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세포 노화에 대한 부정적인 영향 방지를 위한 칼로리 제한 연구

만약 몸 전체의 염증 수준을 줄이고 싶고 나이와 관련된 질병의 시작을 늦추고 오래 살고 싶다면 음식을 적게 먹어야 한다. 이것이 미국과 중국 과학자들이 쥐에게 칼로리를 제한한 식단의 세포 효과에 대한 가장 상세한 보고서를 제공한 새로운 연구의 결론이다. 칼로리 제한의 이점은 오래전부터 알려져 왔지만, 새로운 연구 결과는 2020년 2월 27일 학술지 Cell에서 자세히 소개하듯이 칼로리 제한이 어떻게 세포 경로에서의 노화를 방지할 수 있는지를 보여준다.

논문의 수석 저자인 Juan Carlos Izpisua Belmonte는 칼로리 제한이 수명을 증가시킨다는 것을 이미 알고 있었지만 자신의 연구는 이를 위해 단일 세포 수준에서 일어나는 모든 변화를 규명했다고 밝혔다. 이를 통해 결국 사람의 노화를 치료하기 위한 약물을 개발할 수도 있음을 시사했다.

노화는 암, 치매, 당뇨병, 대사증후군을 포함한 많은 질병에서 가장 큰 위험요소다. 칼로리 제한은 동물 모델에서 이러한 연령 관련 질병에 대한 가장 효과적인 치료법 중 하나로 나타났다. 그리고 비록 연구자들은 유기체가 나이를 먹으면서 개별 세포가 많은 변화를 겪는다는 것을 알고 있지만 칼로리 제한이 이러한 변화에 어떻게 영향을 미치는지는 알지 못했다.

Belmonte 연구팀은 정상 식사를 하는 쥐와 칼로리를 30퍼센트 줄인 쥐를 비교했다. 식단은 18개월부터 27개월까지 조절했다. 사람으로 따지면 50세에서 70세까지 칼로리 제한 식단을 따르는 것과 같다. 식이요법의 시작과 종료 시점에서 56마리의 쥐에 있는 40개의 세포 유형에서 총 168,703개의 세포를 분리하여 분석했다. 세포는 지방 조직, 간, 신장, 대동맥, 피부, 골수, 뇌, 근육에서 채취했다. 각각의 세포에서 유전자의 활동 수준을 측정하기 위해 단세포 유전적 순서 기술을 사용했고 주어진 조직 내에서 세포 유형의 전반적인 구성을 살펴보았다. 또 나이 든 쥐와 어린 쥐를 각각의 식단에 대해 실험했다.

정상 식사를 하는 쥐들이 나이가 들면서 일어나는 많은 변화들이 제한된 식단을 먹고 있는 쥐들에게는 일어나지 않았다. 심지어 나이 들어도 조직과 세포들은 어린 쥐들과 비슷했다. 전체적으로 정상 식단에서 쥐의 조직에서 볼 수 있는 연령과 관련된 세포 구성의 변화 중 57%는 칼로리 제한 식단에서 쥐에게 나타나지 않았다. 가장 많이 받는 세포와 유전자들은 면역, 염증, 지질 대사와 관련된 것들이었다.

연구자들이 칼로리 제한에 의해 변형된 많은 다른 유전자들의 활동을 광범위하게 변화시킬 수 있는 본질적으로 마스터 스위치인 전사 요인(transcription factor)을 조사했을 때 Ybx1의 수준은 23가지 다른 세포 타입에서 식단에 의해 변화되는 것이 관찰되었다. 과학자들은 ybx1이 나이와 관련된 전사 요인일 수 있다고 믿고 그것의 영향에 대한 더 많은 연구를 계획하고 있다.

연구팀은 노화 방지 약물 개발을 목표로 수명과 건강을 증진하는데 이 연구를 활용하려고 노력하고 있다.

관련연구자: Juan Carlos Izpisua Belmonte, Guang-Hui Liu

관련기관: Salk's Gene Expression Laboratory, Chinese Academy of Sciences

과학기술분류: 보건의료

본문키워드(한글): 칼로리 제한, 노화

본문키워드(영문): caloric restriction, aging

원문언어: 영어

국가: 미국

원문출판일: 2020-02-27

출처: https://phys.org/news/2020-02-scientists-caloric-restriction-negative-effects.html