국내 연구진, 근육줄기세포 노화 원인 규명

▲근육줄기세포에서 miR-431의 역할(출처:미래창조과학부)

[아시아경제 강희종 기자]순수 국내연구진이 근육줄기세포의 노화를 조절하는 마이크로 알앤에이(micro RNA)를 발굴해 노화 근육줄기세포의 근육분화능 저하 원인을 규명하는데 성공했다.

향후 근육줄기세포의 노화억제를 통한 노화성 근육감소증 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다.

한국생명공학연구원(생명연) 노화과학연구소 권기선 박사팀은 근육줄기세포를 분리해 마이크로RNA를 비교 분석하 결과 노화된 근육줄기세포의 분화능을 회복시키는 마이크로RNA-431(miR-431)을 새롭게 발견했다고 29일 밝혔다.

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 연구논문(논문명:miR-431 promotes differentiation and regeneration of old skeletal muscle by targeting Smad4)은 세계적 권위의 국제학술지인 진 앤드 디벨롭(Genes & Development) 저널에 7월27일자(현지사간)온라인 판에 게재됐다.

50대 후반부터 빠른 근육노화(근육감소증)로 인한 근육량 감소는 일상생활 활동장애를 유발해 노인들의 독립적인 생활을 제한하고 경제활동을 위축시키게 된다. 또한 기초대사율을 저하시켜 인슐린 저항성을 높이고 2형 당뇨병 발생을 촉진시키는 등 2차 노인성질환을 유발하는 주요 원인이다.

노화된 근육줄기세포의 수적 감소 및 근육분화능 저하는 노화성 근감소증을 유발하는 주요 원인중 하나로 알려져있다.

그동안 근육노화를 촉진하는 외부인자로써 TGF-β(Transforming Growth Factor-beta) 단백질이 보고된 바 있으나, 근육줄기세포의 노화를 조절하는 내재적 인자 및 작용기전에 대해서는 아직까지 알려져 있지 않았다.

연구팀은 젊고, 늙은 생쥐 근육에서 근육줄기세포를 분리해 마이크로RNA를 비교 분석해 노화된 근육줄기세포의 분화능을 회복시키는 마이크로RNA-431을 새롭게 발견했다.

또, 이 마이크로RNA가 근육줄기세포의 분화능을 억제한다고 보고된 바 있는 TGF-β 신호전달체계의 하위 단백질인SMAD4(SMAD family member 4)를 저해하는 사실을 규명했다.

연구팀은 실험을 통해 노화된 근육줄기세포에서 miR-431의 발현이 현저히 감소돼 있음을 확인다. 또, 노화된 근육줄기세포 및 늙은 쥐의 손상 근육에 인위적으로 miR-431을 발현시키면 노화로 인해 저하된 근육 분화 및 재생이 회복하는 것을 확인했다.

연구팀은 "노화된 근육줄기세포에서의 miR-431의 감소로 인해 그 타겟 단백질인 SMAD4가 증가하며, 이것이 늙은 마우스 근육에서 TGF-β 신호전달 활성화의 원인으로 작용해 근육분화 및 재생능이 저하됨을 규명한 것"이라고 설명했다.

즉, 근육줄기세포가 노화됨에 따라 내재적 인자인 miR-431이 감소하며, 이것이 SMAD4 단백질의 증가를 통해, 근육분화 및 재생을 저해하는 TGF-β 신호활성화를 야기해 근육 감소를 촉진한다는 것이다.

연구책임자인 권기선 박사는 "이번 연구성과는 노화에 따른 근육감소증을 효과적으로 치료하기 위해서는 근육줄기세포의 노화억제가 필요한데, 근육줄기세포를 회춘시키는 조절인자로써 마이크로RNA가 중요하다는 사실을 밝힌 것"이라고 설명했다.

권 박사는 "새로 발굴된 miR-431을 통한 SMAD4 조절을 통해 근육줄기세포의 노화를 억제함으로써, 효율적인 근육감소 치료제뿐만 아니라 근육감소로 야기되는 2차 노인성질환 치료에도 큰 도움을 줄것으로 기대된다"고 덧붙였다.

강희종 기자 mindle@asiae.co.kr