우리의 간은 평생 세 살 이상 늙지 않는다.
- 건강의학 / 문광주 기자 / 2022-06-09 15:53:29
3'30" 읽기
- 간은 놀라울 정도로 빠르게 재생되고 수명이 다할 때까지 젊음을 유지
- 20세-84세 사망한 33명의 간에서 세포 샘플 채취해 세포핵에서 DNA 분리
- "평균적으로 간은 20세이든 84세이든 상관없이 3세 미만으로 유지된다"
- 젊은 사람들의 간세포는 연간 19%의 비율, 노인의 경우 여전히 약 17%로 분열
- 나이는 간세포 재생에 거의 영향을 미치지 않는다.
간은 중요한 기관이다. 음식에서 지방을 분해하고 미네랄을 저장하며 소화에 중요한 담즙을 생성한다. 또한 간은 우리의 혈액이 지속적으로 해독되도록 한다. 신진대사에 매우 중요하고 독소와 자주 접촉하기 때문에 간 조직은 특히 잘 재생될 수 있다. 부상이나 조직 손상이 있는 경우 새로운 간세포가 재생된다. 이는 오래전부터 알려져 왔다. 정상적인 상황에서 간세포가 얼마나 오래 생존하는지, 나이가 들수록 재생 능력이 얼마나 감소하는지는 불분명했다.
단일 세포의 방사성 탄소 연대 측정
최근 우리의 간이 평생 동안 놀라울 정도로 젊다는 것이 밝혀졌다. 이것은 드레스덴 공과 대학의 Paula Heinke와 그녀의 동료들이 새로운 방법으로 인간 간 조직의 나이를 측정할 때 발견했다. 이를 위해 20세에서 84세 사이에 사망한 33명의 간에서 세포 샘플을 채취해 세포핵에서 DNA를 분리했다. 그런 다음 그들은 유전 물질 분자를 방사성 탄소 연대 측정에 적용했다.
고고학에서 주로 사용되는 이 연대 측정은 불안정한 탄소 동위 원소 C14의 비율이 샘플에 얼마나 높은지를 결정한다. 하인케의 동료 올라프 베르그만(Olaf Bergmann)은 "양이 적더라도 조직 샘플에서 이를 감지하고 측정할 수 있다"고 설명했다. "이 값을 대기 중 방사성 탄소와 비교해 세포의 나이를 추적해 결정할 수 있다.“
놀라울 정도 젊은 장기
놀라운 결과:
간세포는 빠른 속도로 스스로를 재생하고 일생 동안 지속적으로 교체된다. Bergmann은 "평균적으로 간은 20세이든 84세이든 상관없이 3세 미만으로 유지된다"라고 말했다. 젊은 사람들의 간세포는 연간 19%의 비율로 분열하지만, 노인의 경우 여전히 약 17%이다. 따라서 나이는 간세포 재생에 거의 영향을 미치지 않는다.
"이것은 우리의 간이 인간의 삶의 과정에서 대부분의 세포가 지속적으로 재생되는 고도로 재생되는 기관임을 시사한다"라고 연구자들은 말했다. "간은 평생 동안 젊은 기관으로 남아 있다.”
나이가 들어감에 따라 더 많은 DNA가 풍부한 간세포
나이가 들면 간에는 또 다른 변화가 있다. 그것은 정상보다 더 많은 유전 물질을 운반하는 간 세포의 하위 집합에 영향을 미친다. “우리 세포의 대부분은 두 세트의 염색체를 가지고 있지만 일부 세포는 나이가 들어감에 따라 더 많은 DNA를 축적한다. 결국, 그러한 세포는 4개, 8개 또는 그 이상의 염색체 세트를 가질 수 있다”라고 Bergmann은 설명했다. 연구팀은 이러한 배수체* 간세포의 비율이 나이가 들면서 증가하는 반면, 정상 이배체 세포의 비율은 감소한다는 것을 발견했다. 노년기에는 DNA가 풍부한 간세포가 최대 40%를 차지할 수 있다.
(배수체: 유전체(genome) 수준에서 일어나는 염색체 이상(chromosome aberration)의 하나로, 세포나 생물체가 두 벌 이상의 염색체 세트를 가지는 것)
흥미로운 점은 "일반적인 간세포를 DNA가 풍부한 세포와 비교했을 때 재생에서 근본적인 차이를 발견했다"라고 Bergmann은 말했다. "일반적인 세포는 약 1년에 한 번 재생되지만 DNA가 풍부한 세포는 최대 10년 동안 간에 남아 있을 수 있다." 이것은 일생 동안 간세포의 연령 분포를 변화시킨다: 25세 사람의 경우 간세포의 84%가 2년 미만의 간세포이며, 75세의 경우 이러한 젊은 세포의 비율이 67%로 떨어진다.
노년기에 간이 더 자주 아픈 이유는 무엇일까?
노인의 경우에도 간은 대부분 젊고 재생이 가능하다. "다배체 간세포가 이배체 간세포보다 훨씬 더 오래 살지만 모든 간세포의 대부분은 젊다. 연령에 관계없이 우리 간세포의 절반 이상은 6개월 이내 출생자"라고 연구진은 전했다. 그러나 이것은 왜 간경변이나 간암과 같은 간질환이 여전히 발생하는지, 왜 노인들에게 더 흔한지에 대한 의문을 제기한다.
아직까지는 이것이 불분명하다.
그러나 Heinke와 그녀의 동료들은 이것이 DNA가 풍부한 세포와 관련이 있을 수 있다고 생각한다. "다배체 세포는 종종 염색체 오류 및 게놈 불안정성과 관련이 있다"라고 팀이 설명했다. 이 세포가 나이가 들면서 증가함에 따라 간의 질병 감수성이 증가할 수 있다. 반면에, 배수체 간세포는 덜 자주 분열하기 때문에 복제 오류와 유해한 돌연변이의 위험이 줄어든다. 따라서 연령 관련 간 질환의 이면에는 더 많은 연구가 필요하다.
다른 기관에서도 나이 결정
동시에 연구자들은 이미 연대 측정 방법을 사용하여 심장의 세포 나이를 결정하고 있다. 무엇보다도 그들은 만성 심장 질환이 있는 사람들에게서 새로운 심장 근육 세포가 여전히 형성될 수 있는지 알아내려고 한다. 그들은 이전에 우리의 성인 뇌에서 새로운 뉴런이 여전히 형성되고 있다는 것을 발견했다.
Bergmann은 "우리 연구에 따르면 인간의 세포 재생을 직접 연구하는 것은 기술적으로 매우 어렵지만 인간 장기 재생의 기본 세포 및 분자 메커니즘에 대한 비할 데 없는 통찰력을 제공할 수 있다"라고 말했다.
(Cell Systems, 2022, doi: 10.1016/j.cels.2022.05.001)
출처: Technische Universität Dresden / 드레스덴 공과 대학
- 간은 놀라울 정도로 빠르게 재생되고 수명이 다할 때까지 젊음을 유지
- 20세-84세 사망한 33명의 간에서 세포 샘플 채취해 세포핵에서 DNA 분리
- "평균적으로 간은 20세이든 84세이든 상관없이 3세 미만으로 유지된다"
- 젊은 사람들의 간세포는 연간 19%의 비율, 노인의 경우 여전히 약 17%로 분열
- 나이는 간세포 재생에 거의 영향을 미치지 않는다.
우리의 간은 평생 세 살 이상 늙지 않는다.
장기는 놀라울 정도로 빠르게 재생되고 수명이 다할 때까지 젊음을 유지한다.
놀라운 재생:
우리의 간은 놀랍도록 빠르게 스스로를 재생한다. 연구에 따르면 우리의 나이에 관계없이 간 세포는 평균적으로 3년이 넘지 않는다. 연구원들은 개별 세포에 이르기까지 조직의 나이를 나타내는 특별한 방사성 탄소 연대 측정을 사용해 이것을 발견했다. 그들은 또한 비정상적인 양의 DNA를 가진 간에서 특별한 세포를 발견했다. 그들은 4개, 8개 또는 그 이상의 염색체 세트를 가지고 있다.
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| ▲ 인간의 간(녹색으로 표시된 반쪽 사이의 경계) https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Human_Hepar.jpg |
간은 중요한 기관이다. 음식에서 지방을 분해하고 미네랄을 저장하며 소화에 중요한 담즙을 생성한다. 또한 간은 우리의 혈액이 지속적으로 해독되도록 한다. 신진대사에 매우 중요하고 독소와 자주 접촉하기 때문에 간 조직은 특히 잘 재생될 수 있다. 부상이나 조직 손상이 있는 경우 새로운 간세포가 재생된다. 이는 오래전부터 알려져 왔다. 정상적인 상황에서 간세포가 얼마나 오래 생존하는지, 나이가 들수록 재생 능력이 얼마나 감소하는지는 불분명했다.
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▲ 연구 개요도(출처: Diploid hepatocytes drive physiological liver renewal in adult humans / Cell Systems) |
단일 세포의 방사성 탄소 연대 측정
최근 우리의 간이 평생 동안 놀라울 정도로 젊다는 것이 밝혀졌다. 이것은 드레스덴 공과 대학의 Paula Heinke와 그녀의 동료들이 새로운 방법으로 인간 간 조직의 나이를 측정할 때 발견했다. 이를 위해 20세에서 84세 사이에 사망한 33명의 간에서 세포 샘플을 채취해 세포핵에서 DNA를 분리했다. 그런 다음 그들은 유전 물질 분자를 방사성 탄소 연대 측정에 적용했다.
고고학에서 주로 사용되는 이 연대 측정은 불안정한 탄소 동위 원소 C14의 비율이 샘플에 얼마나 높은지를 결정한다. 하인케의 동료 올라프 베르그만(Olaf Bergmann)은 "양이 적더라도 조직 샘플에서 이를 감지하고 측정할 수 있다"고 설명했다. "이 값을 대기 중 방사성 탄소와 비교해 세포의 나이를 추적해 결정할 수 있다.“
놀라울 정도 젊은 장기
놀라운 결과:
간세포는 빠른 속도로 스스로를 재생하고 일생 동안 지속적으로 교체된다. Bergmann은 "평균적으로 간은 20세이든 84세이든 상관없이 3세 미만으로 유지된다"라고 말했다. 젊은 사람들의 간세포는 연간 19%의 비율로 분열하지만, 노인의 경우 여전히 약 17%이다. 따라서 나이는 간세포 재생에 거의 영향을 미치지 않는다.
"이것은 우리의 간이 인간의 삶의 과정에서 대부분의 세포가 지속적으로 재생되는 고도로 재생되는 기관임을 시사한다"라고 연구자들은 말했다. "간은 평생 동안 젊은 기관으로 남아 있다.”
나이가 들어감에 따라 더 많은 DNA가 풍부한 간세포
나이가 들면 간에는 또 다른 변화가 있다. 그것은 정상보다 더 많은 유전 물질을 운반하는 간 세포의 하위 집합에 영향을 미친다. “우리 세포의 대부분은 두 세트의 염색체를 가지고 있지만 일부 세포는 나이가 들어감에 따라 더 많은 DNA를 축적한다. 결국, 그러한 세포는 4개, 8개 또는 그 이상의 염색체 세트를 가질 수 있다”라고 Bergmann은 설명했다. 연구팀은 이러한 배수체* 간세포의 비율이 나이가 들면서 증가하는 반면, 정상 이배체 세포의 비율은 감소한다는 것을 발견했다. 노년기에는 DNA가 풍부한 간세포가 최대 40%를 차지할 수 있다.
(배수체: 유전체(genome) 수준에서 일어나는 염색체 이상(chromosome aberration)의 하나로, 세포나 생물체가 두 벌 이상의 염색체 세트를 가지는 것)
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| ▲ 대부분의 간 세포에는 정상적인 이중 염색체 세트(흰색 화살표)가 있다. 그러나 간세포의 일부는 배수체(노란색)다. © 드레스덴 공과 대학 |
흥미로운 점은 "일반적인 간세포를 DNA가 풍부한 세포와 비교했을 때 재생에서 근본적인 차이를 발견했다"라고 Bergmann은 말했다. "일반적인 세포는 약 1년에 한 번 재생되지만 DNA가 풍부한 세포는 최대 10년 동안 간에 남아 있을 수 있다." 이것은 일생 동안 간세포의 연령 분포를 변화시킨다: 25세 사람의 경우 간세포의 84%가 2년 미만의 간세포이며, 75세의 경우 이러한 젊은 세포의 비율이 67%로 떨어진다.
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| ▲ 그림 4. 배수체는 인간 간세포의 재생 역학 및 연령 분포와 관련이 있다. (A) 측정된 게놈 14C 수준에 가장 적합한 수학적 시나리오 POP3p는 단핵 이배체(2n), 이핵 이배체(2x2n) 및 단핵 사배체(4n)의 세포 출생(원형 화살표) 및 사망률(아래쪽 화살표)을 설명한다. 간세포 및 배수성 클래스 간의 교환(가로 화살표). (B) 2n, 2x2n 및 4n 간세포의 추정 연간 출생률은 성인기 동안 거의 일정하게 유지된다(POP3p). (C) 배수체 간세포의 평균 세포 연령은 이배체 간세포보다 6배 이상 높다. 나이가 들수록 배수체화가 진행되기 때문에 전체 간세포 나이가 증가한다(POP3p). (D) 인간 간세포의 연령 분포는 사람의 주어진 연령(POP3p)에 대해 설명된다. 세포가 태어난 10년은 다양한 회색 음영으로 표시된다. 배수체 간세포는 이배체 간세포보다 훨씬 더 오랫동안 간에 남아 있다. (E) 25, 50 및 75세(POP3p)에서 이배체 및 배수체(2x2n + 4n) 간세포의 연령 분포. 평균 세포 연령과 배수체 세포의 비율은 평생 동안 증가한다. (F) 25세와 75세의 모든 간세포의 비교 연령 분포는 일생 동안 오래된 세포의 축적을 보여준다(POP3p). (G) 배수체 세포 풀(POP2p)에 대한 이배체 간세포의 평생 기여가 있다. 배수체 간세포의 대부분은 세포 분열에 의해 동일한 배수체 클래스의 세포에서 발생한다. (H) 대부분의 이배체 간세포는 이배체 간세포 풀에서 유래하며, 소수의 일부만이 배수체 역전(POP2p)에 의해 다배체 간세포 풀에서 파생된다. (출처: Diploid hepatocytes drive physiological liver renewal in adult humans) |
노년기에 간이 더 자주 아픈 이유는 무엇일까?
노인의 경우에도 간은 대부분 젊고 재생이 가능하다. "다배체 간세포가 이배체 간세포보다 훨씬 더 오래 살지만 모든 간세포의 대부분은 젊다. 연령에 관계없이 우리 간세포의 절반 이상은 6개월 이내 출생자"라고 연구진은 전했다. 그러나 이것은 왜 간경변이나 간암과 같은 간질환이 여전히 발생하는지, 왜 노인들에게 더 흔한지에 대한 의문을 제기한다.
아직까지는 이것이 불분명하다.
그러나 Heinke와 그녀의 동료들은 이것이 DNA가 풍부한 세포와 관련이 있을 수 있다고 생각한다. "다배체 세포는 종종 염색체 오류 및 게놈 불안정성과 관련이 있다"라고 팀이 설명했다. 이 세포가 나이가 들면서 증가함에 따라 간의 질병 감수성이 증가할 수 있다. 반면에, 배수체 간세포는 덜 자주 분열하기 때문에 복제 오류와 유해한 돌연변이의 위험이 줄어든다. 따라서 연령 관련 간 질환의 이면에는 더 많은 연구가 필요하다.
다른 기관에서도 나이 결정
동시에 연구자들은 이미 연대 측정 방법을 사용하여 심장의 세포 나이를 결정하고 있다. 무엇보다도 그들은 만성 심장 질환이 있는 사람들에게서 새로운 심장 근육 세포가 여전히 형성될 수 있는지 알아내려고 한다. 그들은 이전에 우리의 성인 뇌에서 새로운 뉴런이 여전히 형성되고 있다는 것을 발견했다.
Bergmann은 "우리 연구에 따르면 인간의 세포 재생을 직접 연구하는 것은 기술적으로 매우 어렵지만 인간 장기 재생의 기본 세포 및 분자 메커니즘에 대한 비할 데 없는 통찰력을 제공할 수 있다"라고 말했다.
(Cell Systems, 2022, doi: 10.1016/j.cels.2022.05.001)
출처: Technische Universität Dresden / 드레스덴 공과 대학
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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