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세미나 및 칼럼

<켐온 칼럼> 노화독성학(Toxicology for aging): 노화기전에 대한 기본 전제 - (4)

○ 개인적으로 노화에 대한 관심은 학위를 마치고 모 의과대학에서 연구원으로 근무하면서 아래의 논문을 발표하면서이다.       

노화와 암 억제 과정에서의 세포복제 세네센스 현상(The possible roles of cellular-replicative senescence in aging and tumor suppression, 한국노화학회지, 7(2), 1-10. 1997)

○ 아마 1996년도에 위 논문을 작성을 하면서 내심 우리나라에서 처음으로 세포복제 세네센스(cellular-replicative senescence) 이라는 세포 현상을 한글로 소개한 논문이길 희망하였을 정도로 당시에 좀 흥분된 마음이었다. 그러나 최초의 논문인지는 잘 모르겠으나 이유는 ‘세포노화가 개체노화’ 라는 도그마를 이론적으로 설명이 가능하였기 때문이다. 모든 생물체는 세포가 기본 단위이기 때문에 세포 노화의 종점이 곧 개체 노화의 종점이 된다는 측면에서이다.     

○ 거의 25년이 흐른 지금에서 그 논문을 찾을 수는 없지만 ‘세포복제 세네센스 현상(cellular-replicative senescence)’ 이라는 다음과 같이 소개하였다.

1. 세포의 “Replicative Senescence” 이란?

    1. Hayflick limit - 1965년: 최초 확인

    2. Irreversible growth arrest (비가역적 세포복제 중지)

    3. 배양을 통해 세포 복제의 횟수(replicative life span) 즉 세포의 배가증식(PD: population doubling)의 분열능력 상실 

    4. 일시적으로 분열이 중단된 세포 (quiescent cell), 최종 분화(terminal differentiations)에 의해 영구 분열 정지된 세포와 차이

2. 세네센스 세포의 세포학적 특징

    1. 유사분열 촉진제(mitogen)에 의한 세포분열주기에 반응이 없으며 특히 G 1 또는 G 2 의 DNA 상태로 분열 정지

    2. 세네센스 세포는 단백질 발현에 있어서 차이: 세포주기와 노화 관련 효소인 β galactosidase 활성 증가

    3. Apoptosis(세포자살)에 대해 높은 저항성: Anti-apoptosis 유전자인 Bcl-2 

3. 세네센스의 노화와의 관련성

    1. 연령과 수명이 다른 종의 Population Doubling(PD: 배가증식) 차이

    2. 유전적인 조로증(premature aging syndrome) 환자의 PD 감소

    3. "Free radical"에 의한 세네센스 현상 촉진  

    4. Telomere 길이의 단축(shortening)에 의한 세네센스 유도

4. 생물학적 중요성: 복제의 유한성과 관련하여 노화와 암화가 텔로미어(telemere)의 길이 에 따라 결정된다. <그림>에서처럼 세포 복제마다 일정한 길이가 짧아지면 특정 길이에 도착하면 DNA 손상 신호를 통해 영구히 세포복제가 중지되어 세네센스 현상이 나타나지만 돌연변이에 의해 텔로미어를 합성하는 효소가 발현되면 텔로미어 길이가 연장되어 세포 증식이 무한히 이루지는 암세포 전단계인 세포 불멸화가 된다.

<그림> 세포의 세네센스 현상과 텔로미어 길이의 관계: 생식세포 및 혈액세포 등 체내의 소수 세포종류를

제외한 모든 세포는 텔로미어를 합성하는 텔로머라제의 활성이 없다. 따라서 일반세포는 염색체 끝에 존재하는 텔로미어가

분열을 통해 짧아지며 최종적으로 DNA 손상의 DDR(DNA damage response)로 인식되어 비가역적 세포분열정지가 되는

세네센스 현상에 진입하게 된다. 그러나 암세포인 경우에는 telomerase Reverse Transcriptase (TERT, 텔로머라제 역전사효소)의

텔로머라제 소단위체를 합성하여 텔로미어 단축을 막는다. 이를 통해 암세포는 비가역적 분열정지인 세네센스를 극복하여

암세포의 중요한 특징인 세포불멸화 특성을 갖는다<박영철, 2003, 2010>

          

○ 2009년 노벨 생리의학상 - 텔로미어 및 합성효소 발현과 노화와 암의 관계

그 후 텔로미어와 불로장생 등에 대한 수많은 가설

              

 

          

○ 긴 시간이 지났지만 텔로미어와 세포 세네센스에 대한 연구 방향에 대해서는 끊임없이 궁금증을 가지고 지내왔다. 이러한 궁금증과 더불어 켐온칼럼을 통해 노화독성학의 핵심 주제로 전제하여 (주)켐온은 노화성질환 해결을 위해 비임상연구 분야의 주춧돌이 되고자 한다.  

                           

<참고문헌>

박영철 등. 노화와 암 억제 과정에서의 세포 복제 세네센스 현상, 1997, 한국노화학회지. 7(2), 1-10

박영철 . 세포노화에 있어서 복제 세네센스 현상과 산화적 스트레스의 영향, 2003. 한국독성학회지. 3:161-172

박영철 . 독성학의 분자-생화학적 원리, 한국학술정보(주), 2010. ISBN 978-89-268-1259-4.


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