한림대학교는 의과대학 세포분화 및 노화연구소 이재용 연구교수팀이 'FOXO3a' 전사인자가 세포의 디옥시리보핵산(DNA) 복구 활성을 전반적으로 강화해 방사선 손상에 대한 보호 효과와 수명 연장 효과를 나타낸다는 사실을 규명했다고 15일 밝혔다.

 FOXO3a 단백질은 변성 단백질, 기능상 문제가 있는 미토콘드리아 등 세포 속 불필요한 물질을 없애는 자가 포식작용을 조절하는 일종의 '스위치'이다.

 연구팀은 테트라사이클린(tetracycline)을 섭취하면 FOXO3a를 과발현하는 유전자 변형 쥐를 마련해 FOXO3a의 기능을 정밀 분석했다.

 또 노화 과정에서 FOXO3a 발현 감소가 DNA 복구 활성 저하로 이어진다는 사실도 밝혀냈다.

 연구팀은 테트라사이클린 프로모터(tetracycline promoter) FOXO3a 유전자를 쥐 배아에 주입해 항생제 테트라사이클린 섭취 시 온몸에 FOXO3a가 과발현되는 유전자 변형 쥐를 확보하기도 했다.

 이 모델을 통해 FOXO3a 과발현 시 비상동 말단 결합(Non-homologous end joining), 뉴클레오티드 절제 복구(Nucleotide excision repair), 염기 절제 복구(Base excision repair), 불일치 복구(Mismatch repair), 상동 재조합 복구(Homologous recombination repair) 등 대부분의 DNA 복구 경로가 전사 수준에서 활성화된다는 점을 규명했다.

 연구팀은 해당 쥐에 10㏉의 강한 감마선(방사선)을 조사하는 실험을 통해 FOXO3a의 기능을 평가했는데, FOXO3a를 과발현하지 않은 일반 쥐는 10일 이내에 모두 폐사하고 소장의 융모 구조가 파괴되며 세포사가 일어났다.

 반면 FOXO3a 과발현 쥐는 20일 이상 생존하며 장기 구조를 유지하고 세포사가 거의 관찰되지 않았다.

 또 FOXO3a 과발현 쥐는 부작용 없이 평균·최대 수명이 30% 이상 늘어나 FOXO3a가 DNA 복구 활성 강화와 수명 연장에 기여한다는 점을 확인했다.

 이재용 교수는 "이번 연구를 바탕으로 FOXO3a를 활성화하는 신규 물질을 발굴하고 이를 치매·암 실험동물 모델에 투여한 결과 치료 효과가 탁월함을 입증했다"며 "현재 이 물질은 치료약물 개발 단계에 진입했으며 앞으로 수명 연장 기전·노화 질환 치료 응용 연구를 지속할 계획"이라고 말했다.

 이 같은 연구 결과는 국제학술지 'Biogerontology'(노화생물학)에 실렸다.

 한편 이번 연구에는 한림대 셴데 마두리 라메슈와르 연구원, 생화학교실 김성찬 교수, 괴즈데 인지 박사, 식품영양학과 임순성 교수, 주식회사 메디언스 박상재 대표, 김병학 연구소장 등이 참여했다.