국내 연구진이 근육줄기세포의 노화를 조절하는 마이크로 RNA(리보핵산)를 발견해 노화로 인한 근육감소증을 치료할 수 있는 가능성을 열었다.
31일 미래창조과학부에 따르면 한국생명공학연구원(생명연)은 노화과학연구소 권기선 박사(책임연구원)팀은 근육줄기세포를 분리해 마이크로RNA를 비교 분석한 결과, 노화된 근육줄기세포의 분화능을 회복시키는 마이크로RNA-431(miR-431)을 새롭게 발굴했다.
50대 후반부터 빠른 근육노화(근육감소증)로 인한 근육량 감소는 일상생활 활동장애를 유발해 노인들의 독립적인 생활을 제한하고 경제활동을 위축시키게 된다. 또한 기초대사율을 저하시켜 인슐린 저항성을 높이고 2형 당뇨병 발생을 촉진시키는 등 2차 노인성질환을 유발하는 주원인이다.
노화로 근육줄기세포 수가 줄어들거나 분화 기능이 떨어지는 현상은 노화성 근육감소증을 유발하는 주요 원인으로 알려졌다. 하지만 근육줄기세포의 노화를 조절하는 내적 인자와 작용기전은 확인되지 않았다.
연구팀은 젊은 생쥐와 늙은 생쥐 근육에서 각각 근육줄기세포를 분리해 마이크로 RNA를 비교했다.
두드러진 차이점은 마이크로RNA-431 활성화였다. 늙은 생쥐 근육줄기세포에서는 마이크로RNA-431이 크게 감소했으며, 인위적으로 이를 발현하자 낮아진 근육 분화 재생이 다시 활성화되는 것을 확인했다.
연구팀은 "노화된 근육줄기세포에서의 miR-431의 감소로 인해 그 타겟 단백질인 SMAD4가 증가하며, 이것이 늙은 마우스 근육에서 TGF-β 신호전달 활성화의 원인으로 작용해 근육분화 및 재생능이 저하됨을 규명한 것"이라고 설명했다.
즉, 근육줄기세포가 노화됨에 따라 내재적 인자인 miR-431이 감소하며, 이것이 SMAD4 단백질의 증가를 통해, 근육분화 및 재생을 저해하는 TGF-β 신호활성화를 야기해 근육 감소를 촉진한다는 설명이다.
연구책임자인 권기선 박사는 "이번 연구성과는 노화에 따른 근육감소증을 효과적으로 치료하기 위해서는 근육줄기세포의 노화억제가 필요한데, 근육줄기세포를 회춘시키는 조절인자로써 마이크로RNA가 중요하다는 사실을 밝힌 것"이라고 말했다.
그는 또 "새로 발굴된 miR-431을 통한 SMAD4 조절을 통해 근육줄기세포의 노화를 억제함으로써, 효율적인 근육감소 치료제뿐만 아니라 근육감소로 야기되는 2차 노인성질환 치료에도 큰 도움을 줄 것으로 기대된다"고 덧붙였다.
한편 이번 연구는 미래부와 한국연구재단이 추진하는 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행됐으며, 연구결과는 세계적 국제학술지인 '진 앤드 디벨롭(Genes & Development) 저널'에 지난 27일자 온라인 판에 실렸다.
