뇌 노화의 후성유전적 메커니즘과 역노화 전략 웹진 2025년 12월호 ◈본문 1950년대에 Peter Medawar와 George Williams는 노화의 진화적 기원을 설명하는 핵심 가설을 제시했다. Medawar는 나이가 든 뒤 해롭더라도, 초기 생존과 번식에 악영향을 주지 않는 유전자 변이는 자연선택에 의해 제거되지 못해 세대를 거치며 축적된다고 보았다. Williams는 적대적 다형질발현(antagonistic pleiotropy) 개념을 도입해 젊은 시기에 생존과 번식에 유리한 변이가 노년기에는 오히려 해로운 영향을 미칠 수 있다고 설명했다. 이러한 이론은 초기 생존과 적응을 극대화하도록 진화한 시스템이 생식 이후에는 생물학적 정보의 점진적 붕괴를 초래한다는 최신 노화 가설의 근간이 된다. 후성유전 정보 손실과 노화 세포는 다양한 정보를 코딩하며, 그중 유전 정보(genetic information)는 생명의 근본을 이루고, 후성유전 정보(epigenetic information)는 유전 정보의 발현을 조절해 세포의 기능과 정체성을 규정한다. 유전 정보는 생애 전반에 걸쳐 안정적으로 유지되지만, 후성유전 정보는 개체와 조직에 따라 뚜렷한 변화를 겪는다. 후성유전 정보는 DNA와 그 결합 단백질이 이루는 크로마틴(chromatin)의 구조적·화학적 변형을 포괄하는 개념으로, 노화가 진행되면서 크로마틴 구조가 흐트러지고 화학적 변형이 무질서해지면서 전사 조절이 붕괴된다. 이러한 후성유전 정보의 손실은 단순한 노화의 결과가 아니라 그 핵심 원인으로 간주된다. 그러나 돌연변이와 달리 후성유전 정보는 가역적이기 때문에, 이를 복원하는 것은 노화 역전의 유력한 전략으로 주목받고 있으며, 이는 후성유전 정보 손실이 제어 가능한 노화의 근본 원인임을 제안하는 노화 정보 이론(Information Theory of Aging)의 근거가 된다[1, 2]. 후성유전 정보 손실 유발 인자 후성유전 정보의 손실은 DNA 손상 복구나 만성 염증을 포함한 미세환경(niche) 변화 등 다양한 요인에 의해 유발된다. DNA 손상 복구는 유전체 안정성을 유지하는 데 필수적이지만, 반복적인 손상과 복구 과정은 후성유전 정보를 불안정하게 만든다. 특히 이중가닥 절단(double-strand break, DSB) 복구 과정에서는 크로마틴 구조 단백질과 히스톤 변형 효소가 유전체 내에서 재배치되어, 후성유전 정보의 전반적인 재구성이 일어난다. 젊은 개체에서 DSB를 유도하면, DNA는 돌연변이 없이 원상태로 수선되더라도 크로마틴에는 구조적·화학적 변화가 일어나며, 이는 인지 기능 저하와 뇌 염증 반응으로 이어져 후성유전 정보의 교란이 뇌 노화의 주요 원인 중 하나임을 보여준다[1]. 또한 뇌의 미세환경은 나이가 들면서 화학적·기계적 특성이 변해 후성유전적 노화를 가속화한다. 세포외기질의 경직과 염증성 신호의 증가는 신경줄기세포(neural stem cell)와 희소돌기아교 전구세포(oligodendrocyte progenitor cell)의 재생 능력을 저하한다[3, 4]. 특히 cGAS–STING 경로의 과활성은 크로마틴 재편과 만성 염증을 유발하며, DNA 손상 복구와 상호 강화되는 루프를 형성해 뇌의 후성유전적 노화 및 인지 기능 저하를 촉진한다[5]. ...................(계속) ☞ 자세한 내용은내용바로가기또는첨부파일을 이용하시기 바랍니다.