노쇠하며 심장 세포에
돌연변이 축적이 원인
한국 질병 사망 1위는 암이다. 하지만 세계적으로는 심혈관 질환이 압도적인 1위다.
심혈관 질환은 대략 심근경색, 협심증, 동맥경화, 고혈압, 부정맥, 선천성 심장병 등 6가지다.
과학자들은 심혈관 질환을 일종의 노화 질환으로 본다. 보통 혈압과 콜레스테롤 수치가 높으면 심혈관 질환 위험도 커지는 것으로 알고 있다. 하지만 이것만 갖고는 노화와 심혈관 질환의 연관성을 명확히 설명하기 어렵다.
나이가 들면 왜 심혈관 질환 위험이 커지는 걸까. 그 직접적 원인이 심장 근육 세포(cardiomyocyte)의 돌연변이 축적에 있다는 연구 결과가 나왔다.
이렇게 돌연변이가 늘어난 심근 세포는 손상된 DNA를 복구하는 능력도 상실하는 것으로 나타났다.
보스턴 아동병원 과학자들이 수행한 이 연구 결과는 11일 저널 ‘네이처 에이징’에 실렸다.
연구팀은 첨단 생물정보학 기술과 분석 기법을 동원해 56점의 심근 세포 샘플을 놓고 전체 염기서열 분석을 진행했다. 세포를 제공한 환자의 사망 시점 나이는 유아기부터 82세까지였다. 심근 세포를 채취한 기증자의 나이가 많을수록 DNA의 ‘단일 뉴클레오타이드 변이’(single-nucleotide variant)도 많이 발견됐다. 이런 돌연변이 패턴은 산화 손상으로 인한 변이가 다수일 때 나타나는 것이다.
연구진은 “쉬지 않고 뛰는 심장은 많은 에너지가 필요하다”라면서 “이때 부산물로 나오는 활성 산소의 수위가 너무 높으면 DNA를 손상할 수 있다”고 설명했다.
이렇게 생긴 돌연변이는 정상 세포가 손상된 DNA를 고칠 때 쓰는 복구 경로를 교란했다. 활성 산소의 DNA 손상이 도를 넘으면 이 메커니즘이 제대로 작동하지 않았다. 나이가 들면 세포의 DNA 복구 메커니즘도 고장 난다는 걸 시사한다. 연구진은 이번 연구가 치료제 개발에 도움이 될 것으로 기대했다.
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