[태그:] 생물학적 나이

심장 이식을 받는 사람은 심장을 준 사람보다 대체로 스무 살가량 나이가 많다. 보스턴 브리검 여성병원의 제시 포가닉(Jesse Poganik)이 병원 기록을 살펴보다 확인한 경향이다.

상식대로라면 젊은 심장은 새 몸에서도 젊게 뛰어야 한다. 노화 시계로 재 보니 결과는 딴판이었다. 옮겨 심은 심장은 얼마 지나지 않아 받는 사람 몸의 생물학적 나이에 맞춰졌다. 젊은 심장이 늙은 몸을 끌어올린 게 아니라, 늙은 몸이 젊은 심장을 끌어내린 셈. 거꾸로 젊은 몸에 들어간 늙은 심장은 젊어졌다.

이 결과가 흔드는 건 두 가지다. 하나는 ‘젊은 장기로 바꾸면 젊어진다’는 기대. 다른 하나는 검진표나 앱에서 흔히 보는 ‘생체 나이’라는 숫자다. 생각보다 훨씬 까다로운 값이다.

달력 나이와 생물학적 나이는 다른 숫자다

보통 나이라고 하면 태어난 날부터 센 햇수, 곧 달력 나이(연대기적 나이)를 말한다. 생물학적 나이는 몸이나 특정 조직이 실제로 얼마나 닳았는지를 추정한 값이다. 같은 쉰 살이어도 어떤 사람의 혈관은 마흔 살 수준이고, 또 다른 사람의 간은 예순 살 수준이라고 말하는 식이다.

구분	달력 나이	생물학적 나이
기준	태어난 날부터 센 햇수	몸·조직이 실제로 닳은 정도
구하는 방법	날짜만 알면 계산됨	여러 분자 지표를 조합해 추정
한 사람 안에서	하나로 고정	장기·조직마다 제각각
지표를 바꾸면	그대로	같은 사람도 다른 숫자가 나옴

헷갈리기 쉬운 지점이 여기다. 생물학적 나이는 체중처럼 저울에 올리면 바로 찍히는 값이 아니다. 여러 분자 지표를 조합해 ‘이 조직은 몇 살쯤으로 보인다’고 내린 추정이다. 어떤 지표를 쓰는지, 어느 조직을 재는지에 따라 같은 사람에게서도 숫자가 달라진다.

한 사람 안에서도 장기마다 나이가 제각각이라는 전제. 포가닉 연구팀은 여기서 한 걸음 더 나갔다. 그 장기 하나를 다른 몸으로 옮기면 나이가 어떻게 되는지를 물은 것이다.

노화 시계, 나이를 맞히도록 만든 추정 모델

노화 시계(aging clock)는 조직이나 개체 전체의 생물학적 나이를 추정하는 분자 도구다. 개발자 눈에는 회귀 모델과 꽤 닮아 보인다. 만드는 과정은 대략 이렇다.

• 나이가 제각각인 여러 샘플에서 분자 데이터를 모은다. 널리 알려진 입력값은 나이가 들며 바뀌는 DNA 메틸화 패턴이다.
• 그 데이터로 실제 나이를 최대한 잘 맞히도록 모델을 만든다.
• 완성된 모델에 새 샘플을 넣고, 나온 예측값을 생물학적 나이로 읽는다.
• 예측값이 달력 나이보다 높으면 그 조직은 또래보다 노화가 빠르다고, 낮으면 느리다고 해석한다.

포가닉 연구팀은 이런 시계 세 가지를 함께 썼다. 새 심장을 받지 않은 쥐에서는 이 시계들이 실제 나이를 잘 맞혔다. 도구가 제대로 작동하는지부터 확인하고 본 실험에 들어간 것. 이식 결과가 예상을 벗어났는데도 ‘측정 오류’로 쉽게 넘기기 어려운 이유가 여기 있다.

한계도 뚜렷하다. 노화 시계는 학습에 쓴 지표가 담는 범위까지만 본다. 벤치마크 하나가 잘 나왔다고 시스템 전체 성능이 보장되지 않듯, 시계 하나의 숫자가 그 장기의 노화 상태 전부를 대표하지는 못한다. 이 한계는 뒤에서 한 번 더 문제가 된다.

젊은 피 실험에서 푸틴의 ‘장기 교체’ 발언까지

노화 연구에서 자주 인용되는 실험이 있다. 젊은 쥐와 늙은 쥐의 몸을 수술로 이어 붙여 피를 나눠 쓰게 하면 늙은 쥐에게 회춘 효과가 나타난다는 결과다. 비슷한 결과가 여러 실험에서 나왔다.

여기서 ‘젊은 몸의 무언가가 늙은 몸을 되살린다’는 교체 가설이 힘을 얻었다. 그 무언가를 젊은 피에서 찾으려는 연구도 줄줄이 이어졌다.

이 발상이 대중에게 널리 알려진 장면도 있다. 블라디미르 푸틴 러시아 대통령이 시진핑 중국 국가주석에게 “생명공학이 발전하면 장기를 계속 바꿔 가며 점점 더 젊게 살고, 불멸까지 가능해진다”는 취지로 말한 것이 켜진 마이크에 잡혔다고 전해진 일이다. 이번엔 혈액이 아니라 장기 자체가 교체 대상이다. 젊은 장기를 넣으면 몸이 젊어진다는 생각이 그대로 깔려 있다.

포가닉의 질문도 같은 자리에서 출발한다. 회춘의 열쇠가 젊은 피가 아니라 젊은 장기에 있다면, 젊은 심장을 받은 늙은 몸에서 뭔가 달라져야 맞다.

쥐 목에 단 두 번째 심장, 4~6개월 뒤 나이가 바뀌었다

연구팀은 쥐의 원래 심장을 그대로 둔 채 목 부위에 두 번째 심장을 이식했다. 사람 심장 이식처럼 기존 심장을 떼어 내는 방식보다 수술이 조금 단순하다. 새 심장과 원래 심장을 한 몸 안에서 나란히 비교하기도 좋다. 실험군은 둘로 나뉘었다.

• 한 그룹: 젊은 성체 쥐에게 중년 쥐의 심장을 추가 이식
• 다른 그룹: 중년 쥐에게 젊은 쥐의 심장을 추가 이식

포가닉이 처음 예상한 건 양방향 효과였다고 한다. 젊은 심장은 늙은 쥐를 돕고, 늙은 심장은 젊은 쥐를 늙게 만드는 그림이다. 근거도 있었다. 같은 연구팀의 앞선 작업에서 늙은 심장을 받은 젊은 쥐의 다른 장기에 노화세포가 쌓이는 현상이 관찰됐다. 노화세포는 노화 과정에 관여한다고 여겨지는 세포라, 늙은 장기를 받으면 몸이 일찍 늙을 가능성을 시사하는 결과였다.

수술 후 4~6개월 시점에 이식 심장을 분석하자 예상은 빗나갔다. 젊은 심장은 늙었고, 늙은 심장은 젊어졌다. 두 경우 모두 이식 심장의 생물학적 나이가 수혜 쥐의 나이 쪽으로 옮겨 갔다. 포가닉의 설명은 이렇다. “이식된 장기가 놓인 환경이 그 장기가 생물학적으로 어떻게 행동할지를 좌우한다.”

반대 방향의 영향은 보이지 않았다. 수혜 쥐의 혈액과 원래 심장, 다른 장기 어디에서도 새 심장의 나이에 따른 뚜렷한 변화가 없었다.

앞선 노화세포 결과와 나란히 놓으면 묘한 대목이다. 노화세포로 봤을 때는 늙은 심장이 젊은 쥐의 다른 장기에 흔적을 남겼는데, 노화 시계로는 흔적이 잡히지 않았다. 어느 한쪽이 틀렸다기보다 잣대가 다르면 답도 달라진다고 읽는 편이 자연스럽다. 앞에서 말한 노화 시계의 한계가 정확히 이 지점이다.

사람 데이터도 같은 방향을 가리켰다. 다만 쥐처럼 새로 설계한 실험은 아니다. 심장 이식 환자는 수술 뒤 여러 차례 심장 조직 생검을 받는데, 브리검 여성병원에는 이 조직이 수십 년 치 보관돼 있다. 이 샘플을 노화 시계로 재 보니 공여자 나이와 상관없이 새 심장은 빠르게 수혜자의 생물학적 나이에 맞춰졌다.

사람에서 확인된 건 ‘이식 심장이 수혜자를 따라간다’는 부분까지다. 쥐 실험처럼 수혜자의 혈액이나 다른 장기까지 비교한 결과는 소개된 내용에 나오지 않는다.

분석 대상	조건	노화 시계로 본 결과
중년 쥐 + 젊은 심장	중년 쥐 목에 젊은 쥐의 심장을 추가 이식	이식 심장이 늙은 쪽으로 이동
젊은 성체 쥐 + 중년 심장	젊은 쥐 목에 중년 쥐의 심장을 추가 이식	이식 심장이 젊은 쪽으로 이동
수혜 쥐의 원래 심장·혈액·다른 장기	새 심장의 나이와 무관하게 비교	뚜렷한 변화 없음
사람 이식 심장 생검 조직	수십 년간 보관된 이식 후 생검 샘플	공여자 나이와 관계없이 수혜자 나이에 빠르게 맞춰짐

원문은 생명과학 분야 프리프린트 서버인 bioRxiv에 공개된 논문이고, MIT 테크놀로지 리뷰가 바이오테크 뉴스레터에서 다루면서 알려졌다. 쥐 실험 결과는 전부 수술 후 4~6개월 시점 기준이다. 그보다 긴 기간에 무슨 일이 이어지는지는 이 데이터로는 알 수 없다.

검진표 ‘생체 나이’와 회춘 광고, 다시 따져 볼 근거

국내 병원의 이식 절차나 검사 서비스가 이 연구로 당장 바뀌지는 않는다. 그래도 한국 사용자가 일상에서 마주치는 몇몇 장면에서 판단 기준을 고쳐 잡을 근거는 된다. 아래 내용은 연구 결과를 바탕으로 한 해석이고, 국내 제도가 달라졌다는 뜻은 아니다.

• ‘생체 나이’ 점수: 건강검진 결과지나 일부 검사 서비스, 운동 앱에서 ‘생체 나이’, ‘건강 나이’ 같은 이름으로 숫자를 보여 주는 경우가 있다. 특정 지표 몇 개로 추정한 결과다. 지표에 따라 같은 장기가 늙었다고도, 아니라고도 나올 여지가 이번 연구에서 드러났다. 숫자 하나로 몸 전체를 단정하기 전에 어떤 지표로 계산했는지부터 확인하는 편이 낫다.
• 회춘을 내세운 광고: ‘젊은 피’, ‘젊은 세포’를 앞세운 안티에이징 광고가 쥐 실험을 근거로 드는 경우가 있다. 젊은 심장이 통째로 들어가도 몸 나머지의 노화 시계는 움직이지 않았다. 성분 하나로 몸이 젊어진다는 주장이라면 근거를 훨씬 깐깐하게 따져 봐야 한다고 본다.
• 장기 기증을 바라보는 시선(추측): 나이 든 공여자의 심장도 받는 사람 몸에 맞춰 젊은 쪽으로 이동했다. 고령이라 기증 의미가 적다고 여기던 사람에게는 생각해 볼 거리다. 실제 기증과 이식 적합성은 의료진 판단과 국내 기준을 따르므로, 이 연구 하나로 현장 기준이 바뀐다고 보기는 어렵다.

확인된 것과 아직 불확실한 것

확인된 것

• 쥐 실험에서 이식 심장의 생물학적 나이는 수술 후 4~6개월 시점에 수혜 쥐의 나이 쪽으로 이동했다. 젊은 심장은 늙고, 늙은 심장은 젊어졌다.
• 수혜 쥐의 혈액·원래 심장·다른 장기는 노화 시계 기준으로 새 심장의 영향을 받지 않았다.
• 수십 년간 보관된 사람 심장 이식 생검 조직에서도 같은 패턴이 나왔다.
• 연구에 쓴 노화 시계 세 가지는 이식을 받지 않은 쥐의 실제 나이를 잘 예측했다.

아직 불확실한 것

• 이식 심장이 왜 수혜자 나이를 따라가는지는 밝혀지지 않았다. 연구에 참여하지 않은 영국 버밍엄대의 주앙 페드루 드 마갈량이스(João Pedro de Magalhães)는 혈액을 도는 면역세포가 새 장기의 노화 표지에 영향을 줬을 가능성을 제시했다. 포가닉은 늙은 몸의 다른 요소들이 젊은 심장의 효과를 희석했거나, 장기 하나로는 효과를 보기에 부족했을 가능성을 언급했다. 모두 가설 단계다.
• bioRxiv 공개본은 동료 심사를 거치기 전 논문이라 결론이 수정될 여지가 있다.
• 심장 외 다른 장기에서도 같은 현상이 나타나는지는 이 연구로 알 수 없다.
• 노화세포 축적처럼 다른 지표로 보면 결론이 같을지는 열려 있다.
• 고령 공여자 심장을 더 쓰는 것이 실제 이식 성적 개선으로 이어질지, 국내외 공여자 선정 기준에 반영될지는 확인되지 않았다.

고령 공여자 심장엔 기회, 장기 교체 불멸론엔 찬물

포가닉은 이 결과를 계기로 외과의들이 고령 공여자의 심장을 다시 보길 기대한다. 나이 든 공여자의 심장은 기능이 떨어질 것이라는 가정 아래 버려지는 경우가 많다.

그 흐름은 이미 바뀌는 중이다. 이식 전에 장기를 보존하는 기계 장치가 변화를 이끌고 있고, 포가닉이 참여한 다른 연구에서는 이런 장치가 공여 간을 어느 정도 젊게 되돌리는 것으로 나타났다. 다만 이식 심장의 생물학적 나이가 젊은 쪽으로 옮겨 갔다는 것과 이식 성적이 좋아진다는 건 별개 문제다. 후자는 아직 확인되지 않았다.

장기를 계속 갈아 끼워 영원히 산다는 구상에는 찬물이 끼얹어졌다. 포가닉은 노화를 완전히 되돌리려면 노화의 모든 측면이 시간을 거슬러 올라가야 한다고 말한다. DNA 손상과 구조적 손상을 비롯한 온갖 퇴행을 온몸의 세포와 조직에서 한꺼번에 되돌려야 한다는 뜻이다. 엄청난 과제다. 그의 표현을 빌리면 “생물학적 나이에는 아마 되돌릴 수 있는 측면과 아마 되돌릴 수 없는 측면이 있다.”

생물학적 나이는 몸 전체를 한 줄로 요약하는 단일 숫자가 아니다. 지표마다 따로 움직이는 여러 값의 묶음에 가깝다. 젊은 장기 하나를 넣어도 그 장기는 결국 주변 환경을 따라간다. 회춘을 약속하는 기술이나 제품 앞에서 던질 질문은 세 개면 된다. 어떤 지표가, 얼마 동안, 어떻게 바뀌었나. 가장 현실적인 방어선은 이 질문들이다.

출처: MIT Tech Review AI