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[수명연장] 수명 연장을 위한 유전자 요법으로 풍토병 바이러스 사용. 텔로미어는 염색체 끝에 위치한 DNA영역이다. 그들의 정상적인 길이는 8-10,000개의 염기쌍이지만 TTAGGG라는 단일 시퀀스의 반복으로 구성된다. 텔로미어는 단백질을 암호화하지 않지만 염색체가 서로 다른 분자 및 서로 잘못 결합하는 것을 방지한다. 텔로미어 마모는 체세포가 분열할 수 있는 횟수를 제한하여 중요한 기관의 세포 수를 서서히 감소시킨다.

박영숙세계미래보고서저자 | 기사입력 2022/05/17 [06:44]

[수명연장] 수명 연장을 위한 유전자 요법으로 풍토병 바이러스 사용. 텔로미어는 염색체 끝에 위치한 DNA영역이다. 그들의 정상적인 길이는 8-10,000개의 염기쌍이지만 TTAGGG라는 단일 시퀀스의 반복으로 구성된다. 텔로미어는 단백질을 암호화하지 않지만 염색체가 서로 다른 분자 및 서로 잘못 결합하는 것을 방지한다. 텔로미어 마모는 체세포가 분열할 수 있는 횟수를 제한하여 중요한 기관의 세포 수를 서서히 감소시킨다.

박영숙세계미래보고서저자 | 입력 : 2022/05/17 [06:44]

 

수명 연장을 위한 유전자 요법으로 풍토병 바이러스 사용

거대 세포 바이러스는 생쥐의 수명을 크게 연장하는 데 활용되었다.

유전자 알약
PNAS 에 게재된 연구에서 연구원들은 바이러스 벡터를 통해 살아있는 쥐의 세포에 텔로머라제 역전사효소(TERT)를 제공할 수 있음을 보여주었으며 , 생명을 연장하는 유전자 치료법에 대한 아이디어를 공상과학 소설에서 현실로 가져왔다.

 

왜 거대세포바이러스인가?

인간 거대세포바이러스 (CMV)는 풍토병 바이러스로 널리 알려져 있으며 일반적으로 무증상이지만 영유아 및 노인에게 유해한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그러나 일부 특성으로 인해 이 바이러스는 유전자 치료법을 전달하는 데 적합하다. 거대 세포 바이러스는 큰 유전적 페이로드를 운반할 수 있고 숙주 세포의 DNA를 덮어쓰지 않기 때문에, 이 바이러스의 유전자를 유익한 DNA로 교체하는 것이 더 많은 잠재적인 표적 외 효과가 있는 접근방식보다 안전할 수 있다. 이 분야에서 개발이 진행 중이며 1상 인간임상시험이 이미 수행되었다.

TERT의 역할

 

우리가 늙는 이유: 텔로미어 마모
텔로미어는 염색체 끝에 위치한 DNA영역이다. 그들의 정상적인 길이는 8-10,000개의 염기쌍이지만 TTAGGG라는 단일 시퀀스의 반복으로 구성된다. 텔로미어는 단백질을 암호화하지 않지만 염색체가 서로 다른 분자 및 서로 잘못 결합하는 것을 방지한다. 텔로미어 마모는 체세포가 분열할 수 있는 횟수를 제한하여 중요한 기관의 세포 수를 서서히 감소시킨다.
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점차적으로 축소되는 텔로미어는 세포가 분열 능력을 잃도록 한다. 일반 셀에서는 이것을 Hayflick 한계라고 한다. 유기체를 성장시키고 잃어버린 체세포를 대체하는 것이 목적인 줄기 세포는 이러한 텔로미어를 복원하기 위해 자연적으로 TERT를 생성한다. 노화된 유기체는 이 능력을 점차 상실하며 이전 연구에서는 TERT를 복원하는 유전자 요법이 마우스의 수명을 연장할 수 있음을 보여주었다.

연구자들은 CMV 유전자 요법을 TERT 발현과 결합하는 것이 인간에서 그러한 유전자 요법을 안전하게 수행하는 방법일 수 있다고 가정했다. 연구자들은 또한 근육 성장을 촉진하는 화합물인 폴리스타틴(FST)과 함께 이 접근법을 시도하기로 결정했다.

실질적인 효과가 있는 투여하기 쉬운 치료법

연구자들은 마우스 거대세포바이러스(MCMV)의 두 가지 투여 형태를 개발했다: 주사를 통한 것과 코를 통한 것. 이 두 가지 형태는 이 연구 전반에 걸쳐 효과 면에서 거의 정확히 동일했다.

TERT를 받은 그룹은 주사 후 첫 주 말까지 TERT 생산이 두 배로 증가했으며, 그 후 25일까지 기준선으로 다시 감소했다. 이는 CMV 유전자 요법이 효과적이기는 하지만 영구적인 효과가 없다는 것을 보여준다.

이 실험의 수명 부분은 인간의 경우 대략 56세에 해당하는 18개월부터 시작하는 표준 암컷 Black 6 마우스에서 수행되었다. 각 그룹에는 9마리의 마우스가 포함되었으며 그 중 1마리는 조직 분석을 위해 조기에 희생되었으며 29개월에서 32개월 사이의 간격을 제외하고는 꾸준히 치료를 받았다.

수명 효과는 분명했다. MCMV를 통해 FST를 투여한 마우스는 대조군보다 거의 3년 동안 살았으며, TERT를 받은 마우스는 FST 그룹보다 약 2개월 더 오래 살았다. 생쥐 한 마리는 41.2개월 동안 살았으며 이는 인간의 100세 이상 수명과 거의 같다. 대조군의 모든 마우스는 단일 FST 또는 TERT 마우스가 사망하기 전에 연령 관련 원인으로 사망했다.

텔로미어가 효과적으로 확장된다.

모든 조직이 동등하게 영향을 받는 것은 아니지만 유전자의 차이와 CMV 벡터의 특성으로 인해 FST와 TERT는 mRNA 분석에 따라 조직 내에서 각각의 유전자를 효과적으로 촉진했다. 텔로미어를 염색한 다음 직접 검사한 결과 TERT 그룹의 평균 텔로미어 길이가 기준선보다 3배 증가하여 뇌, 심장, 근육, 신장, 폐 및 간을 포함하여 연구된 모든 기관에서 어린 동물 수준에 거의 도달했다.

 

물리적 효과

연구자들은 또한 생화학적 변화가 형태에 미치는 영향을 관찰하면서 생쥐를 물리적으로 조사했다. FST 및 TERT 그룹은 대조군보다 포도당을 더 잘 처리할 수 있었다. 체중은 18개월에 상당히 유사했지만 FST 그룹은 다른 그룹보다 훨씬 더 크게 성장했다. 대조군의 체중은 연령 관련 질병으로 사망함에 따라 감소하였고, 이는 FST 및 TERT군에서 더 느리게 발생하였다.

생후 24개월에 FST 및 TERT 마우스는 대조군보다 빔을 건너는 데 훨씬 더 효율적이었다. 흥미롭게도, 그들의 근육 미토콘드리아도 훨씬 더 잘 보존되어 텔로미어 마모와 노화의 또 다른 특징인 미토콘드리아 기능 장애 사이의 관계를 암시한다 .

결론

연구자들은 FST와 TERT를 단일 유전자 요법으로 결합하지 않았으므로 이러한 결합이 개별적으로 둘 중 하나보다 수명 연장에 더 효과적인지 여부에 대한 열린 질문을 남겼다.

이것은 사람을 대상으로 한 시험은 아니지만, 이 평생 시험에서 나타난 극명한 결과는 그것을 유력한 후보로 만드는 것 같다. 그러나 노화는 인체 실험에서 측정 가능한 종말점이 아니다. 오히려, 시험기간 동안 통계적 유의 수준까지 모니터링하고 판단할 수 있는 측정 가능한 물리적 효과가 있어야 한다. 노쇠 및 미토콘드리아 기능과 같은 바이오마커는 이러한 점에서 도움이 될 수 있다. 쥐의 결과가 사람에게 반복될 수 있다면 이 접근법은 실제로 수명 연장을 위한 안전하고 효과적인 유전자치료법이 될 수 있다.

 

 

 
 
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