줄기세포의 노화와 스트레스에 대한 억제 유전자를 국내 연구진이 규명했다.

한국생명공학연구원 면역치료제연구센터의 최인표·정해용 박사팀이 조혈줄기세포의 노화와 스트레스에 대한 억제 유전자를 발굴하고 그 기능을 규명하는데 성공해 향후 관련 기술 개발에 중요한 단서를 제공했다고 미래창조과학부가 16일 밝혔다.

우리 몸은 노화가 진행되거나 스트레스를 받으면 여러 세포가 영향을 받는다. 이 중 면역세포와 혈액세포를 만들어내는 핵심 세포인 조혈줄기세포는 이러한 상황에 놓이면 전체적인 조혈작용이 감소하게 된다. 이런 비정상적인 조혈작용은 암, 노화 등을 촉진하는 것으로 알려졌다.

연구팀은 이처럼 조혈줄기세포가 노화 또는 스트레스 환경에 있을 때 TXNIP 유전자가 조혈줄기세포의 유지와 생성을 보호해준다는 사실을 밝혀냈다.

연구팀은 TXNIP 유전자가 결핍된 생쥐를 대상으로 조혈줄기세포의 분포를 살펴보는 실험을 해 이를 입증했다. TXNIP 유전자가 결핍된 생쥐는 노화가 일어나면 정상 생쥐에 비해 조혈줄기세포와 조혈세포가 60% 이상 감소했다. 스트레스 환경에서는 조혈줄기세포와 조혈세포가 감소 수치가 90%에 달했으며 7일 후 생존율은 0%로 일반 생쥐(100%)에 비해 현저히 높았다.

연구팀은 또 TXNIP 유전자가 결핍된 조혈줄기세포는 활성산소가 정상 조혈줄기세포보다 40% 많았으며 이처럼 증가된 활성산소는 조혈줄기세포의 세포주기를 억제해 결국 사멸에 이르도록 한다는 것을 확인했다.

활성산소는 세포 내 대사과정에서 생성되는 산소화합물로 노화, 암 등의 직접적인 원인이 되는 산화력이 강한 산소다.

반대로 활성산소를 억제하는 물질을 투여하면 다시 생존율이 정상 생쥐 수준으로 회복됐는데 이는 TXNIP 유전자가 조혈줄기세포의 활성산소 조절에 중요한 역할을 한다는 사실을 입증한다.

아울러 암세포 전이능력 시험을 통해 TXNIP 유전자가 결핍된 생쥐에 암을 유발시키면 정상 생쥐에 비해 암 생성과 전이가 빠른 것을 확인했다.

연구팀은 이러한 작용기작으로 TXNIP 유전자와 항암억제 및 항산화 유전자인 p53과의 상관관계를 지목했다. TXNIP 유전자가 p53의 발현을 증가 또는 유지시키고 이 과정에서 p53과 직접 결합해 p53의 분해를 억제하는 중요한 기능을 한다는 것이다.

연구를 주도한 최인표 박사는 "이번 연구를 통해 TXNIP가 p53을 조절해 조혈줄기세포의 노화와 스트레스를 방어하는 것을 확인했다"며 "이번 연구를 조혈줄기세포 노화와 스트레스 억제, 암억제 유전자 p53이 기능조절, 암발생 억제와 면역활성 조절 등에 다양하게 응용할 수 있을 것"이라고 말했다.

미래부의 지원을 받아 수행된 이번 연구결과는 지난 2일 세계 최고의 권위를 자랑하는 셀(Cell)의 자매지인 셀 메타볼리즘(Cell Metabolism) 온라인판에 게재됐다.