노화의 재해석: 노화 방지 치료 전략의 잠재력 살펴보기

인간은 오래 전부터 노화 과정에 큰 흥미를 보여 왔으며 노화 과정을 이해하고 방지하기 위한 노력을 기울여 왔습니다. 예를 들어, 고대 중국 의술에서는 건강과 장수에 도움을 주기 위해 한방 치료와 침술를 고안했습니다. 식이 제한으로 생쥐와 쥐의 수명을 늘릴 수 있다는 사실이 밝혀진 1930년대에 주요 이정표에 도달했습니다. 20세기의 획기적인 추가 연구에서는 유전학 및 세포 노화와 같은 요인의 역할을 탐구했습니다.

CAS는 노화 생리학 및 노화 방지 전략과 관련된 500,000건이 넘는 과학 논문(주로 학술 간행물과 특허)을 확인했습니다. 이러한 논문은 지난 10년 동안 적극적인 연구가 진행되면서 꾸준히 증가해 왔습니다(그림 1).

노화 방지 연구 추세가 둔화되고 있다는 징후는 보이지 않고 있습니다. 세계보건기구(WHO)에서는 2050년까지 전 세계 60세 이상 인구가 20억 명을 초과할 것으로 예상하고 있습니다. 고령 인구가 증가하는 이 인구 통계학적 변화로 인해 노화 관련 질환을 해결하고 건강한 노화를 촉진하기 위한 노화 방지 연구에 대한 관심과 투자가 폭발적으로 증가했습니다. 국제 연합(UN) 총회에서는 건강 수명을 늘리고 고령자의 삶의 질을 개선할 수 있는 방안을 찾기 위한 글로벌 협력 촉진 프로그램인 UN 건강한 노화 10년(2021–2030)을 공표했습니다.

노화는 다양한 만성 질환의 주요 요인이며 전반적인 건강과 웰빙에 초점을 맞춰 "성공적인 노화"를 촉진하는 데 관심이 커지고 있습니다. 이 자료에서는 노화 과정을 들여다 보면서 성공적인 노화와 수명을 늘린다는 목표로 다양한 노화 방지 방안을 살펴봅니다. 이러한 노화 방지 치료 전략 중 성공적인 노화를 촉진하는 데 있어 가장 전망이 밝은 것은 무엇일까요?

노화: 단순한 피부의 변화가 아닙니다

"노화 방지(anti-aging)"라는 용어는 종종 주름살이나 피부 처짐과 같은 눈에 띄는 피부 노화를 떠오르게 하는 경향이 있습니다. 사회적, 심리적 영향으로 인해 피부 노화에 대한 연구가 광범위하게 진행되고 있습니다. 신체의 가장 큰 기관인 피부는 환경 요인으로부터 신체를 보호하는 중요한 역할을 합니다. 나이가 들면서 이러한 기능을 이행하는 피부 능력이 떨어져 전반적인 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. 피부 노화는 자연적인 과정이지만 피부 노화를 늦추고 피부 건강을 유지하는 조치를 취할 수 있습니다. L'Oreal, Amorepacific 등의 기업을 포함한 화장품 및 스킨케어 업계는 이 분야에 상당한 관심을 보이면서 수많은 특허를 보유하고 있습니다. 이러한 제품은 히알루론산이나 비타민 E와 같이 피부 표층에 영향을 주는 성분을 함유하고 있습니다.

노화 과정은 실제로 피부 표면에서 확인되는 것보다 훨씬 더 복잡합니다. 노화는 원활한 신체 기능을 유지하기 위해 스스로를 방어하고 유지, 복원하는 살아 있는 유기체의 본질적인 능력의 점진적인 기능 저하라고 폭넓게 정의할 수 있습니다. 뇌는 노화가 미치는 영향에 특히 민감해 크기와 혈관 구조 및 인지 능력이 변하게 됩니다. 따라서 나이가 들면서 알츠하이머병과 같은 특정 신경 장애가 발생할 위험이 높아집니다.

노화는 또한 신체 전체에 영향을 미치는 생리학적 건강의 점진적인 손실을 유발해 기능 저하와 취약성 증가로 이어집니다. 암, 당뇨병 및 심혈관 질환과 같은 심각한 질병의 직접적인 원인이 노화만은 아니지만 이러한 질병 원인 등 다양한 건강 이상에 중요한 위험 요인으로 작용합니다. 결과적으로 이와 같은 연관성이 인정받으면서 노화 연구가 급속도로 증가하게 되었습니다.

노화의 징표

노화는 기본적으로 시간이 지남에 따라 손상이 누적되는 것을 뜻하며 노화의 징표라고 알려진 특유의 생리적 변화가 나타납니다. 2013년, 미래 연구의 골조가 될 분자 및 세포 측면의 노화 징표 아홉 가지를 정의했습니다. 이러한 징표에는 유전체 불안정성, 텔로미어 소모, 후생유전적 변이, 단백질 항상성 손실, 이상 조절된 영양소 감지, 미토콘드리아 기능부전, 세포 노화, 줄기 세포 고갈, 세포간 연락 변경 등이 있습니다(그림 2).

문제를 더 복잡하게 만드는 것은 다양한 노화 징표가 서로 연결되어 있으며 서로에게 영향을 미칠 수 있다는 점입니다(그림 3). 실제로 이러한 징표는 너무 복잡하게 뒤얽혀 있어 일부 연구원들은 노화를 각각 다른 생물학적 규모의 네 개의 계층에서 작동하는 과정으로 간주해야 한다고 제안합니다. 하지만 노화를 고려할 때, 이러한 다른 징표들 간의 관계를 이해하면 노화 관련 질환의 효과적인방지 또는 치료 방안을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.  

노화 방지 치료 전략을 가장 촉진하는 요소는 무엇일까요?

노화 징표를 표적으로 다양한 노화 방지 전략을 탐구했으며, 그중 많은 전략이 다중 징표를 표적으로 진행되었습니다(그림 4). 여기서는 다중 징표 방지 전략 다섯 가지와 가장 잠재력이 있는 방안을 결정하기 위해 각 접근법에 대한 현재 근거를 간략히 소개합니다.

신체 활동은 모든 노화 징표와 관련해서 세포 수준에서 상당한 노화 방지 효과를 보이는 것으로 나타났습니다. 노화 징후 방지 방안으로 신체 활동 활용에 대한 연구가 잘 확립되어 있고 임상 시험에서도 긍정적인 결과를 보이고 있습니다. 현재 진행 중인 주목할 만한 임상 시험에서는 신체 활동이 알츠하이머병, 불안정 보행, 인지 기능 및 외상 후 스트레스 장애에 미치는 영향을 살펴보고 있습니다(표 1).

식단 조절을 통한 노화 방지 전략

최근, 식이 제한과 간헐적인 단식 등 두 가지의 식단 조절이 장수의 중요한 요소인 기본적인 대사 및 세포 신호 전달 경로에 영향을 미쳐 건강한 신경계 수명을 효과적으로 늘려주는 것으로 보고되었습니다. 이 접근법이 동물 모델에서 성공적이라는 것이 입증되었지만, 식이 제한은 확고한 투지와 자기 통제가 요구되기 때문에 인간에게 적용하기는 어려운 전략입니다. 그 대안으로 ‘식이 제한 모방 물질’을 사용해서 비슷한 효과를 얻는 전략이 꼽히고 있습니다. 신체 활동처럼 식이 제한은 많은 연구가 이루어진 노화 방지 치료 전략으로, 현재에도 여러 건의 임상 시험이 진행되고 있습니다(표 2).  

대사 조정을 통한 노화 방지 전략

mTOR(mammalian Target Of Rapamycin) 신호 전달 경로는 세포 성장과 확산을 늘리는 주요 세포 과정과 영양분 감지를 연관짓는 세포 대사의 중요한 요인으로 알려져 있습니다. 노쇠부터 노화 관련 근감소증까지 다양한 증상을 살펴보는 노화 방지 임상 시험에서 라파마이신과 같은 제제를 사용한 mTOR 억제가 폭넓게 연구되었습니다(표 3). 

노화 세포 표적 치료를 통한 노화 방지 전략

노화 세포 표적 치료에는 노화 및 노화 관련 병리학과 관련된 조건인 세포 노화를 표적으로 한 잠재적인 치료제 및 접근법 개발이 포함됩니다. 연구원들은 여러 노화 세포 표적 치료 전략을 연구하고 있습니다. 특히 흥미로운 약리학 전략은 다양한 노화 관련 장애를 유발하는 노화된 세포를 선택적으로 제거할 수 있는 작은 분자, 즉 세놀리틱스를 사용하는 것입니다. 이 방식으로 노화 세포를 표적으로 하는 것은 이미 임상 시험에서 평가 중에 있습니다(표 4).

세포 리프로그래밍을 통한 노화 방지 전략

세포 수준에서 시간을 되돌리는 것이 가능할까요? 세포 리프로그래밍은 최종 분화된 성숙 세포를 유도 만능 줄기 세포로 변환해 세포 수준에서 시간을 되돌리는 것을 목표로 합니다. 이 방식으로 세포를 리프로그래밍하면 미토콘드리아 기능 장애, 텔로미어 소모, 후성 유전체 변화, 유전체 불안정성, 노쇠 등의 다양한 노화 징표를 효과적으로 개선할 수 있습니다. 연구가 여전히 초기 단계에 있기는 하지만 이 접근법은 임상 전 모델에서 가능성을 보여 주었습니다.

급증하고 있는 고령 인구 문제에 대처하기 위해, 노화 방지 연구를 통해 나이가 들어가는 방식을 변화시켜 전반적인 웰빙을 향상시키고 더 건강하고 더 활기찬 글로벌 커뮤니티를 만들어 나갈 것입니다.

흥미롭고 역동적인 노화 방지 연구에 대해 자세히 알아보려면 여기에서 최근 CAS 학술지를 확인해 보십시오.