[오늘의 과학자]근육 젊게하는 miRNA 발견…'회춘 길' 열리나

생명硏 권기선 박사팀 주도…노화성 근육감소증 치료제 개발 가능성 제시

젊고 늙은 근육줄기세포에서 miR-431 의 역할<br>(왼쪽) 젊은 근육줄기세포에서는 충분한 양의 miR-431 존재하여, SMAD4 단백질을 저해함으로써, 정상의 근육분화능을 유지<br>(오른쪽) 늙은 근육줄기세포에서는 miR-431의 발현이 감소되어 있으므로, 분화능을 저해하는 SMAD4 단백질의 양이 과량 존재하게 되어 근육으로 분화하는 능력이 감소하게 됨

한국생명공학연구원(이하 생명연) 노화과학연구소 권기선 박사팀이 근육줄기세포 노화를 조절하는 마이크로 알앤에이(micro RNA)를 발굴하고, 노화 근육줄기세포의 근육분화능 저하 원인을 규명했다고 29일 밝혔다.

이는 향후 근육줄기세포 노화억제를 통한 노화성 근육감소증 치료제 개발에 기여할 것으로 보인다.

50대 후반, 빠른 근육노화(근육감소증)로 인한 근육량 감소는 일상생활 활동장애를 유발한다. 노인들의 경우, 독립적인 생활이 힘들어지고, 경제활동도 위축된다. 뿐만 아니라 기초대사율을 저하시켜 인슐린 저항성을 높이고 2형 당뇨병 발생을 촉진시키는 등 당뇨병, 비만, 실혈관질환 등 2차 노인성질환을 유발하는 주요 원인으로 작용한다.

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

근육노화를 촉진하는 외부인자로써 TGF-β((세포 분열·분화·생리 활성을 조절하는 성장인자) 단백질이 보고된 바 있지만, 근육줄기세포의 노화를 조절하는 내재적 인자 및 작용기전에 대해서는 아직까지 알려져 있지 않다.

이에 연구팀은 젊고, 늙은 생쥐 근육에서 근육줄기세포를 분리해 마이크로 알앤에이(micro RNA)를 비교 분석하는 연구를 시도해 노화된 근육줄기세포의 분화능을 회복시키는 마이크로 RNA-431(micro RNA-431(miR-431))을 새롭게 발견했다.

이를 통해 이 마이크로 RNA가 근육줄기세포의 분화능을 억제한다고 보고된 바 있는 TGF-β 신호전달체계의 하위 단백질인 SMAD4를 저해하는 사실을 규명했다.

연구팀은 실험을 통해 노화된 근육줄기세포에서 miR-431의 발현이 현저히 감소돼 있음을 확인했다고 밝혔다.

또 노화된 근육줄기세포 및 늙은 쥐의 손상 근육에 인위적으로 miR-431을 발현시키면 노화로 인해 저하된 근육 분화 및 재생이 회복하는 것도 확인했다.

권기선 박사/사진=생명硏

이는 노화된 근육줄기세포에서의 miR-431의 감소로 인해 그 타겟 단백질인 SMAD4가 증가하며, 이것이 늙은 쥐 근육에서 TGF-β 신호전달 활성화의 원인으로 작용해 근육분화 및 재생능이 저하됨을 규명한 것이다.

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