1. Homo-Hundred 시대를 넘어 Homo-Deus 시대로
○ 흔 히들 오늘날 인간 수명과 관련하여 100 세 시대라고 한다 . 수명 (lifespan) 이란 어떤 개체가 출생부터 사망까지의 기간 혹은 사망 당시의 연령을 의미한다 . 100 세 시대란 사망하는 사람이 가장 많은 연령대를 의미하는 최빈 사망연령대가 90 대이면 100 세 시대 라고 정의된다 .
○ 100 세 시대의 사람을 호모 헌드레드 (Homo Hundred) 이라고도 한다 . 이는 현 인류 조상을 호모 사피엔스 (Homo Sapiens, 생각하는인간 ) 로 부르는 것에 비유해 100 세 장수가 보편화하는 시대의 인간을 지칭하는 용어이다 .
○ 유엔은 2009 년 ‘세계인구고령화 (WorldPopulation Aging) ’ 리포트에서 평균수명이 80 세를 넘는 국가가 2000 년에는 6 개국뿐이었지만 2020 년에는 31 개국으로 급증할 것으로 예상하고 이를 ‘호모 헌드레드 시대’로 정의했다 . 호모 헌드레드 시대는 인류가 처음 경험하는 것이다 .
○ 우리나라의 호모 헌드레드 시대는 최빈사망연령대가 90 세가 되는 2025 년부터 이라고 한다 . 이는 결국 오 늘날 한국인의 사망 원인에 대한 이해와 더불어 이에 대한 관리를 잘하면 쉽게 호모헌드레드가 될 수 있다는 것을 의미 한다 .
○ 2017 년 구글은 인공지능 (AI) 과헬스케어 기술을 결합시켜 500 세 시대를 현실화 시키겠다고 공언하기도 했다 . ‘호모 헌드레드’를 넘어 < 그림 > 에서처럼 유발 하라리가 언급한 ‘ Homo-deus( 호모 데우스 , 신과 같은 초인간 ) 를 꿈꾸는 시대가 됐다 .
< 그림 > 인류의 진화와 예측
○ 실제 아래의 < 그림 > 에서처럼 유도만능줄기세포 (induced pluripotent stemcell, iPSC) 로부터 자가 재생, 자가 조직화를 통해 제작 및 대체된 오 가노이드 (organoid) 기술이나 DNA 의 공학적 관점에서 조작을 통해 합성세포 또는 새로운 바이오시스템을 제작하는 합성생물학 (syntheticbiology) 분야의 급격한 발전은 Homo-deus 탄생의 기반이 될 수도 있다 .
< 그림 > 오가노이드 (organoid) 와 합성생물학 (synthetic biology ) < 참고자료 : 위키백과 >: A) 오가노이드 (organoid) 혹은 장기유사체 는 성체줄기세포 (adultstem cell, ASC), 배아줄기세포 (embryonic stem cell, ESC), 유도만능줄기세포 (induced pluripotent stem cell, iPSC) 로부터 자가 재생 및 자가 조직화를 통해 형성된 3 차원 세포집합체이다 . 세포를 3 차원배양법으로 다시 응집 재조합하여 만듦으로써 모델 장기의 특이적 세포를 포함하고 있다 . 2D 세포주 배양법의 한계를 극복하면서도 기존의 효율적인 2D 배양 기반 생화학적 , 세포 생물학적분석 기법을 쉽게 활용할 수 있다 . 인체의 생리활성기능을 유사하게 재현할 수 있고 , 환자의 조직으로부터 장기유사체를 구축함으로써 환자의 유전정보를 기반으로 한 질병 모델링 , 반복시험을 통한 약물 스크리닝 등을 가능하게 한다 . 또한 크리스퍼유전자 가위 (CRISPR/Cas9) 를 이용한 유전자 교정 기술에 대한 접근도가 높아지면서 유전자 치료와손상된 장기이식의 대안으로도 그 가능성이 주목받고 있다 . 이러한 장기유사체 기술은 2010 년대 초부터 급격히 발전하여 2013 년 , The Scienist 지에서 가장 진보된 과학적 성과로 선정되었다 . 하지만 아직 실제 임상적 적용을 위해서는 여러 단계의 검증이 필요하며 한계점을 극복하기 위한 연구가 활발히진행되고 있다 . B) 합성생물학 (Synthetic Biology) 혹은 합성생명학 은 생명과학 (Life Science) 적 이해의 바탕에 공학적 관점을 도입한 학문으로 자연 세계에존재하지 않는 생물 구성요소와 시스템을 설계 , 제작하거나 자연 세계에 존재하는 생물 시스템을 재설계 , 제작하는 두 가지 분야를 포괄한다 . 즉 , 합성의 의미 는 1) 합성세포 또는 새로운 바이오시스템을 제작하기 위한 유전자 (Gene) 합성과 2) 세포로부터 고성능의 생물학적 물질을 고효율로 합성하는 것을 모두 포함한다 . 이를 위해 여러 공학기술에서 적용하는 부품화 , 표준화 , 모듈화 라는 공학적 개념 을 생물학에 도입한 것이 합성생물학이다 .
2. ( 주 ) 켐온 ! 노화독성학 ( toxicology of aging Toxicology for aging) 개척의 출발점에 서다 .
○ 노화 (aging) 란 나이가 들어가면서 신체의 구조와 기능이 점진적으로 퇴화되는 것을 의미한다 . 이로 인해 장기 및 기관 시스템의 항상성이 저하되어 외부 스트레스 , 질병 , 사망에 대한 감수성이 급격하게 증가하게 된다 . 인간의 노화는 시작 시기 , 속도 및 범위가 개인에 따라 매우 이질적이다 .
○ 독성물질과 노화의 상관 관계는 1987 년에 Martin 에 의해 처음으로 제시되었다 . 이후 2014 년이 되어서 노화독성학에 대한 정의가 Sorrentino 의 논문 ‘Defining the toxicology of aging’ 를 통해 이루어진 비교적 생소한 학문이라고 할 수 있다 . 독성학 (toxicology) 은 비인체 생물학적 시스템을 이용하여 화학물질 독성의 인체 발생 가능성에 대하여 예측하는 것을 목적을 한다 . 노화독성학 (toxicologyof aging) 이란 노화를 촉진시키는 화학물질을 ‘gerontogen( 노화촉진화학물질 )’ 이라고 하는데 이에 의해 노화 촉진 및 노화성 질환이 어떠한 기전으로 이루어지는가에 대한 규명과 인체에서의 예측을 하는 학문이라고 할 수 있다 . 일반적으로 잘 알려진 gerontogen 은 자외선 , 치료 약물 , 환경물질 등이 있다 .
○ 노화 (aging) 는 유전 , 환경 , 생활양식 , 영양 섭취 등과 같이 유전적 요인 및 환경적 요인이 복합적으로 작용하여 진행된다 . 그러나 생리적 노화의 촉진은 약 50-75% 정도로 비유전적 요인 (non-genetic factors) 에 의해 진행된다 . 그러나 gerontogen 에 의한 노화는 생물학적 선천적 요소와 습관적이면서 후천적 요소에 대한 동시에 이해 되어야 한다 .
○ 오늘날 질병 치료를 위한 방법은 합성물질보다 합성생물학이나 오가노이도 등의 기술에 의한 인체 직접 적용에 기인하여, 비인체 생물시스템을 이용한 독성시험과 독성학은 인체에서 독성학적 검증에 한계가 있을 수 밖에 없다 . 동물을 이용한 유효성도 마찬가지이다 .
○ ㈜켐온은 지난 20 여년 동안 독성시험 수행과 독성학에 대한 지식 축적을 위해 많은 노력을 하여 왔다 . 그러나 100 세 시대인 Homo-Hundred 시대를 넘어 Homo-Deus 에 적절한 독성시험 및 유효성시험의 방향에 대한 예측 및 준비가 필요하다 . GLP- 독성시험과 독성학 분야의 선두 역할을 하는 ㈜켐온은 국내외적으로 노화독성학 개척에 그 첫발을 최초로 내딛고자 한다 . 이는 노화 - 관련 독성에 이해뿐만 아니라 질환 - 모델 개발을 위한 유효성 검증에도 큰 도움이 될 것으로 사료된다 .
(주)코아스템켐온