우리 몸은 노화라는 점진적인 과정에 끊임없이 맞서고 있으며, 이는 신체의 여러 시스템 기능 저하를 초래합니다.
노화의 주요 원인 중 하나는 노화 세포의 축적(senescent cells)입니다.
이들은 분열을 멈추고 기능이 저하된 세포로, 건강한 조직에 손상을 주는 염증성 물질을 분비합니다.
장내 세포 노화
장은 우리 건강에 매우 중요한 기관으로, 영양소 흡수, 노폐물 분해 및 감염 방어 역할을 합니다.
장 점막은 특수한 줄기 세포가 새로운 세포를 생성하면서 끊임없이 재생됩니다.
나이가 들면서 이 재생 과정이 약화되고, 노화 세포가 장 점막에 축적됩니다.
이러한 축적은 장 기능을 손상시키고 염증을 유발하며 "누수 장(leaky gut)"과 같은 현상을 초래합니다.
CAR T 세포
CAR T 세포(Chimeric Antigen Receptor T cells)는 유전자 조작을 거친 면역계 세포입니다.
이 조작을 통해 건강한 세포는 보존하면서 특정 세포를 식별하고 공격할 수 있습니다.
CAR T 세포는 다양한 암 치료에 효과적임이 입증되었으며, 현재 노화 관련 질환에 대한 잠재적 치료법으로도 연구되고 있습니다.
최근 발표된 새로운 연구는 장내 노화 세포를 대상으로 한 CAR T 세포 사용을 조사했습니다.
연구진은 노화된 생쥐를 사용하여 특히 노화 세포 표면에 발현되는 단백질인 uPAR을 표적으로 하도록 설계된 CAR T 세포를 주입했습니다.
표적 찾기
첫째, 연구진은 장내 노화(senescence)의 세포적 징후를 특성화했습니다.
그들은 노화의 가장 흔한 표지자인 노화 관련 베타-갈락토시다아제(SA-β-gal)가
3개월 된 생쥐에 비해 20개월 된 생쥐의 소장에서 유의미하게 높다는 것을 발견했습니다.
이어서 과학자들은 세포 표면 단백질 uPAR을 포함한 여러 추가 노화 관련 표지자를 발견했습니다.
uPAR을 발현하는 대부분의 세포는 상피 기원이었으며 SA-β-gal도 발현했습니다.
수천 개의 세포에 대한 단일 세포 RNA 시퀀싱을 통해 연구진은 uPAR을 발현하는 세포가 주로 줄기 세포, 상피 세포(흡수 세포) 및 포식 세포(대식세포)로 구성되며 노화 세포 집단과 상당 부분 중복된다는 것을 보여주었습니다.
젊은 성인과 노인 개체의 인간 샘플 분석에서도 유사한 결과가 나타났습니다: uPAR 수준의 연령 관련 증가는 노화 징후 증가와 상관관계가 있었습니다.
uPAR과 다른 노화 표지자를 함께 발현하는 세포의 수도 나이가 들면서 증가했습니다.
다시 생쥐로 돌아가서, 연구진은 노화 세포 부담이 장 기능 저하, 장 투과성 증가("누수 장") 및 미생물군 구성 변화와 상관관계가 있음을 발견했습니다.
CAR T 세포 투입!
다음 단계에서 과학자들은 uPAR 단백질을 표적으로 하는 CAR T 세포를 준비하여 이전에 노화 세포 제거 능력(senolytic potential)과 안전성 측면에서 최적의 용량으로 확인된 용량을 젊고 노화된 생쥐에 주입했습니다.
CAR T 세포는 빠르게 활성화되어 uPAR을 발현하는 세포를 인식할 수 있음을 보여주었습니다.
치료는 SA-β-gal 양성 세포의 유의미한 감소로 이어졌으며, 더 중요하게는 기능적 개선을 가져왔습니다.
특히, 치료는 염증의 주요 원인으로 간주되는 연령 관련 장 투과성("누수 장")을 교정했습니다.
동시에 분열하는 상피 세포의 수가 증가했습니다.
CAR T 세포 치료는 생쥐의 두 가지 다른 장 손상 모델에서 손상을 유의미하게 감소시켰습니다.
"결론적으로," 연구진은 "이러한 결과는 노화되고 손상된 장에서 uPAR 양성 노화 세포의 축적이 상피 완전성 감소와 재생 능력 저하에 기여함을 보여줍니다."라고 썼습니다.
연구 결과
결과는 CAR T 세포가 생쥐의 장 점막에서 노화 세포를 성공적으로 식별하고 제거했음을 보여주었습니다. 그 결과 여러 가지 중요한 개선이 관찰되었습니다:
- 염증 감소: 염증을 매개하는 단백질인 염증성 사이토카인 수준이 CAR T 세포 치료 후 유의미하게 감소했습니다.
- 장 기능 개선: 영양소 흡수와 유해 박테리아 차단이 CAR T 세포 치료 후 개선되었습니다.
- 장 점막 회춘: 장 점막의 줄기 세포 수가 CAR T 세포 치료 후 증가했으며 기능이 개선되었습니다.
- 노화 과정 지연: CAR T 세포로 치료받은 생쥐는 노화 징후가 감소했으며 치료받지 않은 생쥐에 비해 더 오래 살았습니다.
이 연구는 노화 및 노화 관련 질환을 치료하는 새로운 방법을 제시합니다.
CAR T 세포 치료는 장 건강을 크게 개선하고, 노화 과정을 늦추며, 심지어 기대 수명을 연장할 수 있습니다.
잠재적 영향
- 장 건강 개선: CAR T 세포 치료는 장 기능을 개선하고, 영양소를 더 효율적으로 흡수하며, 감염을 예방할 수 있습니다.
- 노화 과정 지연: CAR T 세포 치료는 염증을 줄이고, 조직 건강을 개선하며, 젊음과 활력 감각에 기여할 수 있습니다.
- 기대 수명 연장: CAR T 세포 치료는 더 길고 건강한 삶으로 이어질 수 있습니다.
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참고문헌:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38529506/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9775319/
https://www.nature.com/articles/s41580-020-00314-w
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2403-9
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