서울대학교 생명과학부 강찬희∙김진홍 교수 공동 연구팀이 세포 노화 및 노화 연관 염증 반응을 일으키는 콜레스테롤의 조절과 작용 원리를 알아냈다고 발표했다.

콜레스테롤의 대사 이상은 암, 치매, 대사증후군, 심혈관 질환, 관절염 등의 다양한 노화 연관 질환과 연관이 있다고 알려져 있지만 광범위한 노화 유발 요소로 작용할 수 있는지는 밝혀진 바가 없다.

연구팀은 노화 세포가 분열하지 않는 세포임에도 불구하고 높은 영양-에너지 대사 경로의 활성을 유지하고 있다는 데 주목했고 이러한 노화 세포의 특성이 세포 내 분해 공장으로 알려진 리소좀에 특이하게 축적되는 콜레스테롤에 의해 조절됨을 새롭게 규명했다.

또한 해당 경로의 억제 시 노화 세포로부터 분비되는 해로운 염증 유발 인자의 생산을 크게 저해할 수 있음을 확인했다. 

연구팀은 독자적으로 개발한 ‘초고속 리소좀 분석 기술’을 활용해 노화세포의 리소좀 내 콜레스테롤 축적 기전의 핵심인자 ABCA1 또한 규정해냈다.

이렇게 축적된 콜레스테롤은 리소좀의 특이적 구조 변화를 일으켜, 영양-에너지 대사 경로 조절 인자의 상호 결합을 촉진하고 비정상적 활성화를 유도한다.

연구팀은 마지막으로 ABCA1의 활성 제어를 통한 노화 연관 염증 인자의 생산 조절이 대표적인 노화 연관 질환인 퇴행성관절염의 증상 완화에 크게 기여할 수 있음을 검증했다.

강찬희 교수는 “이번 연구 결과는 오랫동안 베일에 싸여있던 콜레스테롤의 노화 유발 기전을 세포 노화 조절을 통해 규명하였다는 데 의의가 있으며, 이를 활용하여 효율적인 노화 세포 표적 전략 수립에 힘쓸 것이다”라며 “리소좀 특이적 콜레스테롤의 축적은 영양-에너지 대사 경로의 이상 조절이 잘 보고된 암세포에서도 일어날 수 있다”라고 밝혔다.

김진홍 교수는 “리소좀 특이적 ABCA1의 활성 억제제는 노화 연관 염증 반응에 의해 발생하는 퇴행성관절염의 효과적인 치료제로 적용될 수 있다”라며 “해당 억제제는 노화의 기본 단위인 세포 노화를 표적하기에, 더욱 광범위한 노화 연관 질환의 치료제로 개발될 가능성 또한 높다”라고 말했다.

본 연구는 오랫동안 수수께끼로 남아있던 콜레스테롤의 노화 유발 기전을 세포 노화 및 노화 연관 염증 반응을 통해 밝혔다는데 큰 의의가 있으며, 해당 과정의 제어를 통해 광범위한 노화 연관 질환에 적용할 수 있는 차세대 노화 치료제 개발에 실마리를 제공한다는 점에서 그 중요성이 부각된다.

서경배과학재단, 한국연구재단, 그리고 삼성미래육성재단의 지원을 받아 진행한 이번 연구결과는 대사 분야 국제학술지 ‘Nature Metabolism’에 게재됐다.