DGIST 뉴바이올로지전공 박상철 석좌교수와 이영삼 교수 연구팀이 노화 세포를 회복시킬 수 있는 약물을 발굴하고 이를 활용한 메커니즘을 규명했다고 28일 밝혔다.

노화는 나이가 들어감에 따라 세포 분열 및 성장 능력이 떨어지는 현상으로, 생체 기능 저하와 노인성 질환의 원인이 된다. 따라서 노화의 억제와 회복은 인간의 본능적 욕구이며, 노화 제거물질을 발굴하고 노화 메커니즘을 분석하는 일은 생물학계의 숙원 과제다.

연구팀은 노화를 제어하는 인자를 찾고 세포 분열 능력을 회복시킬 수 있는 약물 발굴을 시도했다.

그 결과 인산화 효소 가운데 하나인 ATM 단백질 활성을 저해하는 KU-60019 약물이 리소좀 기능을 활성화하고 세포 증식을 유도해 노화 세포 기능을 회복시킨다는 사실을 확인했다.

세포 내의 단백질, 지질 등의 생체 고분자를 분해하고 오토파지(자가포식)를 담당하는 리소좀 기능 저하는 생체 고분자 축적, 제 기능을 수행하지 못하는 미토콘드리아의 불완전 제거 등 물질대사 불안정성을 야기해 세포 노화를 유발한다.

연구팀은 세포 노화가 진행될 때 리소좀 활성 조절에 관여하는 V형 ATP아제(v-ATPase)가 ATM 단백질에 의해 인산화하면서 단위체 간 결합력이 떨어져 리소좀 기능을 저하한다는 사실을 확인했다.

또 KU-60019 약물의 ATM 단백질 활성화 조절이 V형 ATP아제 인산화를 감소시켜 리소좀 오토파지 기능과 미토콘드리아 기능을 회복시킬 뿐만 아니라 노화 동물 모델에서 상처 회복을 촉진하는 등 노화 세포를 원래 상태로 되돌리는 것이 가능함을 증명했다.

박상철 석좌교수는 이번 연구의 의의에 대해 "리소좀 기능 저하의 억제 및 회복을 통해 노화 세포를 되돌릴 수 있는 메커니즘을 규명한 것"이라고 설명했다.

또한 "이 노화 회복 메커니즘을 노화 동물 모델에 적용했을 때 얼마나 효과적이고 안정적인지 검증할 것"이라면서 "더 나아가 인간 건강수명 연장 연구를 지속적으로 진행하겠다"고 밝혔다.

이번 연구 결과는 화학생물학 분야 국제학술지 '네이처 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)' 28일자 온라인판에 게재됐다.