온라인 차병원보는 세계적으로 권위 있는 SCI(Science Citation Index)급 학술지에 게재된 우수 논문 중 연구실적과 논문 인용 지수, 연구 기여도 등을 폭넓게 고려해 엄선한 논문을 매달 한 건씩 소개합니다. 이달에 소개할 논문은 2025년 07월 국제 학술지 에 실린 차 의과학대학교 임채민 교수팀의 리뷰 논문 ‘항노화 치료제로서의 세포외소포: 작용 기전과 미래 가능성(Extracellular vesicle as therapeutic agents in anti-aging: Mechanistic insights and future potential)’입니다.
노화의 주요 기전과 타겟 전달체로서 세포외소포의 가능성
노화는 염증 증가(inflammaging), 줄기세포 기능 저하, 산화 스트레스, 세포 노화(senescence) 등 다양한 생물학적 경로를 통해 발생한다. 이러한 경로들은 조직 항상성 저하 및 노화 관련 질병의 유발과 직결된다.
세포외소포(Extracellular vesicle 이하 EV)는 이러한 노화 관련 경로에 작용 가능한 다양한 RNA, 단백질, 지질 등을 포함하고 있어, 노화 타겟팅 전달체로 활용될 수 있다. 특히 EV는 면역 조절, 항산화 효과, 손상된 조직의 재생 유도 등 다양한 기전을 통해 노화 관련 조직을 복원하고 회복을 촉진 할 수 있다.
유래 세포의 종류에 따라 달라지는 항노화 효과 및 효능 가능성
차 의과학대학교 약학대학 임채민 교수 연구팀은 이번 리뷰 논문을 통해 EVs의 세포 기원과 항노화 관련 인자들 간의 연관성을 다룬 선행 연구들을 폭넓게 분석 및 정리하였다. 연구팀은 특히 EV의 유래 세포 종류에 따라 내부에 포함된 생리활성 물질의 조성과 항노화 효능이 달라진다는 점에 주목했다.
그래서 기존 문헌들을 기반으로 중간엽 줄기세포(Mesenchymal Stem Cells), 배아줄기세포(Embryonic Stem Cells), 혈소판(Platelets), 진피섬유아세포(Dermal Fibroblasts), 초유(Colostrum)에서 유래한 EV의 특성과 효과를 비교해 고찰하였다.
선행 연구 결과에 따르면, 이들 다양한 세포 유래 EV는 노화와 관련된 여러 조직과 장기에서 유의한 효과를 나타내는 것으로 보고되었다. 피부, 뇌, 심혈관계, 눈, 호흡기계, 췌장, 신장, 내분비계, 근골격계, 간, 소화기계 등 다양한 조직에서 EV가 조직 기능 저하를 회복하거나 노화 지표를 완화하는 데 기여할 수 있음이 여러 실험을 통해 제시되었다.
이러한 효과는 EV가 포함하고 있는 다양한 생리활성 인자들과 밀접한 관련이 있는 것으로 해석된다. 성장인자(growth factors), 항염증 마이크로RNA(anti-inflammatory miRNAs), 콜라겐 합성 촉진 물질(collagen synthesis promoters), 면역조절 단백질(immunomodulatory proteins) 등 복합적인 적재물(cargo)들이 EV 내에 존재하며, 이러한 인자들이 노화 기전에 다각도로 작용하는 것으로 다양한 문헌에서 보고되고 있다. 대표적으로 TGF-β, FGF, IGF-1, TIMP-2, IL-10, VEGF, BDNF, GDNF, BMP-2, miR-146a, miR-21 등은 항노화와 관련된 주요한 생체분자로 반복적으로 언급된다.
세포외소포의 치료 효능 극대화하려면?
약물 탑재 전략과 항노화 후보 물질 고찰
EV의 항노화 효능을 더욱 향상시키기 위한 전략으로, 최근에는 EV에 외부 약물이나 생리활성 물질을 추가로 탑재하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 약물 탑재 방식은 크게 두 가지로 구분되며, 하나는 세포에 약물을 처리하여 EV 내에 자연스럽게 포획되도록 유도하는 수동적 로딩 방식, 다른 하나는 전기천공(electroporation), 초음파(sonication), 동결융해(freeze-thaw), 멤브레인 퓨전 (Hybrid EV) 등의 방법을 이용한 능동적 로딩 방식이다.
이러한 로딩 기술을 통해 JPH203, Curcumin, miR-146a, miR-21, IL-10 등 다양한 항염증제, 항산화제, 대사 조절 인자들이 EV에 탑재되었으며, 기존 EV의 생리활성 기능과 결합되어 시너지 효과를 유도할 수 있는 가능성이 제시되고 있다.
한편, 미국 국립노화연구소(NIA)는 ‘Interventions Testing Program(ITP)’ 등을 통해 항노화 효과가 기대되는 물질들을 제안하고 있으며, 대표적으로 Rapamycin, 17-α-Estradiol, Acarbose, NDGA, Metformin 등이 포함된다. 이러한 화합물은 EV와의 병용 또는 탑재를 통해 전달 효율 향상 및 치료 효능 극대화가 가능할 것으로 기대되며, EV 기반 맞춤형 항노화 치료제 개발에 있어 중요한 기반이 될 수 있다.
결과적으로 약물 로딩 전략은 EV 기반 항노화 플랫폼 고도화를 위한 핵심 기술 중 하나로 부상하고 있으며, 향후에는 후보 물질 선정, 로딩 효율 향상, 표적화 정밀도 증대 등을 위한 후속 연구가 병행되어야 할 것으로 보인다. 본 리뷰에서는 이러한 기술적 배경과 적용 가능성, 그리고 유망한 물질 후보군들을 중심으로 최근의 연구 동향을 고찰하였다.