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분자 생물학 연구 및 빅 데이터 기반 수학적 모델 사용

"인공 피부를 통한 검증 된 역 에이징 기술"

국내 연구팀이 아모레 퍼시픽과 공동 연구를 통해 노화 된 세포를 젊은 세포로 되 돌리는 원천 기술을 개발했다.

KAIST 바이오 및 뇌 공학과 조광현 교수 연구팀은 시스템 생물학 연구를 통해 노화 된 인간 피부 섬유 아세포를 정상 젊은 세포로 되 돌리는 데 성공했다고 26 일 밝혔다. 콜라겐 합성을 증가시키고 노화 된 피부 조직의 재생 능력을 회복시켜 젊은 피부를 되살리는 신개발 역 에이징 기술.

현재 널리 연구되고있는 '회춘'기술은 일본 교토 대학의 야마나카 신야 교수가 처음 개발 한 유도 만능 줄기 세포 (iPS cell)입니다. 이미 분화 된 세포를 탈분화시키는 4 가지 인자 (Oct4, Sox2, Klf4, C-Myc)를 일시적으로 표현하는 기술입니다. 그러나 이러한 줄기 세포는 언제든지 악성 종양으로 전환 될 수 있으므로이를 제어하는 ​​것은 여전히 ​​큰 과제입니다.

연구팀은 기존 분자 생물학 실험에서 광범위한 데이터를 수집하고 직접 실험을 통해 생성 된 단백질 인산화 데이터를 사용하여 인간 진피 섬유 아세포의 노화 신호 네트워크 모델을 수학적으로 수립했습니다.

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연구팀은 인간 진피 섬유 아세포의 노화 네트워크 모델 (A, B, C) 분석을 통해 PDK1 단백질 발현이 차단되었을 때 mTOR와 NF-kB 신호가 동시에 억제되는 것을 보여 주었다. KAIST 제공

연구팀은 나중에 4 년 이상 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이러한 세포를 어린 세포로 되 돌리는 핵심 요인을 연구했습니다. 그 결과 단백질 표적 'PDK1 (3-phosphoinositide dependent protein kinase 1)'을 찾는 데 성공했다. 단백질 합성과 세포 성장을 조절하는 mTOR와 면역 물질 인 사이토 카인 생성에 관여하는 NF-kB를 동시에 조절하는 조절제입니다.

연구팀은 PDK1이 mTOR와 NF-kB를 활성화시켜 노화 관련 '분비 표현형'을 유도하고 노화 특성을 유지한다는 사실을 발견했습니다. 즉, 반대로 PDK1을 억제함으로써 오래된 세포를 젊은 세포로 되돌릴 수 있습니다. 이것은 인공 피부 모델을 통해 입증되었습니다.

이번 연구 결과를 바탕으로 아모레 퍼시픽은 동백 추출물에서 PDK1 억제 성분을 추출하여 노화 피부의 주름을 개선하는 화장품을 개발하고 있습니다.

연구팀 관계자는 "돌이킬 수없는 생명 현상으로 인식 된 노화를 되돌릴 수있는 것으로 나타났다"고 설명했다. 연구팀은 지난 1 월 동일한 기술을 적용하여 대장 암 세포를 정상 세포로 성공적으로 복원했습니다.

이번 연구에는 KAIST 바이오 및 뇌 공학과 안수균, 강준수, 이수범, 아모레 퍼시픽 기술 연구소가 참여해 그 결과가 국립 과학원 (PNAS)에 게재됐다.​