서울대학교

□ 책임 연구진 : 박상철(서울대 의대), 이준호(서울대 자연대) -공동교신저자
□ 내용 및 의의
1. 문제 제기
○ 국내 백세인 지역조사 과정에서 소록도 지역의 한센병을 앓은 환우들의 수명이 높고 고령인의 건강상태가 양호함을 발견

○ 국립소록도병원과 한국한센협회의 자료를 통하여 한센환우의 수명이 지난 20년동안 일반인에 비하여 상대적으로 높음 현상을 규명함 (특히 남자는 일반인에 비하여 수명이 7년 정도 더 높음)

○ 소록도 거주 한센 환우의 장수도(85세 이상/65세이상 인구비)가 다른 장수지역에 비하여 월등히 높은 현상을 발견함

○ 일반적인 장수요인으로서 영양, 운동, 사회적 관계, 사회참여의 다양한 측면에서의 장수요인을 분석하고 있음. 그중 중요요인의 하나로 한센환우가 치유후에도 장복하는 약물 DDS의 효과에 대하여 의문제기 함

2. 연구 성과 도출 과정
○ 한센 환우의 혈액내 제반 지표를 분석하던 중, 한센 환우의 혈중 항산화능력이 일반인에 비하여 유의하게 높은 현상을 발견. 특히 DDS를 현재 복용하는 환우에서 높게 나타남

○ 한센인 혈중 항산화능이 높은 요인을 규명하기 위하여 이들이 장복하는 DDS효과를 인체유래 세포주를 통하여 규명하는 과정에서 생체내 유해산소 발생장치인 NADPH oxidase 효소가 DDS에 의하여 저해되어 유해산소 발생이 저하됨을 규명함

○ DDS가 수명에 직접 미치는 영향을 규명하기 위하여 예쁜 꼬마선충(C. elegans)을 대상으로 수명연장효과를 조사하여 평균수명은 물론 최대수명까지 30%이상 연장하며 활동력도 크게 증가하는 현상을 발견함

○ DDS의 예쁜 꼬마선충(C. elegans) 수명연장효과를 규명하는 과정에서 DDS를 처리한 C. elegans는 산화적 스트레스 유도물질인 파라콰트 (paraquat, PQ)에 의한 ROS 생성이 줄었고, PQ에 대한 민감성이 낮아짐을 발견함

○ 더욱 DDS의 예쁜 꼬마선충(C. elegans) 수명연장효과는 종래 잘 알려진 식이제한의 효과나 또는 인슐린양 신호전달경로와는 전혀 상관없는 새로운 기전임을 보였음

○ 따라서 DDS 작용의 표적 분자를 찾으려는 구조적인 예측과 분자, 생화학적 분석을 통해 pyruvate kinase (PK)가 DDS의 목표 물질이며, DDS가 PK와 결합하여 PK 활성을 제어함을 밝힘. 아울러 PK 유전자 변이된 벌레의 수명이 증가함을 보였다. 따라서 DDS에 의한 pyruvate 대사 제어가 수명연장효과에 중요한 역할을 할 것으로 기대됨

3. 연구결과의 의의 및 전망
○ 본 연구에서는 동물의 개체에서 DDS가 활성산소 생성을 제어할 수 있는 새로운 경로를 규명하였을 뿐 아니라 결과적으로 꼬마선충을 모델로 하여 개체 수준에서 수명을 연장시킬 수 있음을 보여줌. 또한 동물 세포 모델에서도 ROS 생성을 효과적으로 제어하는 결과를 얻을 수 있었으며 나아가서 이러한 결과는 사람에게도 적용 가능할 것으로 기대됨.

○ DDS는 오랫동안 복용하고 있는 약물이면서 임상적으로 부작용이 현저히 적으므로 사람에게 적용하는데 있어서 보다 안전하고 효과적으로 사용이 가능한 장점이 있는 약물임. 본 연구의 결과를 사람 수준에서 모니터링 함으로써 DDS를 장기간 복용한 한센인의 항산화도의 증가와 장수를 설명할 수 있을 것임. 추후의 연구에서 DDS가 노화, 장수에 영향을 주는 여러 가지 요인들, 즉 면역반응, 대사 작용, 뇌기능 등에 효과적으로 영향을 주는지 알아보면, 보다 건강한 장수에 도움이 되는 약물임을 규명, 활용할 수 있을 것으로 기대됨.

□ 연구진 소개
박상철 교수 연구실은 노화 및 세포사멸연구센터와 노화고령사회연구소를 이끌고 있으며, 노화와 장수에 대한 연구를 수행하고 있다. 노화 및 세포사멸연구센터에서는, 세포와 개체 수준에서 노화란 비가역적인 것이 아니라 오히려 생명체가 생존을 위하여 노력하는 과정에 초래되는 적응적 변화임을 많은 연구를 통해 밝혔다. 또한 장수인을 대상으로 다각적인 측면에서 장수에 미치는 영향을 분석조사하면서 건강장수를 위한 방안을 강구하고 있다.
이러한 연구과정에서 특수 환경에서 장수하는 집단을 규명하였고, 그 요인을 규명하는 과정에서 이들이 상복하는 약물의 중요성을 발견하였다. 또한 노화고령사회연구소는 우리나라 미래 고령사회에 대응하기 위하여 다학문적 종합적 연구를 추진하고 있다. 이러한 연구를 통하여 사회적 가치와 문화적 특성, 세대 간 차이, 질병과 장애가 없는 건강 노화 및 노인과 관련된 제반 산업을 위한 기술개발과 서비스의 개발 등 산학연 협동의 학술적 기초를 마련하는 등 국가의 노인 정책과 고령사회의 중요한 기준이 될 수 있는 종합적인 연구를 수행하고 있다.

이준호 교수 연구실은 분자유전학적 연구기법을 사용하여 실험동물 Caenorhabditis elegans (예쁜꼬마선충)를 재료로 다양한 분자유전학적 연구를 수행하고 있다. C. elegans는 흙에서 쉽게 찾을 수 있는 선충의 하나로 크기가 약 1mm인 간단한 형태를 가진 다세포 동물 모델이다. C. elegans는 실험실에서 쉽게 배양할 수 있고, 얼려서 보관할 수 있다는 점, 게놈프로젝트의 완성으로 모든 유전자 정보가 공유되고 있다는 점, 그리고 짧은 수명 주기로 수명에 관한 연구를 하기 좋다는 점 등의 장점을 가진다.
특히 매력적인 점은 선충에서 기능하고 있는 많은 유전자들이 고등동물(사람을 포함하여)에서도 비슷하게 존재하므로 쉽게 실험적으로 접근 가능한 선충에서 이들 유전자의 기능을 연구하여 고등동물로의 유추 및 확장이 가능하다는 점이다.

□ 연구비 지원 프로그램

2010. 10. 27
연구처 연구지원과