태아 때만 갖고 있는 모낭 재생능력을 성인의 피부에서도 회복할 수 있는 가능성이 제시됐다.

서울대병원 피부과 권오상·조성진 교수 연구팀(김진용 박사, 박민지 박사과정)은 태아기 모낭 생성을 담당하는 성체 줄기세포인 ‘상부진피 섬유아세포’를 대상으로 출생 직후 모낭 재생능력이 사라지는 기전에 대한 연구결과를 발표했다.

연구팀에 따르면 모낭은 태아기 3~7개월에 완성된 후 더 이상 생성되지 않는다.

모낭 생성을 담당하는 진피 줄기세포가 출생 후 기존 모낭 재생능력을 잃어버리기 때문에 모낭에 손상을 입으면 그 개수가 줄어 영구적인 탈모로 이어지게 되지만 그동안 진피 줄기세포의 모낭 재생능력 소실 기전이 정확하게 규명된 바는 없었다.

이에 연구팀은 출생 후 진피 줄기세포에서 모낭 재생능력이 사라지는 기전을 확인하고 원인을 찾기 위해 쥐의 진피 줄기세포인 ‘상부진피 섬유아세포(이하 섬유아세포)’를 분석했다.

연구 결과 섬유아세포의 모낭 재생능력은 출생 직후 급격히 감소하여 생후 4일째 완전히 없어지는 것으로 나타났다.

연구팀은 이처럼 급격한 변화의 원인을 찾기 위해 섬유아세포의 유전자 발현 양상을 날짜별로 확인한 결과, 세포를 성숙시키는 유전자 발현은 급증한 반면 재생능력과 관련된 것은 급감하는 모습이 관찰됐다.

연구팀은 불과 4일 만에 유전자 발현 양상이 급변한 원인을 후생유전적 조절 기전의 일종인 ‘히스톤 단백질 탈아세틸화’에서 찾았다.

나아가 연구팀은 이 기전의 핵심 조절인자를 확인하기 위해 추가 실험을 진행했으며, ‘Twist2 전사인자’가 탈아세틸화를 유발하는 효소와 결합해 염색질 재구조화를 조절한다는 사실도 확인했다.

Twist2 전사인자가 결핍된 쥐는 일반 쥐보다 다수의 진피 줄기세포가 빽빽하게 밀집되고 지방층을 포함한 피부 두께는 얇았으나, 표피와 모낭 조직은 계속 자라나고 있었다.

이를 바탕으로 연구팀은 ‘Twist2 전사인자’가 섬유아세포의 모낭 재생능력이 소실되는 기전에 있어 결정적으로 관여하는 ‘마스터 조절자’라고 결론짓고, 이를 조절해 성인기에도 모낭 재생능력을 활성화시킬 수 있다는 가능성을 제시했다.

권오상 교수는 “연구로 밝혀진 기전을 활용한다면 성인기에도 모낭을 갖춘 온전한 피부를 재생할 수 있을 것으로 기대된다”며 “이 결과는 영구 탈모를 겪고 있거나 피부 조직이 심하게 손상된 환자들에게 재생의학 관점에서 새로운 치료의 길을 열어줄 것”이라고 말했다.

과학기술정보통신부 한국연구재단의 지원으로 이뤄진 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘Cell Reports’에 게재됐다.