출처 : SONOW
클로토 단백질의 혁신적 발견과 의학적 가능성
클로토(Klotho) 단백질이 차세대 안티에이징 치료제로 급부상하고 있다. 1997년 쿠로오 마코토 도쿄 국립신경과학연구소 병리학자에 의해 처음 발견된 이 단백질은 '장수 단백질'로 불리며, 최근 원숭이를 대상으로 한 실험에서 단일 투여만으로도 인지기능이 2주간 개선되는 놀라운 효과를 보였다.
클로토는 인간의 KL 유전자에 의해 생성되는 효소로, β-글루코시다제와 연관된 I형 막단백질이다. 항염증‧항산화‧대사조절‧신경세포보호기능 등 다면발현 능력을 가진 노화 억제 단백질로, 신장에서 주로 생성되어 혈액을 순환하며 건강과 수명에 영향을 끼친다. 나이가 들면서 자연적으로 감소하는 특성을 보이며, 이러한 감소가 다양한 노화 관련 질환의 원인으로 지목되고 있다.
미국 샌프란시스코 캘리포니아대학 데나 듀발 교수팀과 예일대 스테이시 카스트너 교수의 공동연구팀이 수행한 최신 연구에서 평균연령 22세(사람 나이로 약 80세)의 늙은 레서스원숭이 18마리에게 저용량 클로토(체중 1㎏당 10㎍)를 1회 투여한 결과, 작업기억력과 공간기억력이 모두 유의미하게 향상됐으며, 기억력 개선효과는 최소 2주 동안 지속되는 것으로 나타났다.
클로토 단백질의 다양한 치료 영역과 임상적 의의
클로토 단백질의 치료 효과는 인지기능 개선에만 국한되지 않는다. 터프츠대학 의료센터 연구팀이 '미신장학회저널'에 발표한 연구에 따르면, 평균 연령 75세의 2496명을 대상으로 10년에 걸쳐 연구한 결과, 용해성 클로토 단백질이 2배 더 높을 시 추적기간 중 신장기능 저하 위험이 20% 낮은 것으로 나타났다.
만성신부전 환자의 경우 클로토 단백질이 충분히 생성되지 못하는 것으로 밝혀졌으며, 이는 동맥경화증, 골다공증, 피부 위축 등 퇴행성 질환의 한 원인으로 지목받고 있다. 또한 클로토 단백질에서 발생한 돌연변이는 노화나 골다공증과도 직접적인 연관성을 보인다.
특히 주목할 점은 클로토의 용량 효과다. 원숭이 실험에서는 저용량(체중 1㎏당 10㎍) 투여 시에만 인지기능 개선 효과가 나타났고, 투여용량을 20㎍과 30㎍으로 늘린 경우는 효과가 나타나지 않았다. 이는 생쥐 실험과 상반된 결과로, 원숭이의 뇌가 쥐에 비해 구조 및 네트워크 복잡성이 증가했기 때문으로 분석된다.
2018년 미국 예일대학교 연구진은 클로토 단백질이 체내 각종 호르몬을 활성화하고 인슐린 민감성을 높여 당뇨병, 비만, 암 등 질환에 걸릴 위험을 줄여준다는 연구 결과를 발표하기도 했다. 이러한 광범위한 효과는 클로토가 단순한 장수 단백질을 넘어 종합적인 건강 개선 솔루션으로서의 가능성을 시사한다.
상업화 전망과 시장 파급효과
클로토 단백질의 상업화 가능성이 구체화되고 있다. 만약 클로토 단백질이 상용화된다면 알약이 아닌 피부에 직접 투여하는 제2형 당뇨병 약물 오젬픽과 유사한 주사 형식으로 출시될 예정이다. 이는 환자의 편의성과 약물의 생체이용률을 모두 고려한 접근법으로 평가된다.
글로벌 단백질 치료제 시장의 성장세도 클로토 단백질의 상업적 가능성을 뒷받침한다. 단백질 원료 분야의 글로벌 시장이 2022년 584억 9000만 달러 규모에 도달했으며, 연평균 6.0%의 성장세를 지속하고 있다. 특히 아시아‧태평양 시장이 가장 빠른 성장세를 보이고 있어, 클로토 단백질의 시장 진입 시점에서 유리한 환경이 조성될 것으로 전망된다.
현재 연구진들은 클로토가 뇌에 어떻게 주입되고 어떤 역할을 하는지에 대한 추가 실험을 진행 중이다. 듀발 교수는 클로토의 인지 효과가 체내에서 오래 지속된다는 점을 감안할 때, 클로토가 뇌의 뉴런 사이 연결에 영향을 미치고 잠재적으로 기억을 유지하기 위해 시냅스를 재설계할 수 있다고 추측한다.
향후 전망과 임상 적용 가능성
클로토 단백질 연구는 현재 전임상 단계에서 임상시험 진입을 앞두고 있다. 연구진은 "클로토 단백질 투여가 원숭이 뇌 건강에 좋은 영향을 미친다는 것은 매우 긍정적이며, 추가적인 연구를 통해 클로토 단백질로 인간의 인지능력 저하에 대응할 수 있는 방법을 찾을 계획"이라고 밝혔다.
특히 고령화 사회가 가속화되고 있는 현 시점에서 클로토 단백질의 의학적 가치는 더욱 부각되고 있다. 알츠하이머병과 파킨슨병 같은 퇴행성 질환이 인지기능 손실을 가속화하는 상황에서, 클로토는 예방과 치료 두 측면에서 혁신적인 솔루션을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
무엇보다 클로토 단백질 연구의 가장 큰 의의는 '건강한 노화(Healthy Aging)'라는 새로운 패러다임을 제시한다는 점이다. 단순히 수명을 연장하는 것을 넘어 인지기능과 신체기능을 유지하면서 질 높은 노년을 보낼 수 있는 길을 열어주고 있는 것이다. 앞으로 클로토 단백질이 인간의 노화 과정을 어떻게 변화시킬지 그 결과가 주목된다.