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안녕하세요. 텔로머라제의 모든 것을 알려드리는 텔로머라제 홍보대사입니다.
텔로미어란?
염색체 끝 부분에 붙어있는 반복 염기서열로,
염색체의 손상을 막아주는 역할을 함
텔로머라제란?
텔로미어가 손상되면 복구, 생성해주는 효소
노화를 방지하는 효소
이번 포스트에서는 '텔로머라제(Telomerase)와 오메가7' 이 피부 미용에 좋다는 '네이처(Nature)' 논문이 있어 소개해드리겠습니다. 논문에서는 화상을 입은 상처부위가 오메가 7 치료 이후에 어떤 식으로 변하는지, 오메가 7 치료로 텔로머라제 활동이 증가하는지 여부를 확인했는데요.
신기하게도, 오메가 7 치료로 인해 텔로머라제 활동이 증가하는 것을 확인했고, 화상 부위 역시 빠르게 회복하는 것을 보았다고 합니다. 그러면 논문 이해에 앞서, 텔로머라제가 무엇이길래 피부 회복에 영향을 주는지부터 간단히 설명드리겠습니다.
● 텔로미어(Telomere)와 텔로머라제(Telomerase)
우리는 생명을 유지하기 위해 살면서 세포분열을 계속해서 진행합니다. 세포분열이 진행될 때마다 DNA(염색체)의 끝부분은 계속 짧아진다고 하는데요. 이 짧아지는 DNA 끝부분을 '텔로미어(Telomere)' 라고 합니다.
텔로미어는 non coding DNA로, 우리 몸의 유전정보를 담고 있지 않습니다. 이 때문에 텔로미어가 손상이 되어도, 유전 정보를 담고있는 DNA가 손상되는 것보다는 우리 몸에 큰 문제를 일으키지 않는 것이죠. 즉, 텔로미어는 유전정보가 담긴 염기서열 대신 손상되면서 염색체를 보호하는 역할을 하는 것 입니다.
하지만 계속된 세포분열로 텔로미어가 손상 될 수 있는 만큼 다 손상되고 나면, 세포분열이 더 이상 이루어지지 않게 됩니다. 세포의 노화가 시작되는 것이죠. 그래서 텔로미어 길이를 길게 유지하는 것이 우리 몸의 건강에 중요한 것 입니다. 이 텔로미어 길이가 짧아지지 않도록 유지시켜주는 효소가 우리 몸 속에 존재하는데요. 그것이 바로 '텔로머라제(Telomerase)'입니다.
텔로머라제(Telomerase)'는 텔로미어 길이를 유지시켜주는, 우리 몸 속에 있는 효소입니다. 하지만 대부분의 체세포에서는 발현이 되지 않고 줄기세포, 배아세포 등 에서만 발현한다고 하는데요. 그렇다면 텔로머라제는 어떤 기전으로 텔로미어 길이를 유지시켜 주는 것 일까요?
텔로머라제는 RNA와 catalytic subunit(쉽게 말하면 효소부위)로 이뤄져있습니다. 여기서 텔로머라제를 이루는 RNA를 TERC라고 하며, 효소부위를 TERT라고 하는데요. TERT는 Telomerase reverse transcriptase의 약자로, 텔로머라제 역전사효소를 뜻합니다.
텔로머라제 역전사효소의 기전에 대해 이전에 자세히 다룬 포스트가 있으니, 맨 밑에 링크 달아두겠습니다. 여기서는 간단하게만 설명드리겠습니다.
텔로머라제는 텔로미어 염기 서열과 상보결합을 갖는 RNA template를 가지고 있어텔로미어의 길이를 길게 해줍니다. 여기서 염기상보결합이란, A(Adenine)는 T(Thymine)과 결합하고, G(Guanine)는 C(Cytosine)와 결합하는 것을 말합니다.(A-T, G-C 결합)
만일 텔로머라제 효소의 활성화정도가 높으면 텔로미어의 길이는 거의 짧아지지 않고, 활성화정도가 낮으면 텔로미어의 손상이 보호되지 않아 텔로미어의 길이가 빠르게 짧아집니다. 즉, 노화가 빠르게 진행됩니다. 그래서 텔로머라제 효소의 활성화 정도는 우리 생명건강에 매우 중요하다고 할 수 있습니다.
여기까지 이해하셨으면 논문에서 설명하는 '텔로머라제와 오메가 7' 이 어떻게 피부 회복을 빠르게 해주는지 이해하는데 어려움이 없을 것 같은데요. 이제부터 본 내용을 설명드리겠습니다.
● 현재 화상 환자와 치료제 현황
현재 미국에서는 매년 화상으로 인해 치료가 필요한 사람이 486,000명이라고 합니다. 이로 인한 의료 비용이 일 평균 $8179 라고 하는데요. 비용때문에 치료를 망설이다가 늦어지면 더 큰 문제로 번질 수 있고, 화상 부위로의 이식 가능한 피부가 제한적이어서 화상 치료는 아직까지도 해결되지 않았다고 합니다.
이 때문에 현재 많은 치료법이 개발되고 있습니다. 섬유아세포 성장 인자 배양, 인공 진피 형판술, 배양 상피 동종이식술 등이 그 예입니다. 하지만 이들은 가격이 매우 비싸고, 세포를 배양하는데 걸리는 시간이 오래 걸려 아직 상용화되지 않았다고 합니다.
이 때문에 많은 연구들에서는 천연 재료들에서 치료제를 찾고 있다고 하는데요. 마늘이나 알로에 베라, 병풀 등을 화상부위에 바르면 효과가 있다는 연구 자료들도 있다고 합니다. 이제부터 설명드릴 논문에서는 갈매나무(Buckthorn)에서 추출한 오메가 7으로 실험을 진행했습니다.
● 텔로머라제와 오메가 7 의 화상 부위 치료 효과 연구
앞에서 언급드린 것처럼, 이 논문에서는 갈매나무에서 추출한 오메가 7으로 연구를 진행했습니다. 연구 내용은 크게 3 가지로, 다음과 같습니다.
1. 체 외 실험(in-vitro) -> 오메가 7을 넣었을 때와 넣지 않았을 때의 각질형성세포(keratinocyte) 증식 속도 차이 확인 실험
2. 체 내 실험(in-vivo) -> 화상을 입은 쥐에서 오메가 7이 상처 회복을 얼마나 빠르게 해주는지 확인 실험
3. 오메가 7이 텔로머라제 활동을 높이는지 여부 확인 실험
● 1. 체 외 실험(In-vitro), 각질형성세포 이용
각질형성세포의 증식속도는 군집 개수(colony counting)로 파악했다고 합니다. 위 사진에서 볼 수있는 것처럼, 오메가-7 모델에서의 군집 개수(화살표 개수)가 control 모델 보다 훨씬 많은 것을 볼 수 있습니다.
또한 오른쪽 그래프에서 보면 72시간, 96시간 뒤 모두에서 오메가-7 모델의 군집 개수가 훨씬 더 많은 것을 알 수 있습니다.
위 사진을 보시면 오메가-7 모델에서 상처 봉합 역시 control 보다 더 잘되는 것을 보실 수 있습니다.
즉, 체 외 실험에서는 오메가-7이 각질형성세포의 증식(proliferation)과 상처 봉합(wound closure)을 촉진 시켰다는 결론을 낼 수 있습니다.
● 2. 체 내 실험(In-vivo), 화상 입은 쥐 모델
우선 용어부터 설명드리겠습니다. 위 표의 grafted site라는 것은, 화상을 입은 부위를 의미합니다. 화상을 심하게 입으면 다른 피부에서 이식을 해 오는데, 이식을 하는 피부를 donor site, 이식을 받는 피부를 grafted site라고 하는 것 입니다. 이식을 하는 피부(donor site)에서 역시 피부를 떼는 것이기 때문에 피부에 손상이 있는데, 그 부위의 혈류(blood flow)를 확인했다고 합니다.
위 표를 보시면 아시겠지만, grafted site에서는 수술 7일, 14일 뒤 모두에서 오메가-7 모델의 혈류가 control보다 훨씬 더 높은 것을 확인할 수 있습니다. donor site에서 역시 수술 7일 뒤의 오메가-7모델 혈류가 control보다 훨씬 더 높은 것을 볼 수 있습니다. 하지만 14일 뒤에는 거의 비슷한 결과를 보이네요.
위 그래프는 앞의 표 내용을 시각적으로 잘 볼 수 있게 나타낸 것입니다. grafted site에서 오메가-7모델의 혈류가 control보다 훨씬 더 높다는 것을 알 수 있습니다. donor site에서 역시 오메가-7 모델의 혈류가 control보다 더 높다는 것을 알 수 있는데요. 물론 14일 뒤에는 거의 비슷해지는 것 역시 볼 수 있습니다.
오메가-7 모델의 혈관 개수 역시 control 보다 훨씬 더 많은 것을 알 수 있습니다. 앞에서 확인한 혈류(blood flow)와 혈관 개수는 피부가 잘 회복되었는지를 보여주는 지표인데요. 오메가-7 모델에서 두 개 모두 월등히 높은 것으로 보아, 오메가-7이 피부 회복을 잘 시켜준다는 것을 알 수 있습니다.
● 3. 오메가 7 -> KGF↑, Nitrotyrosine↓, 텔로머라제 활동↑
위 그래프를 이해하기 위해 용어 설명부터 드리겠습니다.
KGF : 새로운 혈관 형성(neovascularization)을 하는데 매우 중요한 역할을 수행합니다. 또한, 각질형성세포의 증식을 촉진하는 역할을 해서 상처를 아물게 하는데도 역할을 합니다.
Nitrotyrosine : 세포 손상(cell damage)이나 염증 반응(inflammation)이 일어났는지 알려주는 지표 역할을 수행합니다.
우선 A 그래프를 보시면, 오메가-7 모델에서의 KGF양이 control보다 더 높은 것을 보실 수 있습니다. 이는 오메가-7 모델에서 신 혈관 형성과 각질형성세포 증식이 더 잘 일어난 다는 것으로 이해할 수 있습니다.
B 그래프에서는 오메가-7 모델에서의 Nitrotyrosine의 양이 control보다 더 낮은 것을 볼 수 있습니다. 이는 오메가-7 모델에서 세포 손상이나 염증반응이 control보다 일어나지 않았다고 이해할 수 있습니다.
C, D 그래프에서는 오메가-7 모델에서의 텔로머라제 활동이 Control보다 더 왕성함을 알 수 있습니다. 이는 오메가-7이 텔로머라제 활동을 촉진시켰다고 이해할 수 있습니다.
● 마무리
이번 논문에서는 천연 갈매나무(Natural buckthorn)에서 추출한 오메가 7과 텔로머라제의 피부 미용 개선 효과에 대해 설명드렸습니다. 그 효과에 대해 간단히 리뷰하자면, (1) 오메가 7이 혈류와 혈관 개수를 늘려 상처 치료를 빠르게 해준다 (2) 오메가 7이 화상부위에서의 텔로머라제 활동을 높여준다 (3) 오메가 7이 각질형성세포의 증식을 촉진한다 입니다.
여기서 각질형성세포 증식에는 텔로머라제가 관여한다고 알려져 있는데요. 즉, 오메가 7이 직접적으로 각질형성세포 증식에 관여한 것 보다는, 오메가 7이 텔로머라제 활동을 높여주고, 이로 인해 각질형성세포 증식이 일어났다고 이해하는 것이 더 정확하다고 할 수 있습니다.
서론에 언급드렸듯이 화상으로 인한 피부 미용 치료는 아직도 완전히 해결되지 않았습니다. 텔로머라제를 활용한 치료제가 나와 피부로 인해 고생하는 사람들에게 해결책이 되길 바랍니다.
최근 텔로머라제의 기능들에 대해 새로운 사실들이 밝혀지고 있는데요. 텔로머라제가 관여하는 다양한 기능들과 질병들에 대한 논문들을 블로그에 꾸준히 포스팅 할 것이니 자주 들려 새로운 내용들을 많이 알아가셨으면 좋겠습니다.
글 마지막 부분에 관련 논문 보실 수 있게 링크 걸어두었으니 더 관심있으시면 한번 보시는 것을 추천드립니다.
※논문 출처
논문 제목 : Niimi, Y., Pérez-Bello, D., Ihara, K., Fukuda, S., Jacob, S., Andersen, C. R., Baljinnyam, T., Kim, J., Alharbi, S., Prough, D. S., & Enkhbaatar, P. (2021). Omega-7 oil increases telomerase activity and accelerates healing of grafted burn and donor site wounds. Scientific Reports, 11(1). https://doi.org/10.1038/s41598-020-79597-0
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