코로나 백신에 쓰였던 mRNA, 늙은 쥐 면역세포 '회춘'시켜

유전물질 메신저리보핵산(mRNA) 기반 치료제가 쥐 연구에서 면역세포인 T세포를 '회춘'시켜 면역 기능을 증강했다는 연구결과가 나왔다. 게티이미지뱅크 제공

백신 등으로 활발히 연구되는 유전물질 메신저리보핵산(mRNA) 기반 치료제가 면역세포인 T세포의 '노화 시계'를 거꾸로 돌렸다. T세포가 젊어지면 면역 기능이 증강돼 노년층에서 백신과 일부 암 치료 효과를 높일 수 있다.

장 펑 미국 하워드휴스 의학연구소 연구원(미국 MIT 석좌교수) 연구팀은 mRNA 3종을 혼합한 치료제가 노화된 쥐의 면역 체계를 증강해 백신 접종이나 암 치료 효과를 늘릴 수 있다는 사실을 확인하고 연구결과를 17일(현지시간) '네이처'에 공개했다.

T세포는 체내 면역 반응을 조절하고 바이러스 등 항원에 감염된 세포를 사멸시킨다. 노화가 진행될수록 T세포 생성 능력이 줄고 기존 T세포의 기능도 저하된다.

T세포 노화는 노년층에서 백신이나 종양에 대한 면역 공격을 유도하는 암 치료 효능이 떨어지는 이유를 설명한다. T세포 기능 저하는 심혈관 질환 등 다양한 노화 질환, 만성 염증과도 상관관계가 있다.

과학자들은 T세포의 성숙을 담당하는 부분인 흉선에 주목한다. 노화로 흉선 기능이 저하하면 연쇄적으로 T세포 수와 기능이 저하돼 전반적으로 면역 기능이 약해진다는 설명이다. 흉선 노화를 막거나 역전시키려는 시도가 많이 이뤄졌지만 아직 뚜렷한 성과는 없다.

연구팀은 먼저 노화 흉선에서 어떤 '생체 신호'가 부족한지 파악했다. 단일 세포 분석을 통해 '노치(Notch)', 'LFT3 리간드', '인터루킨-7'이라는 3가지 신호 전달 단백질이 노화와 함께 약화한다는 사실이 확인됐다.

연구팀은 선별한 세 가지 신호 인자를 암호화하는 mRNA 분자를 각각 만들고 조합했다. mRNA 혼합물은 미세한 지질 방울로 싸여 쥐의 간세포로 투입됐다. 투입된 mRNA는 노화된 면역 체계에 부족한 단백질 3종을 일시적으로 생성했다. 간을 '임시 공장'처럼 활용한 것이 핵심이다.

실험 결과 노화 생쥐는 '젊은' T세포를 생성하면서 새로운 병원체를 더 효과적으로 방어할 수 있게 됐다. 다른 면역세포인 수지상세포와 B세포의 기능도 함께 개선됐다. 치료가 백신 반응 능력에 직접적으로 반영된 것이다.

동물 실험에서는 mRNA 치료 후 종양 면역 치료 효과가 높아졌다. 노령 쥐 모델에서 악성 종양인 흑색종을 억제하는 데도 처음으로 성공했다.

mRNA 치료 효과는 일시적이고 생성된 신호 단백질도 시간이 지나면 사라진다. 장기적인 부작용 위험을 줄일 수 있다는 설명이다. 자가면역 반응이나 간 독성 증상도 확인되지 않았다.

이번 연구는 흉선 노화로 인한 기능 저하를 직접 복구하는 대신 면역 체계에 필요한 신호를 다른 위치에서 대신 생성할 수 있다는 사실을 확인했다. 흉선 노화 외의 영역에서도 신호 단백질 생성해 면역 증강 효과를 볼 수도 있다는 뜻이다.

연구 제1저자인 미르코 프리드리히 연구원은 "면역체계는 늙지만 그 능력을 돌이킬 수 없을 정도는 아니다"라며 "누락된 신호를 다시 제공하면 능력을 재현할 수 있다"고 설명했다. 

<참고 자료>
- doi.org/10.1038/s41586-025-09873-4

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]