국내 연구팀이 태아의 피부 유전자 분석을 통해 흉터 없는 온전한 피부 재생과 탈모 극복을 위한 중요한 실마리를 찾아냈다.

서울대병원 피부과 권오상 교수팀은 발달 중인 쥐 피부의 분화 과정을 추적하고, 이를 사람 태아 피부 자료와 비교 분석해 이 같은 사실을 확인했다고 15일 발표했다.

어른의 피부나 모낭이 재생될 때는 태아 시절의 발달 과정이 비슷하게 재현된다. 따라서 온전한 피부 재생이라는 난제를 풀려면 태아의 발달 과정을 먼저 이해하는 게 필수적이다. 

하지만 기존 연구는 단순 유전자 발현 확인에 그쳐 유전자가 작동하도록 DNA 구조가 개방되는 핵심 기전인 ‘염색질 접근성’ 연구가 미흡했다.

연구팀은 단일 세포 수준의 전사체·염색질 통합 분석인 ‘다중 오믹스’ 기법으로 이 한계를 극복했다. 피부 세포 분화가 결정되는 쥐의 태아 시기부터 출생 직후까지를 추적해 피부 발달 지도를 구축했다.

가장 큰 성과는 탈모 치료의 핵심 열쇠인 입모근의 기원 세포를 발견했다는 점이다. 

입모근은 모낭에 부착돼 잠든 모발 줄기세포를 깨우는 중추적 역할을 하며, 임상에서 탈모 환자의 모발 재생 여부는 이 근육의 보존 상태에 크게 좌우된다.

그동안 명확한 발생기전을 알지 못했으나 연구팀은 다중 오믹스 분석을 통해 피부 상층부의 특정 세포인 ‘상부 섬유아세포’가 입모근의 잠재적 전구 세포임을 새롭게 규명했다. 

특히 이 세포 내에서 상위 유전자(Mef2c)가 활성화되면 하위 유전자(Myocd)가 연쇄 촉진되며 입모근으로 분화한다는 핵심 기전을 입증했다.

또한 연구팀은 선행 연구를 통해 쥐의 상부 섬유아세포가 특정 조직으로 분화하는 생후 2일차 무렵, 재생 능력을 상실한다는 사실을 밝힌 바 있다.

세포가 입모근 등 자신이 맡을 고유한 역할을 위해 고도로 분화하면 역설적으로 상처를 흉터 없이 복구하던 초기 태아 시절의 유연한 재생 잠재력은 잃어버리게 되기 때문이다. 

이번 연구에서는 이 결정적 시기가 사람의 발달 단계에서는 언제인지 확인하기 위해 두 종의 피부 발달 지도를 대조 분석했다.

그 결과 두 종의 피부 발달 단계는 매우 뚜렷한 상관관계를 보였다. 특히 입모근이 본격 형성되는 생후 0~2일차와 임신 17주차 사람 태아의 피부가 세포 성숙도 측면에서 밀접하게 일치했다. 

사람 태아 피부에서도 쥐와 동일한 입모근의 기원인 ‘MEF2C 발현 상부 섬유아세포’군이 발견되는 등 핵심 피부 조직이 형성되는 시기와 흐름이 두 종 간에 매우 유사한 양상을 보였다. 

연구팀은 이를 통해 향후 흉터 없는 상처 치유와 탈모 극복을 위해서는 재생 능력을 잃기 전인 임신 17주 이전의 초기 태아 단계에 주목해야 한다고 강조했다.

권오상 교수는 “다중 오믹스 분석으로 탈모 치료의 핵심인 입모근의 기원을 규명하고, 쥐와 사람의 피부 발달 궤적이 일치함을 입증했다는 데 큰 의의가 있다”고 말했다.

이어 “이번에 구축된 종 간 ‘피부 발달 지도’는 향후 온전한 모낭 재생 및 흉터 없는 상처 치유 등 재생의학을 사람에게 직접 적용하는 탄탄한 기반이 될 것”이라고 덧붙였다.

한편, 이번 연구결과는 국제학술지 ‘실험 및 분자 의학’ 온라인판에 최근 게재됐다.