세포사멸을 '일시 정지'하는 것이 지구상과 그 너머의 의학의 최후의 전선이 될 수 있을까?

UCL, 신약 개발 회사 LinkGevity, 유럽 우주국(ESA)의 연구자들이 공동으로 진행한 새로운 연구에 따르면, 세포 사멸의 한 형태인 괴사 과정은 인간의 노화, 질병, 심지어 우주 여행의 방향을 바꾸는 가장 유망한 방법 중 하나가 될 수 있다고 합니다.

Nature Oncogene 에 게재된 이 연구에서 과학자와 임상의로 구성된 세계적인 국제 팀은 세포가 감염, 부상 또는 질병으로 인해 예기치 않게 죽는 괴사의 잠재력을 탐구하여 연령 관련 질환에 대한 우리의 이해와 치료를 재구성하고자 했습니다.

이 논문은 기존의 견해에 도전하며 암 생물학, 재생 의학, 신장 질환, 우주 건강 분야의 증거를 모아 괴사가 단순한 종말점이 아니라 노화의 주요 원인으로, 개입의 기회를 제공한다고 주장합니다.

UCL 신장 및 방광 건강 센터의 연구 저자인 키스 시우 박사는 이렇게 말했습니다. "아무도 죽음, 심지어 세포 사멸에 대해 이야기하는 것을 좋아하지 않습니다. 아마도 이것이 죽음의 생리학적 원리가 제대로 이해되지 않은 이유일 것입니다. 어떤 면에서는 괴사가 곧 죽음입니다. 충분한 세포가 죽으면 조직도 죽고, 결국 우리도 죽습니다. 문제는 괴사를 멈추거나 멈출 수 있다면 어떤 일이 일어날 것인가입니다."

케임브리지 대학교 바브라함 연구 캠퍼스에 있는 바이오 기술 회사이자 NASA 우주 건강 프로그램의 일부인 LinkGevity의 CEO이자 이 연구의 주저자인 카리나 컨 박사는 "괴사는 노화, 질병, 우주 생물학, 그리고 과학적 진보 자체에 걸쳐 공통적인 주제로 남아 있으며, 의학의 마지막 전선 중 하나로 남아 있습니다."라고 말했습니다.

세포는 생명의 기본 구성 요소이며 다양한 방식으로 사멸할 수 있습니다. '프로그램된' 형태의 세포 사멸은 우리 조직이 평생 동안 스스로를 재생하고 제대로 기능할 수 있도록 하는 유익하고 신중하게 조율된 과정입니다.

하지만 '프로그램되지 않은' 세포 사멸, 즉 괴사는 조직의 퇴화와 생물학적 쇠퇴로 이어지는 통제 불가능하고 파괴적인 과정입니다.

괴사 과정의 중심에는 칼슘이 있는데, 이는 세포의 어떤 기능을 켜고 끌지 결정함으로써 세포를 효과적으로 제어하는 ​​필수 자원입니다. 칼슘 이온은 일반적으로 세포 외부에서 세포 내부보다 10,000배에서 100,000배 높은 수준으로 유지됩니다.

이 미세하게 조절된 균형이 무너지면 칼슘이 마치 전기 단락처럼 세포 안으로 넘쳐들어 세포를 혼란에 빠뜨립니다. 세포가 질서정연하게 분해되는 프로그램된 죽음과는 달리, 괴사는 세포가 파열되어 주변 조직으로 독성 분자를 유출시킵니다.

이로 인해 광범위한 염증이 발생하고 조직 복구에 영향을 미치는 연쇄 반응이 일어나 결국 허약함과 신장 질환, 심장 질환, 알츠하이머병과 같은 만성 연령 관련 질환이 발생하는 눈덩이 효과가 발생합니다.

시우 박사는 "세포가 죽는 것은 이웃 세포들에게 항상 평화로운 과정은 아닙니다."라고 덧붙였습니다.

컨 박사는 이렇게 설명합니다. "괴사는 그동안 눈에 띄지 않게 숨겨져 있었습니다. 세포 사멸의 마지막 단계로서, 대체로 간과되어 왔습니다. 하지만 점점 더 많은 증거들이 괴사가 단순한 종말점을 훨씬 넘어선다는 것을 보여줍니다. 괴사는 전신 퇴행이 발생할 뿐만 아니라 확산되는 핵심 메커니즘입니다. 따라서 괴사는 여러 질병의 융합에 중요한 역할을 합니다. 만약 괴사를 표적으로 삼을 수 있다면, 신부전부터 심장 질환, 신경 퇴행, 심지어 노화 자체에 이르기까지 다양한 질병을 치료하는 완전히 새로운 방법을 찾을 수 있을 것입니다."

특히, 괴사는 신장에서 가장 파괴적이고 과소평가된 영향을 미칠 수 있습니다. 괴사는 신장 질환을 유발하며, 이는 이식이나 투석이 필요한 신부전으로 이어질 수 있습니다. 75세가 되면 거의 절반의 사람들이 자연적인 노화 과정의 일환으로 어느 정도의 신장 질환을 겪게 됩니다.

시우 박사는 이렇게 덧붙였습니다. "신장 질환의 경우, 신장이 망가지는 근본적인 원인은 없습니다. 산소 부족, 염증, 산화 스트레스, 독소 축적 등이 원인일 수 있습니다. 이러한 모든 스트레스 요인은 결국 괴사로 이어지고, 이는 통제 불능으로 치닫는 양성 피드백 루프를 시작하여 신부전으로 이어집니다. 이러한 모든 스트레스 요인을 막을 수는 없지만, 괴사 지점에서 개입할 수 있다면 사실상 동일한 결과를 얻을 수 있습니다."

괴사를 차단하는 것이 큰 영향을 미칠 수 있는 또 다른 영역은 우주 비행입니다. 우주 비행사들은 저중력과 우주 방사선 노출로 인해 노화가 가속화되고 신장 관련 기능이 저하되는 경우가 많습니다. 2024년 시우 박사가 참여한 연구에 따르면, 인간의 신장은 장기 우주 임무의 궁극적인 병목 현상이 될 수 있습니다.

저자들은 이러한 급속한 노화와 신장 질환에 대한 해결책을 찾는 것이 인간의 심우주 탐사의 최후의 전선이 될 수 있다고 말합니다.

사우스웨일스 대학교의 논문 저자이자 유럽우주국(ESA) 생명과학 실무그룹 의장인 데미안 베일리 교수는 "괴사를 표적으로 삼는 것은 지구상의 수명을 연장할 뿐만 아니라 우주 탐사의 지평을 넓힐 잠재력을 제공합니다. 우주에서는 지구상에서 노화를 유발하는 동일한 요인들이 우주 방사선과 미세 중력에 의해 더욱 악화되어 퇴화를 극적으로 가속화합니다."라고 말했습니다.

컨 박사는 이렇게 덧붙였습니다. "폐, 신장, 간, 뇌, 심혈관계 등 다양한 장기에 영향을 미치는 많은 노화 관련 질환에서, 괴사의 끊임없는 연쇄 반응이 질병의 진행을 촉진합니다. 이는 종종 치유 장애와 함께 나타나 섬유화, 염증, 세포 손상을 초래합니다. 각각의 연쇄 반응은 다음 연쇄 반응을 촉발하고 증폭시킵니다."

"만약 우리가 일시적으로라도 괴사를 예방할 수 있다면, 우리는 이러한 파괴적인 순환을 근원에서 차단하여 정상적인 생리적 과정과 세포 분열을 재개할 수 있을 것입니다. 심지어 재생까지 가능하게 할 수도 있습니다."

이 논문은 UCL 의학부, 하버드 의과대학 산하 브리검 여성병원, 메이요 클리닉, NASA 우주 건강 프로그램, MRC 분자생물학 연구소, 사우스 웨일스 대학, 유럽 우주국 등의 기관에 소속된 임상의와 과학자들의 공동 연구 결과입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/05/250529124854.htm