 어떻게 근육 건강을 개선하는지 알아보고자 했습니다. 연구팀은 NIH의 국립 노화 연구소(NIA)의 과학 책임자인 루이지 페루치(Luigi Ferrucci)가 이끌었으며 벨스키도 참여했습니다. 연구팀은 연구 시작 시점과 1년 간격으로 CALERIE 참가자의 일부에서 채취한 허벅지 근육 생검을 분석했습니다.
연구팀은 CR 그룹과 대조군 간에 발현이 다른 1,000개 이상의 유전자를 확인했습니다. 영향을 받은 유전자 중 상당수는 이미 동물 모델에서 CR의 영향을 받는 것으로 밝혀진 바 있습니다. 근육 형성 및 회복, 일주기 시계 조절, 노화와 관련된 메커니즘과 관련된 생물학적 경로에서 유전자 발현이 증가했습니다. 반면 염증과 관련된 경로에서는 발현이 감소했습니다. 이러한 경로 변화 중 몇 가지는 CR이 근력에 미치는 영향을 매개하는 것으로 나타났습니다.
특히 CR은 RNA 스플라이싱에도 영향을 미쳤습니다. 유전자는 단백질로 번역되기 전에 메신저 RNA(mRNA)로 전사되어야 합니다. 이 mRNA는 최종 형태에 도달하기 위해 스플라이싱을 거칩니다. 따라서 단일 유전자는 mRNA가 다른 방식으로 스플라이싱되면 하나 이상의 단백질을 생산할 수 있습니다. CR은 근육 생리와 노화에 관여하는 유전자를 포함하여 많은 유전자에서 생성되는 스플라이싱 변종에 변화를 가져왔습니다.
장기적으로 CR은 노화와 관련된 근육 기능 저하를 예방할 수 있을 것으로 보입니다. Ferrucci는 추가 연구가 필요하지만 소량의 CR이라도 노화에 따른 사람들의 건강을 유지하는 데 큰 도움이 될 수 있다고 낙관합니다.
하지만 페루치는 노화를 늦출 수 있는 실용적인 방법이 이미 많이 있다는 벨스키의 견해를 반영합니다. "신체 활동은 스스로에게 줄 수 있는 최고의 선물입니다."라고 그는 말합니다.
그가 권장하는 다른 방법으로는 금연, 건강한 체중 유지, 숙면, 권장 백신 접종, 암 예방 검진, 고혈압 및 고콜레스테롤혈증 치료 등이 있습니다. "사람들은 실현 가능한 이러한 것들을 실천하면 기대 수명을 10년 늘릴 수 있다는 것을 증명했습니다. 마법의 약은 필요 없습니다."라고 그는 덧붙입니다. "마법의 약은 이미 여기 있습니다."
-브라이언 독트로우, Ph.
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참고: 혈액 검사를 통한 인간 생물학적 노화 속도 정량화, 더니든포암 DNA 메틸화 알고리즘. Belsky DW, Caspi A, Arseneault L, Baccarelli A, Corcoran DL, Gao X, Hannon E, Harrington HL, Rasmussen LJ, Houts R, Huffman K, Kraus WE, Kwon D, Mill J, Pieper CF, Prinz JA, Poulton R, Schwartz J, Sugden K, Vokonas P, Williams BS, Moffitt TE. Elife. 2020년 5월 5일;9:e54870. doi: 10.7554/eLife.54870. PMID: 32367804.
DunedinPACE, 노화 속도의 DNA 메틸화 바이오마커. Belsky DW, Caspi A, Corcoran DL, Sugden K, Poulton R, Arseneault L, Baccarelli A, Chamarti K, Gao X, Hannon E, Harrington HL, Houts R, Kothari M, Kwon D, Mill J, Schwartz J, Vokonas P, Wang C, Williams BS, Moffitt TE. Elife. 2022년 1월 14일;11:e73420. doi: 10.7554/eLife.73420. PMID: 35029144.
혈장 단백질체에서 장기 노화 서명이 건강과 질병을 추적합니다. Oh HS, Rutledge J, Nachun D, Pálovics R, Abiose O, Moran-Losada P, Channappa D, Urey DY, Kim K, Sung YJ, Wang L, Timsina J, Western D, Liu M, Kohlfeld P, Budde J, Wilson EN, Guen Y, Maurer TM, Haney M, Yang AC, He Z, Greicius MD, Andreasson KI, Sathyan S, Weiss EF, Milman S, Barzilai N, Cruchaga C, Wagner AD, Mormino E, Lehallier B, Henderson VW, Longo FM, Montgomery SB, Wyss-Coray T. Nature. 2023년 12월; 624(7990): 164-172. doi: 10.1038/s41586-023-06802-1. Epub 2023년 12월 6일. PMID: 38057571.
젊은 피가 쥐의 인지 기능과 시냅스 가소성에 관련된 노화 관련 장애를 역전시킵니다. Villeda SA, Plambeck KE, Middeldorp J, Castellano JM, Mosher KI, Luo J, Smith LK, Bieri G, Lin K, Berdnik D, Wabl R, Udeochu J, Wheatley EG, Zou B, Simmons DA, Xie XS, Longo FM, Wyss-Coray T. Nat Med. 2014 Jun;20(6):659-63. doi: 10.1038/nm.3569. Epub 2014 May 4. PMID: 24793238.
인간 탯줄 혈장 단백질이 노화 쥐의 해마 기능을 활성화합니다. Castellano JM, Mosher KI, Abbey RJ, McBride AA, James ML, Berdnik D, Shen JC, Zou B, Xie XS, Tingle M, Hinkson IV, Angst MS, Wyss-Coray T. Nature. 2017년 4월 27일; 544(7651): 488-492. doi: 10.1038/nature22067. Epub 2017년 4월 19일. PMID: 28424512.
열량 제한에 따른 생물학적 노화율의 변화: CALERIE 바이오뱅크 분석. Belsky DW, Huffman KM, Pieper CF, Shalev I, Kraus WE. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2017 Dec 12;73(1):4-10. doi: 10.1093/gerona/glx096. PMID: 28531269.
CALERIE 임상시험에서 건강한 성인의 생물학적 노화에 대한 DNA 메틸화 측정에 대한 장기적인 칼로리 제한의 효과. Waziry R, Ryan CP, Corcoran DL, Huffman KM, Kobor MS, Kothari M, Graf GH, Kraus VB, Kraus WE, Lin DTS, Pieper CF, Ramaker ME, Bhapkar M, Das SK, Ferrucci L, Hastings WJ, Kebbe M, Parker DC, Racette SB, Shalev I, Schilling B, Belsky DW. Nat Aging. 2023 Mar;3(3):248-257. doi: 10.1038/s43587-022-00357-y. Epub 2023 Feb 9. PMID: 37118425.
칼로리 제한은 인간 근육의 스트레스 반응과 장수와 관련된 유전자의 전사를 조절합니다: 칼로리 제한 연구. Das JK, Banskota N, Candia J, Griswold ME, Orenduff M, de Cabo R, Corcoran DL, Das SK, De S, Huffman KM, Kraus VB, Kraus WE, Martin CK, Racette SB, Redman LM, Schilling B, Belsky DW, Ferrucci L. Aging Cell. 2023년 12월; 22(12): e13963. doi: 10.1111/acel.13963. 2023년 10월 12일 전자 출판. PMID: 37823711.
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Research in Context: Can we slow aging? | National Institutes of Health (NIH)
Research in Context: Can we slow aging?
Researchers are making progress in understanding the biology of aging and learning ways it might be slowed down or even reversed.
www.nih.gov
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