좀비 세포가 만성 염증 키우는 원리 규명

노화 세포가 만성 염증을 일으키는 과정에서 미토콘드리아가 핵심 역할을 한다는 연구 결과가 나왔다. 연구진은 관련 유전자를 차단하자 쥐의 염증이 줄고 더 건강하게 노화하는 것을 확인했다.

21일(현지시간) 샌포드번햄프레비스의학연구소와 메이요클리닉 등 국제 공동 연구진은 미토콘드리아와 지속적 염증 사이의 새로운 연관성을 규명했다고 밝혔다. 연구 결과는 지난달 29일 국제학술지 '네이처'에 게재됐다.

나이가 들수록 세포 분열을 멈춘 '좀비 세포'인 노화 세포가 축적된다. 이 세포는 완전히 비활성 상태가 아니라 대사 활동을 유지하면서 염증 물질을 분비한다. 이런 염증 프로그램을 노화 관련 분비 표현형(SASP)이라고 부르며, 노화에 따른 광범위한 염증과 여러 만성 질환과 연관돼 있다.

연구진은 SASP를 유발하는 분자적 원인을 찾아 이를 예방하거나 줄이는 방법을 모색했다. 공동 교신저자인 피터 애덤스 샌포드번햄프레비스 교수는 "미토콘드리아와 관련된 최소 두 가지 생물학적 경로가 수렴한다는 사실이 밝혀졌다"고 설명했다.

하나는 DNA가 저장되는 방식을 바꿔 SASP 관련 영역을 촉진하고, 다른 하나는 노출된 SASP 유전자의 발현을 높이는 경로다. 노화 세포의 미토콘드리아는 에너지를 생산하면서 아세틸-CoA를 더 많이 만들어낸다. 이 분자는 DNA를 감고 있는 히스톤 단백질과 상호작용해 염증 유전자를 열어 전사되도록 한다.

다만 이 대사 신호만으로는 노화 세포가 염증 물질을 계속 분비하기에 충분하지 않다. 손상된 미토콘드리아에서 DNA와 RNA가 새어 나와 면역 체계를 자극하는 신호가 함께 필요하다. 이 신호가 염증 전사 인자를 활성화해 아세틸-CoA로 노출된 SASP 유전자에 결합한다.

연구진은 두 경로가 교차하는 지점을 확인한 뒤, 한쪽을 차단하면 SASP 촉진을 막을 수 있는지 시험했다. 아세틸-CoA 생산에 필요한 성분을 운반하는 단백질의 활동을 막는 약물 CTPI-2를 쥐에 투여한 결과, 조직 전반의 염증이 억제되고 조직 기능과 건강 수명이 개선됐다.

애덤스 교수는 "미토콘드리아에서 새어 나오는 면역 신호는 여전히 존재했지만, 대사 신호를 차단하자 SASP 유전자에 접근하기 어려워지면서 기능적 이점이 나타났다"고 말했다. 이어 "CTPI-2 같은 선택적 억제제로 아세틸-CoA를 줄여 염증을 낮추는 것은 탐구해야 할 새로운 치료 전략"이라고 덧붙였다.