디지털 트윈으로 노화 복제…혈액응고인자가 '가속 페달'

중국 연구진이 개인별 노화 속도를 예측하는 '디지털 노화 쌍둥이'를 개발하고, 간에서 생성되는 혈액응고인자가 노화를 촉진하는 핵심 동인임을 규명했다.

중국과학원 동물연구소, 국가생물정보센터, 수도의과대학 선무병원 등이 소속된 중국 노화 바이오마커 컨소시엄(ABC) 연구팀은 이 같은 내용의 연구 결과를 지난 8일 국제학술지 '셀(Cell)'에 발표했다.

연구팀은 '디지털 노화 쌍둥이'라는 계산 프레임워크를 구축해 개인 수준에서 생물학적 나이를 예측하고 장기별 노화 속도를 추적했다. 이를 위해 18~91세 건강한 중국인 2019명을 대상으로 표준화된 다기관 코호트 'mCAS'를 구축했다.

연구팀은 임상 검사, 뇌·망막 영상, DNA 메틸화, 단백질체 등 240개 변수와 10억개 이상의 데이터를 수집했다. 이를 바탕으로 ▲전신 기능 저하를 반영하는 '핵심 능력 시계' ▲여러 분자 데이터를 통합한 '다중 모드 시계' ▲뇌, 간 등 장기별 '기관 특이적 시계' 등 3단계 노화 시계 시스템을 만들었다.

특히 딥러닝 기술을 적용한 '다중 모드 시계'는 실제 나이 예측 오차를 평균 3.87년까지 줄여 단일 지표를 사용한 기존 시계보다 정확도가 높았다. 또한 분석 결과, 장기별 노화 속도는 비동기적으로 진행됐으며 간은 약 40세, 뇌는 약 50세에 노화 변곡점을 맞는 것으로 나타났다.

연구의 가장 큰 성과는 노화의 원인을 추적해 간에서 유래한 혈액응고인자 'F13B', 'F9', 'F10' 등이 혈관 및 전신 노화의 직접적인 '구동인자(driver)'임을 밝혀낸 점이다. 이들은 단순한 노화의 결과물인 '표지자(marker)'가 아니었다.

실제로 연구팀이 인간 대동맥 내피세포를 해당 인자들에 노출시키자 세포 노화가 뚜렷해졌다. 쥐에게 'F13B'를 주입했을 때도 간, 심장, 신장 등 여러 조직에서 노화가 가속화되고 염증 반응이 증가하는 것이 확인됐다.

연구팀은 임상 적용을 위해 100여 종의 혈장 단백질만으로 노화를 평가하는 간소화된 '대리 시계'도 개발했다. 이는 향후 간단한 혈액 검사만으로 포괄적인 노화 평가가 가능해질 수 있음을 시사한다.

이번 연구는 중국 국가 주도 계획인 '마오디에 프로젝트(X-Age Project)'의 첫 개념 증명 연구 성과다. 연구진은 노화 과학이 현상을 기술하는 단계를 넘어, 원인을 찾아 예측하고 개입하는 시대로 전환되는 계기가 될 것이라고 평가했다.