보건타임즈 : 세브란스-하버드 의대, 세계 최초 '백모화 모델' 구축

머리카락 색, '모낭 속 멜라닌 줄기세포'에 의해 결정
백모화, 나이 들수록 '멜라닌 줄기세포 수 줄어들면서 기능 떨어져' 진행
이주희 교수 "마커 규명은 백모화 기전 밝힘, 색소성 질환 치료제 개발에 중요단계 될 것"
논문, 국제학술지 'Experimental Dermatology 최신호'에 게재

[보건타임즈] 연세대 세브란스병원과 미국 하버드 의대 공동연구팀이 인체 모낭 조직의 색소 줄기세포를 이용한 백모화 모델(논문)을 세계 최초로 구축, 주목을 받고 있다.

그간 염색하는 것 이외엔 치료 방법이 없던 데다 이번에 모낭의 색소줄기세포를 이용해 백모화 치료제 개발 가능성이 확인돼서다.

백모화는 노화나 스트레스, 유전 등이 원인으로 흰머리(새치)가 생기는 현상을 말한다.

세브란스병원 피부과 이주희(사진), 이영인 교수는 피부 생물학 연구의 세계적인 석학 미국 하버드의대 데이비드 피셔(David E. Fisher) 교수 연구팀과 공동으로 인체 모낭 조직을 이용해 백모화 모델을 구축했다며 최근 이같이 밝혔다.

머리카락 색은 모낭 속 멜라닌 줄기세포에 의해 결정된다.
멜라닌 색소를 합성하는 줄기세포의 양이 많을수록 머리 색이 짙어진다.
나이가 들수록 멜라닌 줄기세포의 수가 줄어들면서 기능이 떨어져 백모화가 진행된다.
주로 30~40대에 발생하지만, 유전이나 생활 환경, 스트레스 등으로 10~20대부터 나타나기도 한다.

문제는 지금까지 염색으로 가리는 법 이외에는 흰머리를 치료할 방법은 없는 실정이다.
전 세계적으로 동물모델에서 색소 줄기세포의 생물학적 역할과 백모화 기전을 연구해왔지만, 유용한 인체모델을 제시하지 못했다.

멜라닌 색소 줄기세포의 조기 분화는 멜라닌 색소 줄기세포를 고갈시키는 것은 물론 이소성 색소 침착을 일으킨다.
이소성 색소 침착은 멜라닌 색소 줄기세포의 분화를 촉진해 백모화를 유발한다.
연구팀은 이 메커니즘을 기반으로 생물학적 개체의 외부에 있는(적출된) 조직을 활용한 ex vivo모델을 이용해 멜라닌 색소 줄기세포의 색소 침착과 인간 모낭 내 분화 유전자의 발현을 평가했다.

연구팀은 인체 두피 조직에서 분리된 다수의 모낭에 ▲ 이온화 방사선 ▲ 과산화수소 ▲ 노르아드레날린을 포함한 특정 스트레스 신호 매개체를 노출해 모낭 돌출부의 이소성 색소 침착을 측정했다. (그림 1, 2A, B)

먼저 비정상적인 멜라닌 줄기세포의 분화를 관찰하기 위해 생체 이외 인체 모낭을 이온화 방사선과 과산화수소에 노출시켰다. (그림 1, 2A, B)

이 결과, 노출된 모낭의 돌출부 부분에서 이소성 색소 침착이 유의하게 증가했다.

또 연구팀은 인체 모낭에 급성 스트레스 시 교감 뉴런에서 방출하는 신경 전달 물질인 노르아드레날린을 노출했다. (그림 1, 2B)
앞선 결과처럼 모낭의 팽대부에 이소성 색소 침착이 유의하게 증가하는 것을 확인했다.

이주희 교수는 "이 연구는 ex vivo 모델을 이용해 세계 최초로 인체 모낭 조직에서 백모화 모델을 구축한 점에서 의의가 있다"며 "인체 유래 두피 모낭을 성공적으로 분리, 배양한 후 외부 산화 스트레스와 노화 과정으로 생기는 색소 줄기세포의 비정상적인 분화의 초기 과정을 정량적으로 분석하기 위한 마커의 규명은 백모화 기전 뿐아니라 다양한 색소성 질환의 새로운 치료제 개발에 중요한 단계가 될 것"이라고 말했다.

이 연구결과를 다룬 논문은 'Stress- associated ectopic differentiation of melanocyte stem cells and ORS amelanotic melanocytes in an ex vivo human hair follicle model'이란 피부과학분야 국제학술지 '실험피부학(Experimental Dermatology) 최신호'에 게재됐다.