노화 영향 미치는 텔로미어, 음식과 운동 스트레스 조절하면 길어진다
염색체의 끝 부분에는 염색체를 보호하는 텔로미어라는 단백질 복합체가 있다. 텔로미어는 나이가 먹을수록 그 길이가 짧아지고 그로인해 염색체를 보호하는 능력도 약화된다. 그런데 소규모 예비연구에서 처음으로 먹는 음식을 바꾸고 운동을 하고 스트레스를 조절하고 서로 격려를 하면 노화에 영향을 미치는 염색체의 일부인 텔로미어가 더 길어질 가능성이 있는 것을 밝혔다. 이 연구는 어떤 개입을 하면 장기적으로 텔로미어의 길이를 늘일 수 있는지를 알아보려는 최초의 임상시험이었다.

이 연구는 샌프란시스코의 캘리포니아대학과 캘리포니아 주 소살리토에 있는 비영리 연구소인 예방의학연구소의 과학자들이 먹는 음식과 생활양식이 건강과 질병에 미치는 영향을 조사해보기 위해 실시했다. 논문의 제1저자로 샌프란시스코의 캘리포니아대학 의학교수이며 예방의학연구소의 설립자인 딘 오니쉬 박사는 우리의 유전자와 텔로미어는 반드시 우리의 운명은 아니라고 말했다.

사람들은 흔히 내가 나쁜 유전자를 가지고 있지만 내가 할 수 있는 것은 아무것도 없다고 생각하지만 이번 연구결과는 사람들이 생활양식을 바꾸는 정도에 따라 텔로미어가 길어질 가능성이 있는 것을 나타내고 있다고 그는 설명했다.

연구에 의하면 텔로미어가 길면 질병이 적고 더 오래 사는 것과 관련이 있는 것으로 드러났다. 텔로미어는 세포가 얼마나 빨리 노화하는지에 영향을 미치는 염색체의 끝부분을 보호하는 뚜껑이다. DNA와 단백질을 결합한 것으로 염색체의 끝부분을 보호해서 염색체가 안정된 상태로 있도록 도와준다. 이런 텔로미어의 길이가 짧아지고 또 그 구조가 약해지면 세포들이 노화되어 더 빨리 사멸한다. 근년에는 길이가 짧은 텔로미어가 노화와 관련 있는 많은 질병과 연관되고 있다. 많은 유형의 암, 뇌졸중, 혈관성 치매, 심혈관 질환, 비만, 골다공증, 당뇨병 같은 것이 그런 질병에 포함된다.

전립선암 환자 생활양식 바꾸자 텔로미어 길이 늘어나
연구진은 5년 동안 전립선암 초기인 환자 35명을 추적하면서 생활양식의 포괄적인 변화와 텔로미어의 길이와 텔로메라제의 활동 간에 상관관계가 있는지를 연구해보았다. 이들 35명의 남성 환자들은 모두 다 검진과 조직검사를 통해 상태를 면밀하게 점검하는 적극적 경과 관찰을 받고 있었다.

이들 환자들 중 10명이 생활양식을 바꾸어보았다. 과일과 야채와 가공하지 않은 곡식을 많이 먹고 지방질과 정제된 탄수화물을 적게 먹는 식물 위주의 식이요법을 실시하고 일주일에 6일은 매일 30분씩 걷는 적당한 운동을 하고, 요가에서 사용하는 가벼운 스트레칭과 호흡과 명상으로 스트레스를 줄였다. 그들은 또 매주 한번 서로 격려를 하는 모임에 참여했다.

이들 10명과 생활양식을 크게 바꾸지 않은 나머지 25명을 비교해보았다. 생활양식을 바꾼 집단은 텔로미어 길이가 상당히 늘어났다. 게다가 생활습관을 바꾸는 프로그램을 고수해서 생활양식을 더 많이 바꾼 사람들은 텔로미어의 길이가 훨씬 더 길어진 것을 연구진이 발견했다고 한다. 그 반면에 생활양식을 바꾸지 않은 대조군에 속하는 환자들은 5년에 걸친 연구가 끝났을 때에 텔로미어의 길이가 거의 3% 더 짧아졌다.

연구진은 이런 연구결과가 전립선암 환자들에게만 적용되는 것은 아닐 것이고 모든 사람들에게 타당할 것으로 생각하고 있다. 오니쉬는 연구진이 환자들의 전립선 조직이 아니라 핏속에 있는 텔로미어를 살펴보았다고 밝혔다.

2008년에 이번 연구와 유사한 3개월에 걸친 예비연구를 실시했고 이번 연구는 후속적인 연구이다. 2008년의 연구에서는 이번 연구에 참여한 환자와 동일한 환자들이 참여했고 그들은 이번 연구에서 사용한 것과 동일한 생활양식 프로그램을 실시하도록 권유받았다. 당시에 3개월 후에 생활양식 프로그램을 실시한 환자들은 텔로메라제 활동이 상당히 증가하는 것으로 나타났다. 텔로메라제는 텔로미어를 수리하고 그 길이를 늘이는 효소이다.

전립선암 예후 텔로미어 길이 얼마나 짧은지가 결정적 요인
이번 연구는 이들 환자들에게 있어서 생활양식 변화가 보다 더 장기간에 걸쳐서 텔로미어 길이와 텔로메라제 활동에 영향을 미치는지 여부를 알아보기 위해 실시되었다. 샌프란시스코의 캘리포니아대학 비뇨기학과 과장으로 이번 연구에 참여한 피터 캐롤은 이번 연구가 획기적인 것으로 더 규모가 큰 연구를 통해 그 연구결과를 확인할 필요가 있다고 밝혔다. 그는 텔로미어가 짧아지면 많은 만성질환에 걸릴 위험성이 증가하며, 연구진은 텔로미어의 길이를 늘이는 것이 그런 질병을 예방하고 어쩌면 수명도 연장하는 데 도움이 될 가능성이 있는 것으로 믿고 있다고 부언했다.

최근의 또 다른 연구에 의하면 텔로미어의 길이가 전립선암 예후에 결정적인 영향을 하는 둣한 것으로 드러났다고 한다.

텔로미어는 구두끈의 끝을 감은 쇠처럼 세포의 지시사항을 간수하고 있는 염색체의 부위를 보호한다. 암세포는 텔로미어의 길이가 짧은 것으로 알려져 있지만 존스 홉킨스대학 과학자들의 연구에 의하면 암세포에 따라 텔로미어의 길이가 얼마나 짧은지가 전립선암 환자의 예후에 결정적인 요인이 되는 듯하다고 한다.

존스 홉킨스대학 의대와 킴멜 암센터의 병리학 조교수인 앨런 미커 박사는 병기를 사용하는 현재의 방법인 글리슨 점수와 전립선 특이 항원(PSA)은 완벽하지 않기 때문에 의사들이 환자의 예후를 정확하게 예측하는 새로운 방법을 찾고 있다고 말했다. 암인 경우 텔로미어의 길이가 짧아지는 것이 일반적이지만 길이가 짧아지는 정도는 개별적인 환자의 암세포에 따라 차이가 나고 그런 차이를 보고 전립선암이 어떻게 행동하는지를 우리가 더 잘 알아낼 가능성이 있다고 그는 부언했다.

암과 간질세포 내의 텔로미어길이의 다양성, 전립선암 예후의 표지자 시사
이번 연구는 남성 건강에 관한 장기적인 추적 연구에 참여한 사람들을 대상으로 이루어졌다. 과학자들은 암이 전립선에만 국한된 것으로 생각되는 전립선암을 수술로 치료한 596명의 남성들의 조직표본을 연구해보았다. 그런 후 그들은 전립선암 세포와 그 주변의 간질세포라 불리는 세포의 영상을 이용했다. 이들 세포에는 개별적인 환자의 수술 조직 표본에서 추출한 평활근 세포와 섬유아세포가 포함되었다.

미커 박사의 연구진은 그들이 개발한 TELI-FIS)라 불리는 기술을 이용해서 암과 간질세포 내의 텔로미어의 길이를 측정했다. 이 기술은 DNA의 특정한 위치에 독특한 형광물질 탐침을 사용해서 유전자나 염색체 이상을 찾아내거나 확인하는데 흔히 사용된다. 이번 연구에서는 텔로미어 부위에 특이한 형광물질 탐침을 세포에 부착해서 과학자들이 현미경으로 이 특정한 염색체의 위치를 식별해서 텔로미어의 길이에 상응하는 형광물질의 수치를 측정할 수 있도록 했다. 존스 홉킨스대학의 질병 유형 전문가들은 표본 중에서 4만 개가 넘는 세포의 텔로미어의 길이를 측정한 후 암과 간질세포 내의 텔로미어 길이 측정치와 개별적인 환자들의 생존기간이 연관성이 있는지를 살펴보았다.

존스 홉킨스대학교 블룸버그 공중보건대학의 역학교수인 엘리자베스 플라츠는 암세포에 텔로미어의 길이가 보다 다양하고 동시에 간질세포에 텔로미어의 길이가 짧은 경우에 전이가 일어나고 전립선암으로 더 빨리 사망할 가능성이 더 큰 것으로 드러났다고 밝혔다.

암세포 내의 텔로미어의 길이가 보다 더 다양하고 동시에 간질세포 내의 텔로미어의 길이가 짧은 98명의 남성 집단은 전립선암 진단을 받은 후 평균 8.4년 뒤에 20명이 전립선암으로 사망했다. 표준적 예후 요인을 고려하면 이들 남성들은 암세포 내에 텔로미어의 길이가 덜 다양하면서 동시에 간질세포 내의 텔로미어의 길이는 긴 또 다른 98명의 남성 집단에 비해 전립선암으로 사망할 가능성이 14배나 더 높은 것이 된다. 후자의 경우 전립선암 진단은 받은 후 16.5년 뒤에 단 한명만 사망했기 때문이다.

플라츠 교수는 이번 연구가 간질세포 내의 텔로미어 길이와 전립선암 세포 내의 텔로미어 길이의 다양성이 전립선암 예후의 표지자가 될 수 있는 것을 시사하고 있다고 설명했다. 미커 교수와 플라츠 교수는 계속해서 또 다른 집단의 환자들을 연구하고 있고 이제는 자동화된 형광물질 현미경과 컴퓨터 소프트웨어를 사용해서 신속하게 조직 영상을 수집하고 텔로미어 자료를 추출해내고 있다.

출처:
(1) D. Ornish et al. "Effect of comprehensive lifestyle changes on telomerase activity and telomere length in men with biopsy-proven low-risk prostate cancer: 5-year follow-up of a descriptive pilot study" Lancet Oncol. 2013 Oct;14(11):1112-1120.
(2) C. M. Heaphy et al., "Prostate Cancer Cell Telomere Length Variability and Stromal Cell Telomere Length as Prognostic Markers for Metastasis and Death" Cancer Discov. 2013; DOI: 10.1158/2159-8290.CD-13-0135