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세포가 보내는 에이징 시그널

2020.05.15





 
노화를 극복할 비밀 세포 간 대화 그리고 시그널에 있다?!






노화는 누구에게나 피할 수 없는 자연스러운 현상이지만, 이를 극복하고 삶의 질을 극대화하기 위한 연구들은 언제나 연장선 상에 놓여 있다. 그 중에서도 피부를 비롯하여 모든 생물학적 노화의 예방과 개선을 위해 각 분야의 전문가들이 가장 주목하고 있는 것.

바로 세포의 탄생부터 죽음에 이르는 세포 노화(Cell Aging)의 모든 과정에 관여하는 ‘세포 간 소통(Cellular Communication)’. 세포의 모든 활동에서 발견되는 세포 간 커뮤니케이션, 그리고 그들 간의 신호가 생물체가 생명을 유지하는 데 필요한 다양한 에너지 반응과 물질 대사를 발생시키는 핵심 기전이기 때문.

노화를 가리켜, 생물학적 기능의 점진적인 손실, 그리고 세포 간 커뮤니케이션 시스템의 열화 과정이라 정의하는 것도 이와 연관이 있다. 이에 세포 활동을 추적하고 암호화된 시그널과 커뮤니케이션들을 분석함으로써, 앞으로 발생할 수 있는 노화의 징후들을 앞서 예측하고 이를 조절하고 예방하는 것이, 노화를 극복할 성공적인 열쇠로 가늠되고 있는 것.









피부의 사소한 문제적 반응부터 심각한 질환까지, 이 모두를 해결할 솔루션들의 핵심 Key로 세포 간 신호와 소통에 이목이 집중되고 있는 현 시점. 세포 간 시그널 그리고 그들의 커뮤니케이션에 도대체 어떤 비밀이 담겨 있는 걸까?





세포 간 커뮤니케이션 시 일반적으로 그들 사이의 화학적 신호가 매개체가 되며, 세포와 세포 사이의 전달과 세포 내 전달 방식으로 분류된다.

송신 세포에 의해 생성된 단백질 또는 다른 분자들로 구성된 화학적 신호가 분비되어, 세포 외 공간으로 방출됨으로써 주변 조직의 타깃 세포로 전달되는 것. 이때 수신 세포로부터 발송된 신호가 타깃 세포에 자연적으로 전달되는 것은 아니다.

세포의 신호를 전달하는 분자가 타깃 세포의 수용체에 결합되어야 세포 내부의 화학적 신호 체인을 통해 소통이 이루어지기 때문. 여기서 세포 간 특정 메시지를 전달하고, 특정 세포 수용체에 결합하는 신호 분자를 가르켜 ‘리간드(Ligand)’라 부르며, 사이토카인, 성장인자, 펩타이드 등의 단백질 분자 형태가 대표적.

표적 수용체와 리간드의 결합은 형태와 활성을 변화시켜 신호를 전달하거나, 세포 내부에서 직접적인 변화를 일으킨다.





세포 간 커뮤니케이션을 위해 암호화된 신호는 다양한 형태의 화학적 유기체를 통해 이동하여 목표하는 표적 세포에 도달하게 되며, 세포 간 거리에 따라 그 형태를 달리한다.

예를 들어, 가장 근거리에 있는 세포는 간극 결합(세포막)을 통해 세포에서 세포로 직접 전달하는 자가 분비 신호(Autocrine signaling), 리간드를 방출하여 통신하는 파라크린(Paracrine) 신호의 형태가 대표적인데 신경전달물질을 화학적 메신저로 하는 시냅스 신호도 이에 해당된다.

반면 원거리의 경우, 특정 내분비계에서 분비되는 다양한 유형의 호르몬을 화학적 메신저로 활용하여 순환계를 따라 신호를 전달하는 내분비 신호 등이 대표적이라 알려져 있다.





궁극적으로 신호를 받은 세포에서는 수용, 전환, 반응의 단계를 거쳐 세포막을 통과하여 수용체를 활성화시킴으로써 세포 활성 변화 및 분열 등의 연쇄 반응을 일으킨다.

예를 들어 세포질이나 핵 내에서 신호를 증폭하여 특정한 유전자의 발현을 유도하거나, 단백질 합성을 조절, 세포의 단백질을 활성화하는 등 신체 내 모든 세포의 생물학적 활동을 조절하고 억제함으로써, 세포의 행동과 특성에 변화를 일으켜 신체 대사를 효과적으로 조절한다.

신체의 생명 활동의 연장과 더불어 피부를 건강하게 유지하는 데 중요한 역할을 하는 것. 이때, 세포의 종류에 따라 표적이 되는 단백질의 양과 종류가 다르며, 어떤 단백질을 조합하여 발현시키느냐에 따라 발생하는 문제적 양상도, 치유 및 방어적 효과도 달라질 수 있다.

이는 곧 세포 간의 신호 전달 경로와, 성장 인자 등의 경로 체계를 예측하고 핵심 매개 물질을 컨트롤하게 되면, 궁극적으로 노화 개선의 목적에 따른 새로운 솔루션 개발의 가능성을 의미하기도 한다.













세포 간 소통에 장애가 발생하게 되면, 노화를 동반하는 염증 반응이 활성화되어, 면역 시스템의 기능 저하를 비롯 세포가 염증성 사이토카인을 분비하게 된다.

더불어 각 조직과 기관의 노화한 세포가, 이웃한 세포에 활성산소 매개 신호를 전달하여 일종의 전염성 노화를 발현시켜 멀리 떨어진 조직에서도 세포가 변형하고 노화되며 기능이 무너져 문제적 양상과 노화를 일으킬 악순환의 연쇄적 반응을 초래하는 것.

더불어 내분비, 신경 세포의 신호 장애를 유발하고, 통증을 유발하는 수용체를 활성화시키며, 세포 내 DNA에 영향을 주어 해당 부위의 피부 세포의 변형과 더불어 복구 시스템의 손상을 야기해 재생 과정을 방해할 수 있다.





장기적이고 높은 수준의 자외선 노출, 환경 오염, 생물학적 리듬의 변화를 일으키는 스트레스 또는 블루라이트 등 세포핵 내 DNA의 복구 기전을 넘어선 자극원들은 세포를 구성하는 단백질의 생화학적 과정에 악영향을 미칠 수 있다.

이는 곧 세포 내 산소 반응성(ROS) 및 질소 반응성(RNS)를 유발하여 활성 산소를 생성함으로써 유기체의 외부 자극 또는 내부 불균형을 야기하고, 세포가 항상성을 유지하는 메커니즘을 무너트리는 것.

DNA는 각 세포 개체의 유전 정보를 보존하는데, DNA 손상이 발생하게 되면 해당 유전 정보가 변화하고, 생화학적 활동에 관여하는 주요 단백질의 생산과 기능에 문제를 유발하기 때문.





DNA 복구 시스템의 손상은 세포의 정상적인 증식, 성장 및 분화를 방해함으로써 세포 시스템을 열화시키고 지질 과산화 및 세포 노화, 퇴행을 유발한다.

DNA 복구 단백질(PARP)과, 세포 내 DNA 손상으로부터 신체를 보호하는 세포 내 코엔자임 NAD + 효소를 고갈시키는 신호를 보내는 것은 물론, 돌연변이를 일으킬 병리학적 신호 물질을 방출, 내분비 시스템과 신경계의 균형을 깨트리고 세포의 정상적인 기능을 파괴하는 것.

또한 세포핵 외 별도 유전 정보를 저장하고 세포 호흡, 세포 내 에너지를 필요로 하는 모든 과정에 ATP를 생성하는 유일한 기관인 미토콘드리아의 기능 장애를 일으킬 수 있다.

새로운 세포의 생성을 영구적으로 멈추는 일련의 노화 과정에서 p14ARF 혹은 INK4a 등의 노화 인자가 발현되고, 세포 분열을 유도하는 단백질인 p16과 p53이 과발현되어 세포 노화가 가속화될 수 있는데, 이는 곧 해당 세포를 비롯 주변 세포의 세포 사멸(아포토시스; Apoptosis)을 유발하여 보다 광범위한 문제적 양상을 초래한다는 연구 결과도 발표된 바 있다.













성장 인자와 사이토카인(인터루킨-4)을 활용하는 것이 건강한 세포의 생성과 증식, 분화와 치유를 위한 재생 과정에 효과적인 도움을 줄 수 있다. 나이가 들수록 감소되는 세포 간 소통 저하와, 반감되는 치유 속도를 활성화하는 과정에서 필수적인 성분인 것.

면역 시스템 내 면역 세포들의 소통을 활성화하여 염증 반응이 유발되는 것을 예방하고 최소화하기 위한 컨트롤을 비롯, 더 많은 단백질을 생산하고 필요한 특정 생물학적 반응을 조정하기 위한 세포 간 소통에 있어 훌륭한 수용체의 역할을 하기 때문. 이는 곧 피부를 비롯한 신체의 모든 기관의 재생이 원활히 이루어지게 하는 핵심적인 생물학적 반응을 유도하는 것을 의미한다.

대표적인 세포 재생 성장인자로 EGF(Epidermal Growth Factor)가 잘 알려져 있으며, 베타글루칸(Beta-Glucan), 이소플라본 중 제니스테인(Genistein)은 사이토카인의 생성을 돕는 것으로 밝혀졌다.

더불어 산화 반응으로 인한 손상과 활성 산소 생성을 예방 및 감소시키고, 세포 노화를 지연시키는 항산화 작용 및 신호 전달 경로를 조절하는 진세노사이드, 사포닌, 레티놀, 레틴 알데하이드, 레시틴, 레스베라트롤, 커큐민, 플라보노이드 등이 대표적.




1 더마리젠 더말 리제너레이션 레틴알데하이드 성분을 포스파티딜콜린과 R-리포산으로 리포좀화하여 피부 컨디션 개선에 도움을 주는 필 솔루션. 0.8ml*6ea 전문가용
2 마르지아클리닉 수블림 비타민 ACE 리포좀에 의해 캡슐화된 비타민 A, C, E 성분으로 구성된 항산화 콘센트레이트가 산화 스트레스로부터 세포를 보호, 피부 노화 과정과 활성산소를 감소시키는 스킨 리뉴얼 효과. 15ml 전문가용
3 셀뮬러 링클리어 EGF 앰플 Rh-EGF 성분이 함유되어 손상된 피부의 활성화를 돕는 주름개선기능성 고농축 EGF 앰플. 30ml 7만 9천원











1 제네틱 셀스라이프 팔미토일 올리고 펩타이드, 필수 아미노산, 수용성 콜라겐, 식물성 단백질 등이 함유된 활력 세럼. 15ml 전문가용
2 레비덤 뉴로 센스티브 디 스트레스 크림 팔미토일 트라이 펩타이드-8가 피부 자극으로 인한 신경전달 물질의 방출과 생성 억제, 염증 징후를 예방 및 진정 케어.  50ml 14만원
3 마리꼬 리스토라티브 컨센트레이트 뉴 유스 팔미토일트리 펩타이드, 헥사 펩타이드, 알라리아 에스큘란타 펩타이드, 가수분해 콜라겐 함유로 피부를 활성화, 강화하는 세럼. 100ml 16만원

 






 References
1. biology.clc.uc.edu/courses/bio104/mitosis.htm 2. Julie Cavallasca : Aging 101: Biological causes of aging 10 January 2017 3. www.genengnews.com/news/mitochondria-trigger-cell-aging-response 4. www.cellsignal.com/contents/_/cellular-senescence 5. www.ibric.org/myboard/read.php?Board=report&id=3252 (Jun 13, 2019) 6. www.nia.nih.gov/sites/default/files/biology_of_aging.pdf 7. www.longlonglife.org/en/transhumanism-longevity/aging/biological-causes-aging/ 8. www.frontiersin.org/articles/10.3389/fendo.2018.00790/full 9. neurosciencenews.com/cell-aging-14574/









 

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