이것은 16세기 루카스 크라나흐 엘더의 그림입니다.
유명한 청춘의 샘을 보여주죠.
만약 이 물을 마시거나 목욕을 한다면, 건강하고 젊어질 겁니다.
모든 문화, 모든 문명은 영원한 젊음을 찾는 것을 꿈꿔왔습니다.
청춘의 샘을 좇는데 많은 인생을 보낸 사람들로
알렉산더 대왕, 탐험가 폰세 드 레옹이 있습니다.
그들은 그것을 찾지 못했죠.
그런데 만약 그것과 비슷한 어떤 것이 있다면요?
만약에 이 청춘의 샘과 비슷한 것이 있다면 어떨까요?
저는 여러분에게 노화 연구에서의 놀라운 발전을 말씀드리겠습니다.
이것은 우리가 노화에 대해 생각하는 방식에 대한 혁명이라 할 수 있고
우리는 어쩌면 미래에 노화 관련 질병들을 고칠 수 있을지도 모릅니다.
그것은 다음에서 보여지는 실험에서 시작됐습니다.
최근 연구에서
동물들, 늙은 쥐가 어린 쥐의 혈액을 받아
다시 젊어질 수 있다는 겁니다.
아마 여러분은 샴쌍둥이에게서 찾아 볼 수 있을 겁니다.
약간 오싹하게 느껴질 겁니다.
그러나 2007년 줄기 세포 연구원 탐 랜도가 보고한 것에 따르면
나이든 쥐의 근육이 젊은 쥐의 피에 노출되어
혈액순환을 하게 되면 다시 활기를 되찾을 수 있다는 겁니다.
이것은 몇 년뒤 하버드의 에이미 웨거스에 의해 재확인되었고
다른 이들도 췌장, 간, 심장에서 비슷한 원기 회복 효과를 보여주었습니다.
하지만 저와 몇몇의 연구실에서 가장 흥분했던 점은
어쩌면 이것을 뇌에 적용시킬 수 있을지도 모른다는 겁니다.
늙은 쥐를 어린 환경에 노출시켰더니
병체결합이라고 불리는 모델인데요,
뇌가 젊어지고
기능이 더 좋아진 것을 발견했습니다.
실험을 반복했습니다.
공유 혈관으로 젊은 피를 받은 늙은 쥐의 뇌가
더 어리게 보이고 기능도 젊어집니다.
우리가 나이가 들면
인간 인지의 다른 면들을 볼 수 있습니다.
여기 화면에서 보실 수 있습니다.
추리와, 언어 능력 등을 봅니다.
50이나 60세까지는 이 기능이 모두 좋습니다.
여기 젊은 분들을 보니 모두 아직 다 좋네요.
(웃음)
하지만 이 곡선이 떨어지는 게 무섭죠.
나이가 들면서
알츠하이머 같은 다른 질병이 생깁니다.
나이가 들면서 신경 연결망이,
신경이 서로 소통하는 방식인 시냅스가 퇴화하기 시작합니다.
신경은 죽고, 뇌는 쪼그라들기 시작합니다.
신경퇴화성 질병에 급격하게 노출됩니다.
문제는 이것이 어떻게 일어나는지 알려면
분자, 기전적 수준에서
살아 있는 사람의 뇌를 자세히 연구할 수 없다는 겁니다.
인지 검사를 하거나 영상을 볼 수 있고
다양한 정교한 검사를 할 수 있습니다.
하지만 그 사람이 노화나 질병으로
뇌가 어떻게 변했는지 보려면 사망할 때까지 기다려야 합니다.
이게 신경병리학자가 하는 일의 한 예입니다.
뇌를 좀 더 큰 유기체의 한 부분이라고 보면 어떨까요.
우리가 좀 더
분자 수준으로 뇌에 벌이지는 일을 이해할 수 있을까요?
뇌를 신체의 일부로 본다면요.
신체가 노화하고 병들면 뇌에 영향을 줄까요?
마찬가지로 뇌가 노화하면 나머지 신체에도 영향을 미칠까요?
신체의 다양한 조직을 연결해 주는 것은 피입니다.
피는 가령 산소를 운반하는 세포를 수송하는 조직일뿐만 아니라
적혈구이죠.
감염 질병과 싸우고
분자 배달부를 옮깁니다.
호르몬 같은 요소로
세포에서 세포, 조직에서 조직으로 정보를 운반합니다.
뇌를 포함해서요.
혈액이 질병이나 노화로 어떻게 변하는지 보면
뇌에 대해 뭔가 배울 수 있을까요?
우리가 나이들면서 혈액도 변하는 걸 압니다.
이런 호르몬 같은 요소도 나이들면서 변하는 거죠.
대체로 우리가 아는
조직의 발달과 유지를 위해 필요한 요소들은
우리가 노화하면서 줄어들기 시작합니다.
반면 상처와 감염의 회복에 관계된 요소들은
노화하면서 증가합니다.
그러니까 노화하면서 좋고 나쁜 요인들의 불균형이 생기죠.
우리가 할 수 있는 일을 설명드리자면
저희가 했던 실험을 통해 말씀드리겠습니다.
건강한 사람의 300개의 혈액샘플을 모았습니다.
20세부터 89세까지 나이이고
이 전달 요소 100개를 측정했습니다.
조직사이에서 정보를 전달하는 호르몬 같은 단백질이죠.
맨 처음 알게 된 것이
젊은 층과 노년층에서
요인의 절반 정도가 눈에 띄게 변했다는 겁니다.
우리 신체는 이런 요인의 관점에서
노화하면서 매우 다른 환경에서 삽니다.
통계학이나 생물 정보공학 프로그램을 사용해서
나이를 잘 예측할 수 있는 요소들을 발견하려고 했습니다.
사람의 나이를 역으로 계산하는 겁니다.
여기 그래프에 이렇게 보입니다.
한 축에서는 살아온 실제의 나이가 있습니다.
날짜순의 나이죠.
몇 년을 살았느냐는 겁니다.
여러분께 보여드린 상위 요인들을 가지고
상대적인 생물학적 나이를 계산했습니다.
여기 보시면 상당히 상관관계가 있죠.
상대적인 나이를 잘 예측할 수 있습니다.
그런데 흥미로운 건 평균밖에 있는 사람들입니다.
삶에서 자주 그런 사람들이죠.
여기 보시면 녹색 점으로 표시한 사람이
약 70세이지만
저희 측정이 맞다면 생물학적 나이가
겨우 45세입니다.
그럼 이 분은 실제로 나이보다 훨씬 젊어 보일까요?
보다 중요한 것은 이 분은 나이와 관련되어 나타나는
질병의 위험이 적고 장수할까요?
100세 그 이상으로 사는 걸까요?
반면에 여기 빨간 점으로 된 이 분은
40세도 안됐는데 생물학적 나이가 65세입니다.
이 분은 노화관련 질병의 위험이 높은 걸까요?
저희 연구실에서 이 요인들을 이해해보려고 했고
많은 단체에서도 노력하고 있습니다.
무엇이 진정한 노화의 요인이며
노화관련 질병을 예측할 수 있는 뭔가 알 수 있을까요?
지금까지 보여드린 것은 단순히 상관관계입니다, 그렇죠?
아마도 여러분은, "이 요인들은 나이가 들면서 변해요." 하시겠지만
요인들이 노화와 관련해서 무슨 일을 하는지는 모릅니다.
이제 보여드릴 것은 매우 놀라운 것인데
이 요인들이 실제로 조직의 노화를 조절한다는 걸 보여 줍니다.
그래서 병체결합이라는 모형으로 돌아왔습니다.
쥐에서 실행한 병체결합은
외과적으로 두 마리 쥐를 결합해서
혈관계를 공유하게 합니다.
이제 "늙은 뇌가 젊은 피에 노출되면 어떤 영향을 받을까?"
라는 질문을 합니다.
이것을 위해 사람으로 20세에 해당되는 쥐를 사용하고
인간으로 치면 약 65세에 해당되는 늙은 쥐를 썼습니다.
저희가 발견한 사실이 매우 놀랍습니다.
이 늙은 뇌에 새로운 뉴런을 생성하는 신경줄기 세포가 더 많아 졌음을 발견했습니다.
뉴런의 연결지점인 시냅스의 활동이 증가했습니다.
새로운 기억 형성에 관여한다고 알려진
유전자가 더 있습니다.
이런 악성 염증은 더 적죠.
하지만 이 동물들의 뇌에 들어가는 세포가 없다는 걸 관찰했습니다.
그래서 이들을 연결할 때
이 모형에서는 늙은 뇌에 들어가는 세포가 사실 없습니다.
대신 저희는 수용성 요소라고 추론했습니다.
그래서 단순히 혈장이라는 피의 수용성 부분을 모아
이 쥐들에게 젊은 혈장이나 늙은 혈장을 주입하고
젊어지는 효과를 만들어 낼 수 있었지만
지금 할 수도 있는 것은
쥐의 기억력 검사를 하는 것이었습니다.
쥐가 늙어 가면서 우리 인간처럼 기억장애가 생깁니다.
알아내기가 더 힘들 뿐이죠.
하지만 어떻게 했는지 바로 보여드리겠습니다.
저희는 한 단계 더 나아갔습니다.
인간에게 좀 더 가깝게 진행했습니다.
이제 보여드리는 것은 아직 발표하지 않은 연구인데
젊은 인간의 혈장과 통제군으로 식염수를 써서
늙은 쥐에게 주입했습니다.
다시 이 늙은 쥐를 젊게 할 수 있을까요?
더 똑똑하게 할 수 있을까요?
이것을 알아 보려고 반즈 미로 검사를 했습니다.
큰 테이블에 구멍이 여러 개 있습니다.
주변으로 안내 표시가 있고
이 위에 밝은 조명이 있습니다.
쥐들을 이것을 싫어해서 도망가려고 합니다.
화살표가 있는 이 구멍을 찾습니다.
아래로 튜브가 연결되어 있어서
도망가서는 어두운 구멍에서 편하게 있을 수 있습니다.
몇일에 걸쳐 쥐들에게 가르쳤습니다.
이 표시를 보고 공간을 찾도록 말이죠.
이것은 인간과 비교한다면
번잡한 날 쇼핑하고서 주차한 차를 찾는 것과 같죠.
(웃음)
아마 다들 이걸 겪어 봤을 겁니다.
여기 늙은 쥐를 봅시다.
기억장애가 있는 늙은 쥐입니다.
바로 알 수 있죠.
모든 구멍을 살펴보지만 공간지도를 만들지는 못합니다.
지난 번이나 어제 시도해 본 데가 어디였는지 알려주는 공간지도죠.
완전히 극명하게 이 쥐는 같은 나이의 쥐지만
젊은 인간의 혈장으로 3주간 치료를 받았습니다.
3일에 한 번씩 작은 주사로 맞았습니다.
여러분이 알아 보시듯이, 두리번 거리며, "여기가 어디지?"
그리고 구멍으로 바로 가서 탈출합니다.
구멍이 어디였는지 기억할 수 있었습니다.
이 늙은 쥐는 꼭 젊어진 것 같습니다.
어린 쥐보다 기능이 더 좋습니다.
또한 이것이 보여주는 것은
어린 쥐의 혈장 만이 아니라 사람의 혈장에도
늙은 뇌를 돕는 능력이 있는 뭔가가 있다는 겁니다.
요약해 드리면
늙은 쥐와 뇌는 특히 적응력이 있습니다.
그것은 고정된 게 아니고 실제로 바꿀 수 있습니다.
젊어질 수 있습니다.
젊은 피의 요소는 노화를 되돌릴 수 있습니다.
보여드리지 않은 것은,
이 모형에서 젊은 쥐가 사실 늙은 쥐에 노출되어 악영향을 받았습니다.
그러니까 늙은 혈액 요인에 노화를 앞당기는 게 있습니다.
가장 중요한 것은 사람도 비슷한 요인을 가지고 있을지 모릅니다.
젊은이의 혈액을 가지고 비슷한 효과가 있으니까요.
노화된 인간의 피는 보여드리진 않았지만 이 효과가 없습니다.
쥐를 젊게 해주지 않습니다.
그럼 사람에게도 이 비법이 통할까요?
스탠포드에서 소규모 임상실험을 진행하고 있는데
가벼운 병이 있는 알츠하이머 환자에게
20세의 젊은 자원자의 혈장 반리터를
한 주에 한 번씩 4주동안 치료하고
그들의 뇌 영상을 살펴봤습니다.
인지 실험을 했고
돌보는 사람들에게 하루 생활을 물었습니다.
저희는 이 치료로 좋아진 징후가 있길 바랬습니다.
만약 그렇다면
쥐에서 성공한 것이 인간에서도 해당된다는
희망을 주는 겁니다.
우리가 영원히 산다고는 생각지 않습니다.
아마 젊음의 샘은 우리 안에 있다는 걸 발견했는데
샘이 말랐다는 걸 알게 된 겁니다.
이것을 조금만 더 뒤로 돌린다면
아마도 이런 효과를 연결하는 요인들을 찾을 수 있고
이 요인들을 합성해서
알츠하이머병이나 치매와 같은 노화 질환을 치료할 수 있을 겁니다.
대단히 감사합니다.
(박수)