▲ IU1 약물 처리 시 초파리 근육 내 잠재독성단백질체 감소 / 초파리가 늙어 감에 따라 근육조직에서 다유비퀴틴화된 단백질 집합체(빨간색)가 증가되고 자가포식 활성이 감소되는데, IU1 약물을 초파리에 먹일 경우 이러한 병리현상이 크게 개선됨(그림 및 설명=중앙대학교 현서강 교수)  © 특허뉴스

단백질 밸런스를 강화하는 새로운 약물의 항노화 효과가 밝혀지며, 치매와 파킨슨병 같은 노인성 질환의 치료 가능성이 한층 높아졌다. 중앙대학교 현서강 교수 연구팀과 DGIST 이병훈 교수 연구팀이 공동으로 수행한 이번 연구는 세포 내 단백질 항상성을 유지하는 과정이 노화 및 근력 약화 개선, 그리고 수명 연장에 어떻게 기여하는지를 규명했다.

단백질 항상성은 생체 내 단백질이 일정하게 생성과 분해를 반복하며 세포의 기능을 최적화하는 과정이다. 그러나 나이가 들면 이 과정이 불균형을 이루어 세포 내에 해로운 단백질 응집체가 쌓여 노화가 가속화된다. 연구팀은 이번 연구에서 ‘유비퀴틴-프로테아좀 시스템’과 ‘자가포식 현상’이라는 두 가지 단백질 분해 기전을 중심으로 약물의 항노화 효과를 확인했다.

특히, 연구팀이 사용한 IU1이라는 약물은 프로테아좀 복합체의 구성 요소인 USP14의 활성을 저해해, 프로테아좀을 활성화하고 자가포식 현상을 향상시키는 것으로 나타났다. 이 약물은 인간 세포뿐만 아니라 초파리 모델에서도 동일한 효과를 보였으며, 초파리의 수명을 연장시키고 근력 약화도 개선하는 데 성공했다.

현서강 교수는 “단백질 항상성의 감소는 노인성 치매와 파킨슨병 같은 퇴행성 질환의 주요 원인 중 하나”라며, “이번 연구는 항노화 및 다양한 노인성 질환 치료에 새로운 돌파구를 제공할 것”이라고 밝혔다.

이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구 지원으로 진행되었으며, 세포 생물학 분야 국제 학술지 오토파지(Autophagy)에 8월 15일 자로 게재되었다.

논문명은 Pharmacological inhibition of USP14 delays proteostasis-associated aging in a proteasome-dependent but foxo-independent manner 이다.