요약:
나이가 들어감에 따라 노화 세포는 인체에 계속 축적됩니다. 종종 "좀비 세포"라고 불리는 이 세포는 분열을 중단했지만 대사 활성 상태를 유지하고 염증 분자를 계속 방출하여 허약함, 심혈관 질환, 암, 신경퇴행성 질환 및 기타 노화 관련 질병과 관련된 만성 염증을 유발합니다.
Mayo Clinic이 Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute와 공동으로 실시한 새로운 연구에서는 노화 세포가 염증 유전자를 고도의 활성 상태로 전환하는 방법을 설명하는 이전에 알려지지 않은 메커니즘을 발견했습니다. 이번 연구 결과는 기능 장애가 있는 미토콘드리아가 유전자 활동을 조절하는 후생적 메커니즘과 상호 작용하여 노화 세포를 직접 제거하지 않고도 유해한 염증을 줄이는 새로운 방법을 제공할 수 있음을 보여줍니다.
이 연구는 Nature 저널에 게재되었으며 학계에서 수년간 진행된 연구를 기반으로 합니다. 이전 연구는 노화 세포에서 방출되는 염증 분자 세트인 노화 관련 분비 표현형에 중점을 두었습니다.
이번 연구의 수석 저자이자 마요클리닉 연구원인 조아오 파소스(Joao Passos) 박사는 관련 분야에서 수년 동안 노화 세포를 제거하기 위해 노력해 왔으며 다른 접근 방식을 취했다고 말했습니다. 이러한 세포를 죽이는 대신, 세포를 해롭게 만드는 염증 메커니즘을 끌 수 있는지 여부를 연구해야 한다는 것입니다.
파조스 연구소는 손상된 미토콘드리아가 미토콘드리아 DNA와 RNA를 세포 내부로 누출한다는 사실을 이전에 발견했습니다. 이러한 "잘못 배치된" 유전 분자는 염증을 촉진하는 면역 경로를 활성화할 수 있습니다. 새로운 연구에 따르면 이러한 염증 경보는 과정의 일부일 뿐이라는 것이 밝혀졌습니다.
연구팀은 염증 신호만으로는 관련 유전자를 완전히 활성화하기에 충분하지 않다는 사실을 발견했다고 이번 연구의 제1저자이자 메이요 클리닉(Mayo Clinic) 연구원인 헬렌 마티니(Helen Martini) 박사가 말했습니다. 이 세포는 또한 미토콘드리아의 대사 신호를 필요로 하여 염증 유전자가 활성화되는 방식을 변화시킵니다.
이 추가 신호에는 아세틸-CoA가 포함됩니다. 아세틸-CoA는 미토콘드리아 대사에 의해 생성되는 분자입니다. 연구진은 노화 세포가 더 많은 아세틸-CoA를 생성하여 DNA의 기본 서열을 변경하지 않고 유전자의 활성 여부에 영향을 미치는 화학적 변화인 후생적 변형을 지원한다는 사실을 발견했습니다.
이러한 변형은 염증성 유전자가 세포 내 유전자 판독을 담당하는 분자 기계에 더 쉽게 접근할 수 있게 하여 관련 유전자의 발현을 향상시킵니다. 즉, 이 과정은 두 부분으로 나누어집니다. 누출되는 미토콘드리아 DNA와 RNA는 염증 신호를 유발하는 역할을 담당하는 반면, 미토콘드리아 대사는 염증 유전자가 최종적으로 완전히 활성화되도록 분자 수준의 "허가"를 제공합니다.
박사님 Martini는 이것이 완전히 새로운 경로라고 말했습니다. 연구팀은 기능 장애가 있는 미토콘드리아가 염증 유전자를 활성화시키는 후생적 스위치를 조절해 염증을 촉진할 수 있다는 사실을 발견했다.
연구원들은 치료적 개입이 가능한 지점도 확인했습니다. 그들은 SLC25A1에 관심을 집중했습니다. 이는 위에서 언급한 후성유전학적 변화의 중요한 기초가 되는 아세틸-CoA를 생산하는 데 필요한 물질 공급에 관여하는 미토콘드리아 구연산염 수송체입니다.
연구원들이 SLC25A1을 차단했을 때, 초기 면역 염증 신호는 남아 있었지만 세포에서 이용 가능한 아세틸-CoA가 줄어들고 염증 유전자의 활성화가 감소했습니다. 이 발견은 염증 과정에서 이전에 인식되지 않았던 제어 노드를 밝혀주며, 이 경로를 표적으로 삼으면 노화 세포를 파괴하지 않고 미래에 더 건강한 노화 과정을 촉진할 수 있음을 시사합니다.
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