노화, 자폐증 및 질병에서의 mTOR 경로 이해

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• mTOR 생물학 기본 원리
• 발달 과정에서의 mTOR 역할
• 질병에서의 mTOR 과활성화
• 라파마이신의 치료적 잠재력
• 라파마이신의 부작용
• 라파마이신의 미래 적용 분야
• 전체 전문

mTOR 생물학 기본 원리

Matt Kaeberlein 박사(MD, PhD)는 mTOR를 진화적으로 보존된 중추 허브로 설명합니다. mTOR는 환경 조건, 특히 영양소 수준을 감지하고 이에 따라 세포 성장을 조절합니다. 영양소가 풍부하면 mTOR는 성장과 생식을 촉진하는 신호를 보냅니다. 이처럼 mTOR는 생물학적 과정 전반에 관여하므로, mTOR를 교란하면 이러한 과정들이 크게 달라질 수 있습니다.

발달 과정에서의 mTOR 역할

mTOR는 정상적인 발달에 필수적입니다. Matt Kaeberlein 박사(MD, PhD)는 기능적 mTOR가 없는 생쥐는 성체까지 살아남지 못한다고 지적합니다. 거의 모든 발달 과정은 적절한 성장을 위해 mTOR 활성화가 필요합니다. 그러나 발달 이후에도 이 활성화가 지속되면 장기적인 건강과 장수에 최적이 아닙니다. 이는 성장과 노화 사이의 생물학적 균형 문제를 보여줍니다.

질병에서의 mTOR 과활성화

성인기 mTOR의 과활성화는 많은 질병의 주요 원인입니다. Matt Kaeberlein 박사(MD, PhD)는 대부분의 노화 관련 질환이 mTOR 과활성과 연관되어 있다고 밝힙니다. 여기에는 자폐증의 일부 유형, 소아암, 자가면역 질환 등 발달 과정에서 시작되는 장애들이 포함됩니다. 질병의 양상은 mTOR 과활성화가 발생하는 조직에 따라 달라지며, 이로 인해 단일 경로와 연결된 다양한 질환들이 나타납니다.

라파마이신의 치료적 잠재력

mTOR 억제제인 라파마이신은 상당한 치료 가능성을 보여줍니다. Matt Kaeberlein 박사(MD, PhD)는 발달 이후 mTOR를 억제하면 노화를 늦추고 기능 저하를 일부 회복시킬 수 있다고 설명합니다. 이는 모델 생물에서 수명 연장 효과로 입증되었습니다. 라파마이신의 mTOR 과활성화 억제 능력은 다양한 장애에 유익하게 작용합니다. Kaeberlein 박사는 라파마이신이 만병통치약은 아니지만, 그 효과는 확고한 생물학적 근거를 가지고 있다고 신중하게 언급합니다.

라파마이신의 부작용

모든 강력한 약물과 마찬가지로 라파마이신도 부작용 위험이 있습니다. Matt Kaeberlein 박사(MD, PhD)는 mTOR를 부적절하게 억제하면 해로울 수 있다고 강조합니다. 이러한 부작용은 특히 고용량에서 두드러지며, 이는 열량 제한과 관련된 위험과 유사합니다. 임상 적용에는 이점과 위험 사이의 균형을 이해하는 것이 중요합니다. Anton Titov 박사(MD)와 Kaeberlein 박사는 이 신중한 접근의 필요성에 대해 논의합니다.

라파마이신의 미래 적용 분야

라파마이신의 미래는 장기 이식 거부 반응 방지를 위한 원래 FDA 승인을 훨씬 넘어섭니다. Matt Kaeberlein 박사(MD, PhD)는 노화 관련 장애에 대한 그 잠재력에 가장 흥미를 느낍니다. 그는 또한 정신의학을 포함한 새로운 off-label 사용을 강조합니다. 일부 정신과 의사들은 라파마이신을 다른 정신과 약물과 병용할 때 현저한 효과를 보고합니다. Kaeberlein 박사는 향후 몇 년 동안 라파마이신의 임상 적용 범위가 크게 확대될 것으로 예상합니다.

전체 전문

Anton Titov 박사(MD): 분자 수준의 생화학, 특히 노화와 건강에서 mTOR 경로 조절에 관한 많은 연구를 수행해 오셨습니다. mTOR 경로와 자폐증, 간질, 다낭성 신장병의 연관성에 대해 광범위하게 저술하셨습니다.

정상 노화뿐만 아니라 자폐증, 간질, 다낭성 신장병과 관련하여 인간의 건강, 노화 및 질병에서의 mTOR라는 이 매우 광범위한 주제를 간략히 요약해 주시겠습니까? 귀하의 저작에서 언급하신 대로—

Matt Kaeberlein 박사(MD): 물론입니다. 이는 일반화가 될 것입니다. 이 주제를 제대로 다루려면 몇 시간이 걸리는 깊은 탐구가 필요하기 때문입니다.

mTOR를 이해하는 한 가지 방법은, 이것이 환경을 감지한 후 환경 조건에 기반하여 세포, 조직, 장기 또는 동물의 성장을 조절하는 매우 진화적으로 보존된 중추 허브라는 점입니다. 환경의 영양소 수준이 높을 때, 진화적 관점에서 보면 이는 성장과 생식을 하라는 신호입니다. 주변에 음식이 있을 때만 성장하고 생식하는 것이 이치에 맞으며, mTOR는 아마 그 결정 과정에서 가장 중요한 역할을 합니다.

mTOR가 세포 성장과 분열에 이렇게 근본적이기 때문에, 생각할 수 있는 거의 모든 생물학적 과정에 역할을 합니다. mTOR를 교란하면 그 과정을 교란할 수 있습니다. 발달에 있어서 mTOR는 필수적입니다. mTOR가 없는 생쥐를 만들면, 죽은 생쥐가 됩니다. 성체로 성장할 수 없습니다. 거의 모든 발달 과정에는 mTOR의 활성화가 관여합니다.

종종 발생하는 것은, 발달 후에 mTOR 활성화가 건강과 장수에 최적이 아닌 수준으로 유지된다는 점입니다. 노화 맥락에서 관찰된 바에 따르면, 발달 후 라파마이신으로 mTOR를 억제하면 노화를 늦추고, 어떤 경우에는 노화에 따른 기능적 저하를 되돌리며, 수명을 연장합니다.

이는 정의상 성인기 mTOR 활성화가 장수에 최적이 아님을 말해줍니다. 생식에는 최적일 수 있지만, 장수 측면에서는 대가가 따릅니다. 성인기 동안 mTOR의 과활성화의 결과는 다양한 병리적 상태의 발병입니다.

사실, 노화와 함께하는 대다수의 병리적 상태에는 그 과정들에서 mTOR 과활성화의 역할이 있습니다. 이는 mTOR를 억제하는 라파마이신과 같은 약물이 노화의 이러한 병리적 결과를 지연시키거나 되돌리는 이유를 설명합니다.

귀하가 암시하신 것은 mTOR가 성장의 근본적 촉진자로서 수행하는 역할의 또 다른 정말 흥미로운 결과입니다. 다양한 장애들이 있는데, 적어도 발달 기간 중 시작될 수 있으며, 성장과 발달에 필요한 수준을 넘어서는 mTOR의 과활성화에 의해 발생합니다. 이는 자폐증, 특정 소아암, 또는 특정 평생 자가면역 장애와 같은 것들로 이어지거나 적어도 기여합니다.

이것들은 직접적으로 mTOR의 과활성화로 추적될 수 있습니다. 그래서 표면적으로 명백하게 연결되어 보이지 않는 이 장애들의 집합이 생기는 것입니다. 왜 노화가 자폐증과 같은 방향으로 동일한 생물학적 경로의 영향을 받는지는 명확하지 않습니다.

하지만 mTOR가 몸의 거의 모든 조직과 장기의 발달에서 수행하는 근본적인 역할에 대해 더 생각해보면, 이해하기가 쉬워지기 시작합니다. 특정 조직에서 mTOR 과활성화가 발생하면 특정 질병 상태로 이어질 것이며, 이는 다른 조직에서나 다른 수준에서의 mTOR 과활성화와는 다르게 보입니다.

이것이 mTOR 과활성화가 역할을 하는 것으로 보이고 라파마이신이 유익한 효과를 가지는 다양한 병리적 상태에 기여합니다. 저는 라파마이신이 만병통치약이라고 말하는 것에 가까이 가지 않으려 매우 신중합니다. 어떤 면에서는, 이것이 이 모든 다른 질병들에 영향을 미치는 것처럼 보인다는 사실이 그것을 만병통치약처럼 들리게 합니다. 그것은 아닙니다. 생물학은 그것을 이해하면 매우 논리적입니다.

열량 제한과 마찬가지로, 부작용의 위험에 대해 이야기했습니다. mTOR를 부적절하게 억제함으로써 부작용의 위험이 있습니다. 우리는 라파마이신이 특히 더 높은 용량에서 부작용이 있음을 압니다.

완벽한 약물은 아니지만, 저는 이것이 사람들의 다양한 흥미롭고 명백하게 연결되지 않은 장애들에 유용할 많은 잠재력을 가진다고 생각합니다. 저는 라파마이신의 노화 관련 장애에 대한 잠재적 유용성에 가장 흥미를 느끼지만, 다양한 다른 유형의 장애들에 대해서도 잠재력을 가진다고 생각합니다.

한 예를 들자면, 저는 현재 몇 명의 정신과 의사들이 정신과 장애에 대해 라파마이신을 정신과 장애에 흔히 사용되는 다른 약물들과 병용하여 현저한 효과를 보고 있다고 알고 있습니다. 저는 향후 몇 년 동안 라파마이신이 원래 FDA가 승인한 장기 이식 거부 반응 방지와 연결되지 않은 장애나 적응증에 사용되는 것이 나타날 것이라고 생각합니다. 이것은 정말 흥미로운 약물이고, 매우 복잡하고 흥미로운 생물학 분야입니다.