"장기마다 늙는 속도 다르다…노화 속도로 질병 위험 예측"

혈액 단백질을 이용한 개별 장기의 노화 속도 측정 과정

한 사람의 몸속에 있는 장기와 조직도 늙는 속도는 모두 다르며, 각 장기·조직의 노화 속도를 측정하면 향후 특정 질병에 걸릴 위험도 예측할 수 있는 것으로 나타났습니다.

또 5명 중 1명은 다른 장기보다 노화가 빠르게 진행되는 장기를 하나 이상 가지고 있어 향후 특정 질병에 걸릴 위험이 커지고 15년 안에 사망할 위험도 15~50% 증가하는 것으로 밝혀졌습니다.

미국 스탠퍼드대 의대 토니 와이스-코레이 교수팀은 7일 과학 저널 네이처(Nature)에서 특정 장기에서 유래하는 인간 혈장 단백질 수치를 측정해 살아있는 사람의 장기 간 노화 속도 차이를 측정하는 방법을 개발했다고 밝혔습니다.

또 머신러닝(기계학습) 모델을 이용해 성인 5천676명을 대상으로 심장, 지방, 폐, 면역계, 신장, 간, 근육, 췌장, 뇌, 혈관계, 장 등 11개 주요 장기·기관·조직의 노화를 분석해, 각 장기의 노화 속도와 질병 및 사망 위험과의 관계를 분석했습니다.

연구팀은 동물 대상의 이전 연구에서는 노화가 개체마다, 그리고 개체 내 기관마다 차이가 있는 것으로 나타났으나 이것이 인간에게도 해당하는지, 노화 관련 질환에 어떤 영향을 미치는지 등은 명확히 알려지지 않았다고 연구 배경을 밝혔습니다.

연구팀은 먼저 건강한 20~90세 1천400명의 혈액에서 단백질 5천여 개의 수치를 검사, 다른 장기에 비해 한 장기에서 유전자가 4배 이상 활성화한 단백질 858개를 선별했습니다.

또 5천여 개 단백질 수치를 기반으로 사람 또는 특정 장기의 나이를 추측하는 머신러닝 알고리즘을 훈련했으며, 이 알고리즘은 이를 통해 그 사람 또는 특정 장기의 노화 속도 가속과 연관성이 높은 단백질을 찾아냈습니다.

연구팀은 이어 이 머신러닝 모델을 사용해 성인 5천676명을 대상으로 11개 주요 장기·기관·조직의 노화가 탄생 연도 기준 나이보다 얼마나 빠른지, 각 장기의 노화 속도가 특정 질병과 사망 위험과 얼마나 연관성이 있는지 등을 분석했습니다.

다른 장기보다 노화 속도가 빠른 특정 장기를 가진 사람 비율

그 결과 한 사람의 신체 내 각 장기는 노화가 비슷하게 진행되는 경향을 보이지만 개별 장기는 대체로 서로 다른 노화 경로를 따르는 것으로 나타났습니다.

11개 장기 중 장(intestine)을 제외한 10개 장기의 연령이 15년간 추적 관찰 기간의 모든 원인으로 인한 사망 위험과 유의미한 관계가 있는 것으로 밝혀졌습니다.

연구 대상의 약 20%는 다른 장기보다 노화 속도가 빠른 장기가 1개 이상 있었고, 이들의 15년간 사망 위험은 그런 장기가 없는 사람보다 15~50% 높았습니다.

심장 노화가 빠른 사람은 정상적으로 노화하는 심장을 가진 사람보다 심부전 위험이 250% 높았고, 뇌 노화가 빠른 사람은 젊은 뇌를 가진 사람들에 비해 향후 5년간 인지 기능 저하를 보일 가능성이 180% 높은 것으로 나타났습니다.

또 뇌와 혈관 노화 가속화는 알츠하이머병 위험 예측 정확도가 현재 사용되는 알츠하이머병 예측 임상 바이오 지표인 인산화 타우 단백질과 비슷한 것으로 나타났으며, 매우 빠른 신장 노화는 고혈압·당뇨병, 심장 노화는 심방세동·심장마비와 각각 높은 연관성이 있는 것으로 확인됐습니다.

와이스-코레이 교수는 "이 방법을 더 큰 규모 연구에서 검증하면 건강한 사람 장기의 생물학적 나이를 추정할 수 있을 것"이라며 "이를 통해 노화가 빠른 장기를 찾아내면 질병 위험을 예측해 예방, 치료하는 게 가능할 것"이라고 말했습니다.

(사진=Nature/Tony Wyss-Coray et al. 제공, 연합뉴스)

유영규 기자 sbsnewmedia@sbs.co.kr