세포 노화는 전염된다? — HMGB1 단백질이 노화 확산의 열쇠
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| ＊단백질이 노화에 미치는 영향과 억제 가능성 |
최근 국내 과학계에서 세포 노화에 관한 획기적인 연구 결과가 발표되어 주목을 받고 있다. 고려대학교 의대 전옥희 교수 연구팀은 생쥐 실험을 통해 노화 세포가 분비하는 특정 단백질이 온몸의 정상 세포에 노화를 퍼뜨리는 데 결정적인 역할을 한다는 사실을 규명했다.
이 연구는 노화가 단지 시간이 흐름에 따라 각 세포가 개별적으로 진행하는 생물학적 현상이라는 기존의 관념을 넘어, 마치 감염처럼 ‘노화 전이’가 일어난다는 가능성에 과학적 근거를 제시한 것이다.
이 연구 성과는 국제 학술지 「Metabolism-Clinical and Experimental」에 공개되며, 노화와 관련된 질병의 예방 및 치료법 개발에 새로운 돌파구를 마련할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
HMGB1 단백질: 노화를 퍼뜨리는 분자 사신
연구진이 주목한 단백질은 HMGB1(High Mobility Group Box 1)이란 이름의 단백질이다. 이 단백질은 원래 세포핵 내부에서 DNA와 결합하며 유전자 발현을 조절하는 역할을 한다. 그런데 놀랍게도 노화가 진행된 세포에서는 HMGB1이 핵을 빠져나와 세포 외부로 분비되며, 혈류를 통해 다른 조직으로 퍼져나가는 것으로 나타났다.
ReHMGB1 ― 노화의 확산 주범
HMGB1 단백질은 여러 형태로 존재할 수 있는데, 이번 연구에서는 특히 ‘환원형 HMGB1(Reduced HMGB1, 이하 ReHMGB1)’이 정상 세포에 노화 신호를 전달하는 데 핵심적인 역할을 하는 것으로 밝혀졌다.
ReHMGB1은 세포 표면의 RAGE 수용체(Receptor for Advanced Glycation End-product)와 결합함으로써 염증과 노화를 유도하는 신호전달 경로를 활성화시킨다. 이 과정을 통해 원래는 건강했던 세포도 빠르게 노화 상태로 전환되는 것이다.
노화가 퍼지는 경로는? 전신 확산 입증한 생쥐 실험
연구진은 생쥐를 사용한 동물 실험을 통해 HMGB1이 노화를 어떻게 퍼뜨리는지 구체적으로 추적했다. 노화 세포에서 분비된 ReHMGB1이 혈류를 따라 근육 조직 등 원거리 장기까지 도달하면서 다른 정상 세포의 노화를 유도한다는 사실이 실험으로 확인되었다.
실제로 HMGB1을 과도하게 분비한 모델 생쥐는 노화 마커의 수치가 전신에서 증가하고, 여러 조직에서 염증 반응이 촉진되는 등 accelerated aging(가속 노화) 현상을 보였다.
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| ＊단백질이 노화에 미치는 영향과 억제 가능성 |
HMGB1 억제로 조직 재생 효과…노화 제어 새로운 가능성
이번 연구에서 크게 주목할 다른 성과는 노화를 유도하는 이 단백질을 ‘차단’함으로써 회복 가능성까지 도출했다는 점이다.
생쥐에게 HMGB1을 억제하는 항체를 투여하자 전신 염증 지표(Level of systemic inflammation)가 현저히 감소했고, 손상된 근육 조직의 재생과 기능 회복도 크게 향상되었다.
또한 RAGE 수용체 차단제로 실험한 결과 역시 유사한 효과를 보이며, 우리가 생각했던 것보다 훨씬 구체적이고 실현가능한 수준의 노화 억제 전략이 될 수 있음을 시사했다.
‘노화-연관 분비 표현형’ (SASP) 이론에 대한 확증
사실 노화가 주변 세포에 영향을 미친다는 개념은 완전히 새로운 것이 아니다. 2022년 전 교수 연구팀은 「네이처 메타볼리즘(Nature Metabolism)」에 게재된 논문을 통해, 노화 세포들이 염증 유발 물질 및 노화 유도 신호들을 대량 분비해 인근 조직을 노화시키는 현상을 ‘SASP(Senescence-Associated Secretory Phenotype)’라 명명한 바 있다.
하지만 당시에는 이 효과를 유도하는 구체적인 물질이 무엇인지 명확하게 제시하지 못했다.
이번 HMGB1의 발견은 바로 이 SASP 현상의 주요 매커니즘을 밝혀주는 물증이 된 것이다. 특히 ReHMGB1이 핵심 인자라는 사실은 향후 타깃 약물 치료나 노화 진단 마커 개발 등의 방향을 설정하는 데 결정적인 실마리가 될 수 있다.
노화는 피할 수 없는가?
노화는 모든 생명체에 공통적으로 나타나는 자연스러운 현상이다. 하지만 이 과정이 단순히 '시간의 흐름'에만 좌우되는 것이 아니라면? 세포 자체에서 출발해 유기적으로 전신에 영향을 미치고, 우리는 이 경로를 인위적으로 차단함으로써 '노화 억제' 또는 '항노화 치료'가 가능해진다면 이야기가 달라진다.
전옥희 교수는 이번 연구의 의미에 대해 다음과 같이 언급했다.
“노화가 특정 세포나 장기를 거쳐 전체적인 신체 기능 저하로 이어지는 메커니즘이 분자 수준에서 밝혀졌습니다. 이는 노화 관련 질환을 예방하거나 치료하는 연구에 행동지침을 제공할 수 있는 실마리입니다.”
HMGB1, 알츠하이머와 암과의 연관성까지?
실제로 HMGB1는 이전부터 여러 질환과 연관성이 있음이 제기돼왔다. 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환, 류마티스 관절염, 특정 종류의 암에서도 이 단백질의 발현량 증가가 관찰된 바 있다.
이는 HMGB1가 단지 '노화의 전염자'가 아니라 복합적인 생리병리 현상의 중심에서 작용하는 단백질로서, 치료 표적으로서의 가치를 지님을 뜻한다.
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| ＊단백질이 노화에 미치는 영향과 억제 가능성 |
앞으로의 방향: 항체 치료? 수용체 차단제?
현재 연구 단계에서 가장 유망한 접근 중 하나는 HMGB1 또는 RAGE 수용체를 차단하는 항체 혹은 억제제를 개발하는 것이다. 이를 통해 다양한 조직에서 발생하는 노화 전이를 막고, 동시에 면역 반응을 정상화해 각종 염증 질환의 개선도 도모할 수 있다.
물론 인간에게 이를 바로 적용하기엔 넘어야 할 산이 많다. ReHMGB1의 정확한 동역학(dynamic behavior), 조직별 영향성, 장기적 투여에 따른 부작용 등을 면밀히 검토해야 하기 때문이다.
하지만 이번 연구는 ‘노화는 막을 수 없다’는 기존의 공식에 대하여 과학적 반론을 제시할 수 있는 분기점이 되었음은 분명하다.
결론: 노화의 정체가 드러나기 시작했다
이번 고려대학교 연구팀의 성과는 단순히 하나의 단백질을 찾는 데 그치지 않는다. 노화가 유전적·환경적 요인뿐 아니라 ‘세포 간 상호작용’과 같은 미세하면서도 거대한 네트워크 안에서 진행된다는 실마리를 제시한 것이다.
그리고 그 중심에는 HMGB1, 그 중에서도 환원형 ReHMGB1이라는 구체적이고 조작 가능한 요소가 자리잡고 있다.
우리의 노화는 이제 숙명만은 아니다. 과학은 점차 늙어가는 방식조차 바꾸고 있다. 고령화 사회를 맞이하는 우리가 지금 과학에 주목해야 하는 이유다.
📌 관련 논문
Propagation of senescent phenotypes by extracellular HMGB1 is dependent on its redox state
DOI: 10.1016/j.metabol.2025.156259
🧪 참고 키워드
세포 노화, HMGB1, 노화 전이, SASP, 항노화, 염증 단백질, 노화 억제, RAGE 수용체, 생쥐 실험, 세포간 신호 전달
이 기사는 과학으로 건강한 삶을 설계하고자 하는 모두에게 통찰을 제공합니다. 노화는 막을 수 없다? 이제는 다시 생각해볼 시간입니다.
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