Hyperbaric oxygen therapy increases telomere length and decreases immunosenescence in isolated blood cells

노화 과정을 늦추거나 시계를 거꾸로 돌리는 일은 현대 의학과 항노화 연구의 가장 큰 화두다. 세포 수준에서 노화를 평가할 때 핵심 지표로 꼽히는 요소는 텔로미어(Telomere)의 길이와 노화 세포(Senescent cells)의 축적이다.

식단 조절, 유산소 운동, 영양제 복용 등 기존 라이프스타일 중재법은 텔로미어 길이를 약 2~5% 보존하거나 늘리는 데 그친다. 반면, 비약물적 치료법인 고압산소치료(HBOT)가 면역세포 텔로미어 길이를 20% 이상 연장하고 노화 면역세포를 청소(Senolytic effect)한다는 연구 결과가 발표되었다.

학술지 Aging (2020)에 게재된 Yair Hachmo 박사 연구팀의 논문 “고압산소치료(HBOT)가 혈액세포의 텔로미어 길이 및 면역노화에 미치는 영향”의 핵심 내용을 정리해 본다.

1. 연구 배경 및 목적

• 노화의 핵심 지표: 세포 수준 노화를 결정하는 두 가지 핵심 요인인 텔로미어 단축(Telomere shortening) 및 세포 노화(Cellular senescence).
• 고산소-저산소 역설 (Hyperoxic-Hypoxic Paradox): 간헐적 고농도 산소 노출을 통한 저산소 자극 모방 및 HIF, VEGF, SIRT1 등 재생 인자·줄기세포 활성화 유도.
• 연구 목적: 64세 이상 건강한 노인 인구 대상 HBOT의 면역세포 텔로미어 길이 및 노화 T세포 축적 개선 효과 검증.

2. 연구 방법 및 치료 프로토콜

• 연구 대상: 64세 이상 독립 생활이 가능한 건강한 성인 (텔로미어 분석 26명, 노화 세포 분석 20명).
• HBOT 프로토콜:
  • 2 ATA 압력, 100% 산소 90분 흡입 (20분마다 5분 공기 휴식).
  • 주 5회, 총 60회 세션 진행 (약 3개월 소요).
• 평가 방법: 치료 전, 30회, 60회(치료 직후), 치료 1~2주 후 시점의 말초혈액 단핵세포(PBMC) Flow-FISH 분석.

3. 주요 연구 결과

① 면역세포 텔로미어 길이(TL) 20% 이상 연장

• B 세포: 가장 확연하고 지속적인 증가 (30회: +25.68%, 60회: +29.39%, Post-HBOT: +37.63%, p = 0.007).
• T 도움 세포 (CD4+): 치료 후 +29.30% 증가 (p = 0.005).
• T 세포독성 세포 (CD8+): 60회 세션 후 +24.13% 증가 (p = 0.0019).
• NK 세포: 60회 세션 후 +20.56% 증가 (p = 0.013).

② 노화 면역세포 비율의 현저한 감소 (Senolytic Effect)

• 노화 T 도움 세포 (CD4+ CD28 null T cells): 치료 완료 후 -37.30% 감소 (p < 0.0001).
• 노화 T 세포독성 세포 (CD8+ CD28 null T cells): 치료 완료 후 -10.96% 감소 (p = 0.0004).

③ 세포 내 저산소 유도인자 (HIF-1 alpha)의 변화

• 60회 세션 시점의 유의미한 상승 후(10.54 -> 19.71, p = 0.006), 치료 종료 2주 후 정상화.

4. CD28null 표지자의 면역학적 의미

• CD28 수용체 손실 (CD28 null T cells): T세포의 지속적 자극 및 분열 한계 도달에 따른 세포 노화(Cellular senescence) 대표 바이오마커.
• 노화 T 도움 세포 (CD4+ CD28null T cells): 정상 보조 기능 상실, 독성 물질 및 염증성 사이토카인(SASP) 분비를 통한 만성 염증 유발 요인.
• 노화 T 세포독성 세포 (CD8+ CD28null T cells): 면역 노화(Immunosenescence)의 주원인 및 전신 기저 염증(Inflammaging) 악화 요인.

5. 고찰 및 요약

• 기존 중재법과의 차별성: 식단, 유산소 운동, 영양제 등 기존 방식(2~5% 보존 수준) 대비 20% 이상의 압도적 텔로미어 연장 효과.
• 호르메시스(Hormesis) 기전: 반복적 산소 분압 변화를 통한 체내 항산화 시스템 상향 조절 및 활성산소(ROS) 기전 방어.
• 비약물적 세놀리틱(Senolytic) 치료: 축적된 CD28null T cells 청소(Clearance) 및 면역 항상성 회복 가능성 제시.
• 결론: 고압산소치료(HBOT)의 인간 텔로미어 연장 및 노화 면역세포 제거를 통한 세포 노화 역전 가능성 입증 최초 임상 연구.

Reference

Hachmo Y, Hadanny A, Abu Hamed R, Daniel-Kotovsky M, Catalogna M, Fishlev G, et al. Hyperbaric oxygen therapy increases telomere length and decreases immunosenescence in isolated blood cells: a prospective trial. Aging (Albany NY). 2020 Nov 18;12(22):22445-22456. doi: 10.18632/aging.202188.