[노화의 미래기술] 과학자들이 해킹한 수명연장의 네가지 코드

[사진=게티이미지뱅크]

고대부터 인류의 꿈이었던 수명연장은 현대에 이르러 분자생물학과 생화학이라는 과학적 탐구를 통해 실현 가능성에 다가서고 있다. 생화학적 수명연장 기술은 단순한 생명 연장을 넘어 삶의 질적 향상을 추구하며, '영생'이 아닌 '영존'을 목표로 한다.
 
현대 과학은 세포의 노화 메커니즘, 유전자 발현, 대사 과정, 호르몬 균형 등을 연구해 생애 말기에도 필수 생명 유지 조건을 확보하고자 한다. 노화를 제어하고 수명을 연장하려는 연구는 크게 노화세포 활성화와 노화세포 제거라는 두 방향으로 진행되고 있다.
 
노화세포 활성화를 위한 방법은 크게 세 가지 접근법이 있다. △생명의 시계 역할을 하는 텔로미어 조작을 통한 세포 노화 억제 둘째 △NAD+ 대사, mTOR 신호 경로 등을 연구하는 대사 조절 기술 △성장 호르몬, 멜라토닌, DHEA 등을 활용한 호르몬 대체 및 최적화 요법이다. 반면 이와는 달리 노화세포를 선택적으로 제거해 젊음을 유지하려는 ‘노화세포제거’ 접근법도 있다. 이러한 접근법들은 모두 인간의 존엄성과 삶의 질적 가치 보존을 핵심 목표로 한다.
 

코드 1. 노화를 해킹한 과학자들이 밝혀낸 텔로미어 조작 기술의 빛과 그림자

 
텔로미어는 염색체 말단에 위치한 반복 DNA 서열로서, 세포 분열 과정에서 DNA를 보호하고 완전한 복제를 가능하게 하는 '생물학적 시계'의 역할을 수행한다. 세포가 분열할 때마다 텔로미어가 점차 짧아지며, 이는 결국 세포의 노화와 사멸로 이어진다. 이러한 특성 때문에 텔로미어는 세포의 나이와 건강 상태를 나타내는 중요한 지표로 여겨지고 있다.
 

텔로미어 조작을 통한 세포 노화 억제 연구는 텔로머라아제 활성화 기술과 텔로미어 길이 조절 약물 개발이라는 두 가지 방향으로 진행되고 있다. 텔로머라아제는 텔로미어를 연장시키는 효소로, 대부분의 체세포에서는 그 활성이 억제돼 있지만 줄기세포나 암세포에서는 활성화돼 있다. 2019년 바이즈만 연구소의 연구팀은 텔로머라아제 활성화를 통해 인간 세포의 수명을 20% 이상 증가시키는 데 성공했다. 베르나르데스 등의 연구에서는 마우스를 대상으로 한 실험에서 24%의 수명 연장 효과를 달성했다. 특히 마우스 실험에서는 암 발생률의 증가 없이 인슐린 감수성, 골밀도, 신경 협응 능력 등 다양한 건강 지표의 개선이 관찰됐다.
 
이러한 연구 성과를 바탕으로 여러 기업들이 텔로미어 조작 기술의 산업화를 적극적으로 추진하고 있다. 제론코퍼레이션은 텔로머라아제를 이용한 암 치료와 퇴행성 질환 치료제 개발에 주력하고 있으며, 시에라 사이언스는 텔로머라아제 활성화를 통한 항노화 제품 개발에 집중하고 있다. TA 사이언스는 황기 추출물을 주성분으로 하는 텔로미어 지지 보조제 TA-65를 개발해, 텔로머라아제 활성화를 통한 세포 노화 지연을 목표로 하고 있다.
 
그러나 텔로미어 조작 기술에는 중요한 한계와 우려가 존재한다. 가장 큰 문제는 텔로머라아제 활성화가 암 발생 위험을 증가시킬 수 있다는 점이다. 텔로미어 길이와 실제 수명 간의 상관관계가 불명확하다는 지적도 제기되고 있다. 특히 실험실 쥐보다 텔로미어가 짧은 야생 쥐의 수명이 더 길다는 사실은 텔로미어 길이만으로 수명을 결정할 수 없음을 보여준다. 텔로미어 길이가 짧아질 때 반드시 노화의 특징이 비례하게 발현되지는 않는다는 점도 중요한 한계로 지적된다.
 
최근 연구들은 노화가 단순히 텔로미어 길이의 문제가 아니라, 세포의 전반적인 대사 기능과 스트레스 반응 능력을 포함한 복합적인 시스템의 변화로 이해돼야 한다고 제시하고 있다. 특히 세포의 성장 자극 반응과 세포자연사 반응과 같은 기능들이 텔로미어 길이와 독립적으로 노화에 영향을 미친다는 점이 밝혀지고 있다. 이는 텔로미어 중심의 기존 노화 연구에서 벗어나, 세포의 신호 전달 및 반응성에 더 주목해야 할 필요성을 시사한다. 또한 진화적 관점에서 텔로미어 길이의 차이를 환경 적응의 결과로 이해해야 한다는 새로운 해석도 제시되고 있다.
 

코드 2. 젊음의 스위치로 여는 노화의 미래

 
대사 조절을 통한 수명연장 기술은 생물체의 에너지 대사 과정을 조절해 노화를 지연시키고 수명을 연장하는 혁신적인 접근법이다. 이 분야는 칼로리 제한이 수명을 연장할 수 있다는 초기 발견에서 시작해, 현재는 다양한 대사 경로를 조절하는 첨단 연구로 발전했다.
 
주요 연구 방향은 크게 네 가지로 구분된다. 먼저 레스베라트롤과 메트포민과 같은 칼로리 제한 모방 약물(CRM)은 실제 음식 섭취를 줄이지 않고도 칼로리 제한의 효과를 얻을 수 있게 한다. 두 번째로 NAD+ 부스터는 세포의 에너지 대사와 DNA 복구에 중요한 NAD+를 보충하거나 생성을 촉진한다. 세 번째로 mTOR 억제제는 세포의 성장과 대사를 조절하는 단백질을 억제해 수명연장 효과를 추구한다. 마지막으로 AMPK 활성화제는 세포의 에너지 센서 역할을 하는 효소를 활성화해 수명연장을 도모한다.
 
이 분야의 대표적인 기업들은 각각 독특한 접근법을 보여준다. 엘리시움 헬스는 NAD+ 부스터인 베이시스를 개발해, NR과 프테로스틸벤을 통해 세포의 에너지 생산을 개선하고자 한다. 유니티 바이오테크놀러지는 세노리틱스 약물을 통해 노화된 세포를 제거하는 방식을 연구하며, 특히 UBX1325라는 약물로 당뇨성 황반부종 치료에 주력하고 있다. 쥬벤스는 세포 노화 제거, NAD+ 부스터, 미토콘드리아 기능 개선 등 다양한 접근법을 복합적으로 연구하고 있다.
 
그러나 이러한 기술들은 여러 가지 도전과제에 직면해 있다. 장기적 효과와 안전성 검증이 필요하며, 개인별 차이를 고려한 맞춤형 접근이 요구된다. 특히 세포 대사를 인위적으로 조절하는 것은 예측하지 못한 부작용을 초래할 수 있으며, 이는 수십년이 지난 후에야 드러날 수 있다는 우려가 있다. 또한 노화는 단일 경로나 분자의 조절만으로 해결될 수 있는 단순한 문제가 아니라는 점에서, 현재 접근법이 지나치게 환원주의적이라는 비판도 제기되고 있다.
 
이러한 도전과제에도 불구하고, 대사 조절을 통한 수명연장 연구는 단순한 생명 연장을 넘어 인간 존재의 본질적 가치를 재조명하는 철학적 담론으로 발전하고 있으며, 미래 의학의 새로운 지평을 열어가고 있다.
 

코드 3. 몸속 시계를 되돌리는 호르몬

 
우리 몸속에는 시간을 알려주는 생물학적 시계가 존재한다. 이 시계는 호르몬이라는 정교한 메신저를 통해 작동하며, 나이가 들수록 그 속도가 느려지거나 불규칙해진다. 호르몬 대체 및 최적화 요법은 이러한 체내 시계를 다시 젊은 시절의 리듬으로 되돌리려는 혁신적 시도다. 이는 단순히 호르몬을 보충하는 것을 넘어, 우리 몸의 시간을 새롭게 디자인하는 것을 의미한다.
 
주요 대상 호르몬은 크게 여섯 가지로 나눌 수 있다. 성장 호르몬(GH)은 근육량 증가와 지방 감소, 피부 탄력 개선에 기여해 체내 시계를 젊게 만든다. 테스토스테론은 남성의 근육량 유지와 골밀도 개선에 중요하며, 에스트로겐과 프로게스테론은 여성의 폐경 증상 완화와 골다공증 예방에 효과적이다. DHEA는 면역 기능과 인지 기능 향상을, 멜라토닌은 수면 개선과 항산화 효과를, 갑상선 호르몬은 대사 개선과 에너지 증가에 도움을 준다. 각각의 호르몬은 마치 시계의 톱니바퀴처럼 서로 맞물려 작동하며, 이들의 균형을 맞추는 것이 젊음을 되찾는 핵심이다.
 
모겐탈러 등의 연구는 테스토스테론 대체 요법이 남성의 생체 시계를 효과적으로 조절할 수 있음을 보여준다. 이는 삶의 질 향상, 성기능 개선, 근육량 및 골밀도 증가 등의 긍정적 효과를 통해 입증되었으며, 우려됐던 부작용도 적은 것으로 나타났다.
 
그러나 체내 시계를 되돌리는 이러한 시도에는 신중한 접근이 필요하다. 호르몬대체요법이 생체에 미칠 수 있는 다양한 영향을 보정해야 함은 물론 실제 적용 시에는 보험 적용이 되지 않는 경우가 많아 비용 부담이 크다. 모든 사람의 시계가 동일한 방식으로 작동하는 것은 아니기 때문에, 개인별 맞춤 접근이 필수적이다.
 
이러한 한계에도 불구하고, 호르몬 대체 및 최적화 요법은 인간의 생체 시계를 근본적으로 재설정할 수 있는 가능성을 제시하고 있다. 이는 노화라는 시간의 흐름을 피할 수 없는 운명이 아닌, 우리가 능동적으로 조절할 수 있는 과정으로 재정의하는 혁신적 전환점이 되고 있다. 우리는 이제 시간을 거스르는 것이 아닌, 시간과 조화롭게 공존하는 새로운 패러다임을 맞이하고 있다.
 

코드 4. 제노제가 밝혀낸 놀라운 비밀

 
제노제의 등장은 노화 연구에 혁명적인 전환점을 가져왔다. 미네소타대학의 커크우드가 제안한 이 획기적 개념은 마치 암 치료에서 암세포만을 표적으로 삼듯이, 노화된 세포만을 선택적으로 제거함으로써 젊음을 되찾을 수 있다는 단순하면서도 혁신적인 접근법이다.
 
이전까지 노화 세포는 세포사멸에 대한 강한 저항성을 가지고 있어 선택적 제거가 불가능하다고 여겨졌다. 그러나 미네소타 연구팀은 P16 유전자가 과발현된 노화 세포를 선택적으로 제거하는 데 성공했고, 이를 늙은 동물에 적용해 활동성 증가와 외모의 회춘이라는 놀라운 결과를 얻어냈다.
 
특히 주목할 만한 발견은 퀘르세틴과 다사티닙의 조합이다. 케일과 같은 채소에서 흔히 발견되는 퀘르세틴과 백혈병 치료제로 사용되는 다사티닙의 조합은 동물실험에서 유의미한 노화 억제 효과를 보여줬다. 더욱 흥미로운 것은 노화 세포를 젊은 개체에 주입했을 때 노화가 가속화된다는 발견이었다. 이는 노화 세포 제거의 중요성을 명확히 입증하는 결과다.
 
그러나 이 접근법에는 중요한 전제조건이 있다. 노화 세포를 제거하는 것만으로는 충분하지 않으며, 제거된 세포를 대체할 젊은 세포의 지속적 공급이 필요하다. 성체줄기세포가 이러한 역할을 할 것으로 기대되지만, 그 기능과 한계에 대해서는 아직 명확히 밝혀지지 않았다.
 
제노제 연구는 아직 초기 단계에 있지만, 노화된 세포를 선택적으로 제어할 수 있다는 가능성을 보여줌으로써 노화 연구의 새로운 지평을 열고 있다. 이는 마치 시계를 거꾸로 돌리는 것과 같은 혁신적인 시도로, 향후 실용화 가능성에 대한 지속적인 관심과 연구가 필요한 분야다.
 

박상철 전남대학교 연구석좌교수 [사진=아주경제 DB]