This is a painting from the 16th century from Lucas Cranach the Elder. It shows the famous Fountain of Youth. If you drink its water or you bathe in it, you will get health and youth. Every culture, every civilization has dreamed of finding eternal youth. There are people like Alexander the Great or Ponce De León, the explorer, who spent much of their life chasing the Fountain of Youth. They didn't find it. But what if there was something to it? What if there was something to this Fountain of Youth?
이것은 16세기 루카스 크라나흐 엘더의 그림입니다. 유명한 청춘의 샘을 보여주죠. 만약 이 물을 마시거나 목욕을 한다면, 건강하고 젊어질 겁니다. 모든 문화, 모든 문명은 영원한 젊음을 찾는 것을 꿈꿔왔습니다. 청춘의 샘을 좇는데 많은 인생을 보낸 사람들로 알렉산더 대왕, 탐험가 폰세 드 레옹이 있습니다. 그들은 그것을 찾지 못했죠. 그런데 만약 그것과 비슷한 어떤 것이 있다면요? 만약에 이 청춘의 샘과 비슷한 것이 있다면 어떨까요?
I will share an absolutely amazing development in aging research that could revolutionize the way we think about aging and how we may treat age-related diseases in the future. It started with experiments that showed, in a recent number of studies about growing, that animals -- old mice -- that share a blood supply with young mice can get rejuvenated. This is similar to what you might see in humans, in Siamese twins, and I know this sounds a bit creepy. But what Tom Rando, a stem-cell researcher, reported in 2007, was that old muscle from a mouse can be rejuvenated if it's exposed to young blood through common circulation. This was reproduced by Amy Wagers at Harvard a few years later, and others then showed that similar rejuvenating effects could be observed in the pancreas, the liver and the heart. But what I'm most excited about, and several other labs as well, is that this may even apply to the brain.
저는 여러분에게 노화 연구에서의 놀라운 발전을 말씀드리겠습니다. 이것은 우리가 노화에 대해 생각하는 방식에 대한 혁명이라 할 수 있고 우리는 어쩌면 미래에 노화 관련 질병들을 고칠 수 있을지도 모릅니다. 그것은 다음에서 보여지는 실험에서 시작됐습니다. 최근 연구에서 동물들, 늙은 쥐가 어린 쥐의 혈액을 받아 다시 젊어질 수 있다는 겁니다. 아마 여러분은 샴쌍둥이에게서 찾아 볼 수 있을 겁니다. 약간 오싹하게 느껴질 겁니다. 그러나 2007년 줄기 세포 연구원 탐 랜도가 보고한 것에 따르면 나이든 쥐의 근육이 젊은 쥐의 피에 노출되어 혈액순환을 하게 되면 다시 활기를 되찾을 수 있다는 겁니다. 이것은 몇 년뒤 하버드의 에이미 웨거스에 의해 재확인되었고 다른 이들도 췌장, 간, 심장에서 비슷한 원기 회복 효과를 보여주었습니다. 하지만 저와 몇몇의 연구실에서 가장 흥분했던 점은 어쩌면 이것을 뇌에 적용시킬 수 있을지도 모른다는 겁니다.
So, what we found is that an old mouse exposed to a young environment in this model called parabiosis, shows a younger brain -- and a brain that functions better. And I repeat: an old mouse that gets young blood through shared circulation looks younger and functions younger in its brain. So when we get older -- we can look at different aspects of human cognition, and you can see on this slide here, we can look at reasoning, verbal ability and so forth. And up to around age 50 or 60, these functions are all intact, and as I look at the young audience here in the room, we're all still fine.
늙은 쥐를 어린 환경에 노출시켰더니 병체결합이라고 불리는 모델인데요, 뇌가 젊어지고 기능이 더 좋아진 것을 발견했습니다. 실험을 반복했습니다. 공유 혈관으로 젊은 피를 받은 늙은 쥐의 뇌가 더 어리게 보이고 기능도 젊어집니다. 우리가 나이가 들면 인간 인지의 다른 면들을 볼 수 있습니다. 여기 화면에서 보실 수 있습니다. 추리와, 언어 능력 등을 봅니다. 50이나 60세까지는 이 기능이 모두 좋습니다. 여기 젊은 분들을 보니 모두 아직 다 좋네요.
(Laughter)
(웃음)
But it's scary to see how all these curves go south. And as we get older, diseases such as Alzheimer's and others may develop. We know that with age, the connections between neurons -- the way neurons talk to each other, the synapses -- they start to deteriorate; neurons die, the brain starts to shrink, and there's an increased susceptibility for these neurodegenerative diseases.
하지만 이 곡선이 떨어지는 게 무섭죠. 나이가 들면서 알츠하이머 같은 다른 질병이 생깁니다. 나이가 들면서 신경 연결망이, 신경이 서로 소통하는 방식인 시냅스가 퇴화하기 시작합니다. 신경은 죽고, 뇌는 쪼그라들기 시작합니다. 신경퇴화성 질병에 급격하게 노출됩니다.
One big problem we have -- to try to understand how this really works at a very molecular mechanistic level -- is that we can't study the brains in detail, in living people. We can do cognitive tests, we can do imaging -- all kinds of sophisticated testing. But we usually have to wait until the person dies to get the brain and look at how it really changed through age or in a disease. This is what neuropathologists do, for example. So, how about we think of the brain as being part of the larger organism. Could we potentially understand more about what happens in the brain at the molecular level if we see the brain as part of the entire body? So if the body ages or gets sick, does that affect the brain? And vice versa: as the brain gets older, does that influence the rest of the body? And what connects all the different tissues in the body is blood. Blood is the tissue that not only carries cells that transport oxygen, for example, the red blood cells, or fights infectious diseases, but it also carries messenger molecules, hormone-like factors that transport information from one cell to another, from one tissue to another, including the brain. So if we look at how the blood changes in disease or age, can we learn something about the brain? We know that as we get older, the blood changes as well, so these hormone-like factors change as we get older. And by and large, factors that we know are required for the development of tissues, for the maintenance of tissues -- they start to decrease as we get older, while factors involved in repair, in injury and in inflammation -- they increase as we get older.
문제는 이것이 어떻게 일어나는지 알려면 분자, 기전적 수준에서 살아 있는 사람의 뇌를 자세히 연구할 수 없다는 겁니다. 인지 검사를 하거나 영상을 볼 수 있고 다양한 정교한 검사를 할 수 있습니다. 하지만 그 사람이 노화나 질병으로 뇌가 어떻게 변했는지 보려면 사망할 때까지 기다려야 합니다. 이게 신경병리학자가 하는 일의 한 예입니다. 뇌를 좀 더 큰 유기체의 한 부분이라고 보면 어떨까요. 우리가 좀 더 분자 수준으로 뇌에 벌이지는 일을 이해할 수 있을까요? 뇌를 신체의 일부로 본다면요. 신체가 노화하고 병들면 뇌에 영향을 줄까요? 마찬가지로 뇌가 노화하면 나머지 신체에도 영향을 미칠까요? 신체의 다양한 조직을 연결해 주는 것은 피입니다. 피는 가령 산소를 운반하는 세포를 수송하는 조직일뿐만 아니라 적혈구이죠. 감염 질병과 싸우고 분자 배달부를 옮깁니다. 호르몬 같은 요소로 세포에서 세포, 조직에서 조직으로 정보를 운반합니다. 뇌를 포함해서요. 혈액이 질병이나 노화로 어떻게 변하는지 보면 뇌에 대해 뭔가 배울 수 있을까요? 우리가 나이들면서 혈액도 변하는 걸 압니다. 이런 호르몬 같은 요소도 나이들면서 변하는 거죠. 대체로 우리가 아는 조직의 발달과 유지를 위해 필요한 요소들은 우리가 노화하면서 줄어들기 시작합니다. 반면 상처와 감염의 회복에 관계된 요소들은 노화하면서 증가합니다.
So there's this unbalance of good and bad factors, if you will. And to illustrate what we can do potentially with that, I want to talk you through an experiment that we did. We had almost 300 blood samples from healthy human beings 20 to 89 years of age, and we measured over 100 of these communication factors, these hormone-like proteins that transport information between tissues. And what we noticed first is that between the youngest and the oldest group, about half the factors changed significantly. So our body lives in a very different environment as we get older, when it comes to these factors. And using statistical or bioinformatics programs, we could try to discover those factors that best predict age -- in a way, back-calculate the relative age of a person. And the way this looks is shown in this graph. So, on the one axis you see the actual age a person lived, the chronological age. So, how many years they lived.
그러니까 노화하면서 좋고 나쁜 요인들의 불균형이 생기죠. 우리가 할 수 있는 일을 설명드리자면 저희가 했던 실험을 통해 말씀드리겠습니다. 건강한 사람의 300개의 혈액샘플을 모았습니다. 20세부터 89세까지 나이이고 이 전달 요소 100개를 측정했습니다. 조직사이에서 정보를 전달하는 호르몬 같은 단백질이죠. 맨 처음 알게 된 것이 젊은 층과 노년층에서 요인의 절반 정도가 눈에 띄게 변했다는 겁니다. 우리 신체는 이런 요인의 관점에서 노화하면서 매우 다른 환경에서 삽니다. 통계학이나 생물 정보공학 프로그램을 사용해서 나이를 잘 예측할 수 있는 요소들을 발견하려고 했습니다. 사람의 나이를 역으로 계산하는 겁니다. 여기 그래프에 이렇게 보입니다. 한 축에서는 살아온 실제의 나이가 있습니다. 날짜순의 나이죠. 몇 년을 살았느냐는 겁니다.
And then we take these top factors that I showed you, and we calculate their relative age, their biological age. And what you see is that there is a pretty good correlation, so we can pretty well predict the relative age of a person. But what's really exciting are the outliers, as they so often are in life. You can see here, the person I highlighted with the green dot is about 70 years of age but seems to have a biological age, if what we're doing here is really true, of only about 45. So is this a person that actually looks much younger than their age? But more importantly: Is this a person who is maybe at a reduced risk to develop an age-related disease and will have a long life -- will live to 100 or more? On the other hand, the person here, highlighted with the red dot, is not even 40, but has a biological age of 65. Is this a person at an increased risk of developing an age-related disease? So in our lab, we're trying to understand these factors better, and many other groups are trying to understand, what are the true aging factors, and can we learn something about them to possibly predict age-related diseases?
여러분께 보여드린 상위 요인들을 가지고 상대적인 생물학적 나이를 계산했습니다. 여기 보시면 상당히 상관관계가 있죠. 상대적인 나이를 잘 예측할 수 있습니다. 그런데 흥미로운 건 평균밖에 있는 사람들입니다. 삶에서 자주 그런 사람들이죠. 여기 보시면 녹색 점으로 표시한 사람이 약 70세이지만 저희 측정이 맞다면 생물학적 나이가 겨우 45세입니다. 그럼 이 분은 실제로 나이보다 훨씬 젊어 보일까요? 보다 중요한 것은 이 분은 나이와 관련되어 나타나는 질병의 위험이 적고 장수할까요? 100세 그 이상으로 사는 걸까요? 반면에 여기 빨간 점으로 된 이 분은 40세도 안됐는데 생물학적 나이가 65세입니다. 이 분은 노화관련 질병의 위험이 높은 걸까요? 저희 연구실에서 이 요인들을 이해해보려고 했고 많은 단체에서도 노력하고 있습니다. 무엇이 진정한 노화의 요인이며 노화관련 질병을 예측할 수 있는 뭔가 알 수 있을까요?
So what I've shown you so far is simply correlational, right? You can just say, "Well, these factors change with age," but you don't really know if they do something about aging. So what I'm going to show you now is very remarkable and it suggests that these factors can actually modulate the age of a tissue. And that's where we come back to this model called parabiosis.
지금까지 보여드린 것은 단순히 상관관계입니다, 그렇죠? 아마도 여러분은, "이 요인들은 나이가 들면서 변해요." 하시겠지만 요인들이 노화와 관련해서 무슨 일을 하는지는 모릅니다. 이제 보여드릴 것은 매우 놀라운 것인데 이 요인들이 실제로 조직의 노화를 조절한다는 걸 보여 줍니다. 그래서 병체결합이라는 모형으로 돌아왔습니다.
So, parabiosis is done in mice by surgically connecting the two mice together, and that leads then to a shared blood system, where we can now ask, "How does the old brain get influenced by exposure to the young blood?" And for this purpose, we use young mice that are an equivalency of 20-year-old people, and old mice that are roughly 65 years old in human years.
쥐에서 실행한 병체결합은 외과적으로 두 마리 쥐를 결합해서 혈관계를 공유하게 합니다. 이제 "늙은 뇌가 젊은 피에 노출되면 어떤 영향을 받을까?" 라는 질문을 합니다. 이것을 위해 사람으로 20세에 해당되는 쥐를 사용하고 인간으로 치면 약 65세에 해당되는 늙은 쥐를 썼습니다.
What we found is quite remarkable. We find there are more neural stem cells that make new neurons in these old brains. There's an increased activity of the synapses, the connections between neurons. There are more genes expressed that are known to be involved in the formation of new memories. And there's less of this bad inflammation. But we observed that there are no cells entering the brains of these animals. So when we connect them, there are actually no cells going into the old brain, in this model. Instead, we've reasoned, then, that it must be the soluble factors, so we could collect simply the soluble fraction of blood which is called plasma, and inject either young plasma or old plasma into these mice, and we could reproduce these rejuvenating effects, but what we could also do now is we could do memory tests with mice.
저희가 발견한 사실이 매우 놀랍습니다. 이 늙은 뇌에 새로운 뉴런을 생성하는 신경줄기 세포가 더 많아 졌음을 발견했습니다. 뉴런의 연결지점인 시냅스의 활동이 증가했습니다. 새로운 기억 형성에 관여한다고 알려진 유전자가 더 있습니다. 이런 악성 염증은 더 적죠. 하지만 이 동물들의 뇌에 들어가는 세포가 없다는 걸 관찰했습니다. 그래서 이들을 연결할 때 이 모형에서는 늙은 뇌에 들어가는 세포가 사실 없습니다. 대신 저희는 수용성 요소라고 추론했습니다. 그래서 단순히 혈장이라는 피의 수용성 부분을 모아 이 쥐들에게 젊은 혈장이나 늙은 혈장을 주입하고 젊어지는 효과를 만들어 낼 수 있었지만 지금 할 수도 있는 것은 쥐의 기억력 검사를 하는 것이었습니다.
As mice get older, like us humans, they have memory problems. It's just harder to detect them, but I'll show you in a minute how we do that. But we wanted to take this one step further, one step closer to potentially being relevant to humans. What I'm showing you now are unpublished studies, where we used human plasma, young human plasma, and as a control, saline, and injected it into old mice, and asked, can we again rejuvenate these old mice? Can we make them smarter?
쥐가 늙어 가면서 우리 인간처럼 기억장애가 생깁니다. 알아내기가 더 힘들 뿐이죠. 하지만 어떻게 했는지 바로 보여드리겠습니다. 저희는 한 단계 더 나아갔습니다. 인간에게 좀 더 가깝게 진행했습니다. 이제 보여드리는 것은 아직 발표하지 않은 연구인데 젊은 인간의 혈장과 통제군으로 식염수를 써서 늙은 쥐에게 주입했습니다. 다시 이 늙은 쥐를 젊게 할 수 있을까요? 더 똑똑하게 할 수 있을까요?
And to do this, we used a test. It's called a Barnes maze. This is a big table that has lots of holes in it, and there are guide marks around it, and there's a bright light, as on this stage here. The mice hate this and they try to escape, and find the single hole that you see pointed at with an arrow, where a tube is mounted underneath where they can escape and feel comfortable in a dark hole. So we teach them, over several days, to find this space on these cues in the space, and you can compare this for humans, to finding your car in a parking lot after a busy day of shopping.
이것을 알아 보려고 반즈 미로 검사를 했습니다. 큰 테이블에 구멍이 여러 개 있습니다. 주변으로 안내 표시가 있고 이 위에 밝은 조명이 있습니다. 쥐들을 이것을 싫어해서 도망가려고 합니다. 화살표가 있는 이 구멍을 찾습니다. 아래로 튜브가 연결되어 있어서 도망가서는 어두운 구멍에서 편하게 있을 수 있습니다. 몇일에 걸쳐 쥐들에게 가르쳤습니다. 이 표시를 보고 공간을 찾도록 말이죠. 이것은 인간과 비교한다면 번잡한 날 쇼핑하고서 주차한 차를 찾는 것과 같죠.
(Laughter)
(웃음)
Many of us have probably had some problems with that.
아마 다들 이걸 겪어 봤을 겁니다.
So, let's look at an old mouse here. This is an old mouse that has memory problems, as you'll notice in a moment. It just looks into every hole, but it didn't form this spacial map that would remind it where it was in the previous trial or the last day. In stark contrast, this mouse here is a sibling of the same age, but it was treated with young human plasma for three weeks, with small injections every three days. And as you noticed, it almost looks around, "Where am I?" -- and then walks straight to that hole and escapes. So, it could remember where that hole was.
여기 늙은 쥐를 봅시다. 기억장애가 있는 늙은 쥐입니다. 바로 알 수 있죠. 모든 구멍을 살펴보지만 공간지도를 만들지는 못합니다. 지난 번이나 어제 시도해 본 데가 어디였는지 알려주는 공간지도죠. 완전히 극명하게 이 쥐는 같은 나이의 쥐지만 젊은 인간의 혈장으로 3주간 치료를 받았습니다. 3일에 한 번씩 작은 주사로 맞았습니다. 여러분이 알아 보시듯이, 두리번 거리며, "여기가 어디지?" 그리고 구멍으로 바로 가서 탈출합니다. 구멍이 어디였는지 기억할 수 있었습니다.
So by all means, this old mouse seems to be rejuvenated -- it functions more like a younger mouse. And it also suggests that there is something not only in young mouse plasma, but in young human plasma that has the capacity to help this old brain. So to summarize, we find the old mouse, and its brain in particular, are malleable. They're not set in stone; we can actually change them. It can be rejuvenated. Young blood factors can reverse aging, and what I didn't show you -- in this model, the young mouse actually suffers from exposure to the old. So there are old-blood factors that can accelerate aging. And most importantly, humans may have similar factors, because we can take young human blood and have a similar effect. Old human blood, I didn't show you, does not have this effect; it does not make the mice younger.
이 늙은 쥐는 꼭 젊어진 것 같습니다. 어린 쥐보다 기능이 더 좋습니다. 또한 이것이 보여주는 것은 어린 쥐의 혈장 만이 아니라 사람의 혈장에도 늙은 뇌를 돕는 능력이 있는 뭔가가 있다는 겁니다. 요약해 드리면 늙은 쥐와 뇌는 특히 적응력이 있습니다. 그것은 고정된 게 아니고 실제로 바꿀 수 있습니다. 젊어질 수 있습니다. 젊은 피의 요소는 노화를 되돌릴 수 있습니다. 보여드리지 않은 것은, 이 모형에서 젊은 쥐가 사실 늙은 쥐에 노출되어 악영향을 받았습니다. 그러니까 늙은 혈액 요인에 노화를 앞당기는 게 있습니다. 가장 중요한 것은 사람도 비슷한 요인을 가지고 있을지 모릅니다. 젊은이의 혈액을 가지고 비슷한 효과가 있으니까요. 노화된 인간의 피는 보여드리진 않았지만 이 효과가 없습니다. 쥐를 젊게 해주지 않습니다.
So, is this magic transferable to humans? We're running a small clinical study at Stanford, where we treat Alzheimer's patients with mild disease with a pint of plasma from young volunteers, 20-year-olds, and do this once a week for four weeks, and then we look at their brains with imaging. We test them cognitively, and we ask their caregivers for daily activities of living. What we hope is that there are some signs of improvement from this treatment. And if that's the case, that could give us hope that what I showed you works in mice might also work in humans.
그럼 사람에게도 이 비법이 통할까요? 스탠포드에서 소규모 임상실험을 진행하고 있는데 가벼운 병이 있는 알츠하이머 환자에게 20세의 젊은 자원자의 혈장 반리터를 한 주에 한 번씩 4주동안 치료하고 그들의 뇌 영상을 살펴봤습니다. 인지 실험을 했고 돌보는 사람들에게 하루 생활을 물었습니다. 저희는 이 치료로 좋아진 징후가 있길 바랬습니다. 만약 그렇다면 쥐에서 성공한 것이 인간에서도 해당된다는 희망을 주는 겁니다.
Now, I don't think we will live forever. But maybe we discovered that the Fountain of Youth is actually within us, and it has just dried out. And if we can turn it back on a little bit, maybe we can find the factors that are mediating these effects, we can produce these factors synthetically and we can treat diseases of aging, such as Alzheimer's disease or other dementias.
우리가 영원히 산다고는 생각지 않습니다. 아마 젊음의 샘은 우리 안에 있다는 걸 발견했는데 샘이 말랐다는 걸 알게 된 겁니다. 이것을 조금만 더 뒤로 돌린다면 아마도 이런 효과를 연결하는 요인들을 찾을 수 있고 이 요인들을 합성해서 알츠하이머병이나 치매와 같은 노화 질환을 치료할 수 있을 겁니다.
Thank you very much.
대단히 감사합니다.
(Applause)
(박수)