2025년 대한민국은 고령 인구가 전체 인구의 20.6%를 차지하는 초고령 사회에 진입할 전망이다. 한국기초과학지원연구원(원장 신형식)은 건강한 노년기를 위한 기능성 식품 중 ‘홍삼’ 내 사포닌 성분이 피부 노화를 저해하는 작용기전이 규명됐다고 밝혔다. 노화 예방, 치료제 개발 등에 활용될 것으로 기대되는 이번 연구 결과는 ‘임상∙중개의학지(Clinical and Translational Medicine)’에 게재됐다. 

이번에 연구된     Rg3(진세노사이드)는 홍삼 등에 함유된 생리활성 물질로 종양억제 등 항암효능이 뛰어나다. 피부노화 방지 효능이 있다고 알려져 기능성 화장품 개발 등에 활용되어 왔으나, 실제 의약, 신약 개발 산업에서의 활용을 위해서는 분자 수준의 정확한 작용기전 규명이 꾸준히 요구되어 왔다.   

이에 한국기초과학지원연구원 소재분석연구부 최종순 박사 연구팀과 연세대학교 생명공학과 권호정 교수 연구팀이 사포닌 Rg3의 자가포식(Autophagy)을 유도함으로써 노화된 인간피부 섬유아세포가 역노화(Rejuvenation)되는 현상을 발견, 이를 분자 수준으로 규명하는데 성공했다. 이는 Rg3의 노화 억제효과와 기능을 분자 수준으로 규명한 세계 최초의 연구로 의미가 크다. 

지난 2020년, 공동연구팀은 노화의 지시자 역할을 하는 ‘노화연관 베타갈라토시다제(SA­-β­Gal) 효소활성 실험’을 통해 Rg3가 노화된 인간 피부세포에서 역노화를 일으키는 현상을 분석, 고려인삼학회지에 발표한 바 있다. 이를 통해 Rg3가 피부 노화에 효과적인 개선 효과가 있음을 규명할 수 있었으나, 정확히 어떤 분자를 매개로 역노화를 일으키는지에 대한 작용기전은 확인되지 않았다.

연구팀은 비수식 화합물의 표적단백질 결정법으로 구축한 ‘세포 열변화 분석기법(Cellular Thermal Shift Assay)’을 이용, Rg3가 세포 외막의 ORAI1이라는 칼슘이온 통로 단백질과 직접 결합하여 자가포식을 유도함으로써 역노화를 일으키는 것을 목격했다. 

연구팀은 “생체기능 활성에 영향을 미치는 천연화합물 소재의 역노화 치료효과에 대한 기능 규명 뿐만 아니라, Rg3 보다 노화에 유용한 사포닌 계열 후보물질 소재 탐색에도 활용할 수 있게 됐다”라고 이번 연구의 의의에 대해 밝혔다. 

본 연구결과는 KBSI 재난대응생물소재 개발사업(최종순 박사팀)과 한국연구재단의 리더연구자지원사업, 글로벌연구실사업 및 유전자동의보감사업의 지원(권호정 교수팀)으로 진행됐으며, 저명한 국제학술지인  ‘임상∙중개의학지(Clinical and Translational Medicine)’에 온라인 게재됐다. 

KBSI 최종순 박사는 “사포닌 Rg3의 노화억제 효능에 대해 분석과학을 통해 입증된 사실에 그치지 않고, Rg3와 직접 결합하는 표적단백질을 탐색해 자가포식 활성기전을 해석한 점은 학연 공동연구의 모범사례로 꼽을 만하다”라며 “향후 노화예방과 질병치료에 관련된 한방 화합물 소재 확대에 공동연구의 시너지를 내보일 계획이다”고 밝혔다.

공동연구를 수행한 연세대 권호정 교수는 “이번 공동연구를 통해 전통 한방소재 화합물인 사포닌 Rg3의 자가포식 유도를 통한 피부노화 개선효과와 이와 관련된 표적단백질로서 ORAI1을 규명하고 역노화 기전을 제시함으로써, 사포닌 성분을 활용한 피부 노화관련 치료제 개발 가능성을 확인했다라”며 “유용한 천연화합물과 표적을 동시에 제시할 수 있는 신약개발 기반기술을 구축하고 이를 검증함에 있어 의미가 크다”고 밝혔다.

박하연 기자 mintyeon34@foodnmed.com

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