피부는 신체에서 가장 큰 기관이고 외부 환경으로부터 보호하는 장벽 역할을 한다. 피부와 장에는 박테리아, 곰팡이, 바이러스가 살고 있다.
피부 마이크로바이옴으로 알려진 미생물 군집은 질병을 유발하지 않고 신체에 이롭다. 이들은 지속적 혹은 일시적으로 존재한다. 또한 면역 체계와 상호 작용하며 인체 기능에 영향을 미칠 수 있다. 면역체계는 피부 마이크로바이옴의 구성을 조절한다.
노화는 피부의 구조와 기능에 변화를 일으킨다. 주름 증가, 탄력 저하, 상처 치유의 지연, 보호 기능 저하 등은 피부노화 과정에서 나타나는 변화다. 피부 노화는 호르몬, 대사, 면역 체계 변화와 같은 ‘내적’ 요인에 의해 촉발될 수 있다. 흡연, 햇빛, 특정 온도에 노출되는 등 ‘외적’ 요소도 피부구조와 노화에 영향을 미치는 면역 과정을 자극할 수 있다.
나이로 인한 피부 마이크로바이옴 변화
노화로 인한 피부 미생물의 변화는 16S 리보솜 RNA 염기서열 분석 기술을 통해 알아낼 수 있다. 이를 바탕으로 이전 연구들은 피부 마이크로바이옴이 포도상구균, 큐티박테륨, 코리네박테륨, 아시네토박터균의 특정 종류를 가지고 있다는 것을 증명했다.
과거 연구는 노화와 관련된 피부 마이크로바이옴의 구성 변화를 확인했지만 이같은 변화 뒤에 숨은 메커니즘을 완전히 이해하지 못했다.
새로운 연구는 인간과 피부 미생물 사이의 공통 생물학적 경로를 알아내기 위해 다양한 연령의 여성을 대상으로 피부 마이크로바이옴 구성변화를 확인했다. 연구팀은 벨기에에서 건강한 여성 25명의 양쪽 뺨에서 피부 표본 샘플을 채취했다. 참여자들은 20-28세와 59-68세 등 두 그룹으로 나뉘었다.
피부 노화의 박테리아 경로
연구팀은 국립생명공학정보센터 유전자서열 데이터베이스에서 기준 게놈을 수집했다. 이러한 정보는 실험을 통해 찾아내고 확인된 피부 노화 관련 유전자에 대한 것이다.
연구팀은 기준 피부의 유기체 게놈과 16S 리보솜 RNA 염기서열 분석, 수집된 피부 샘플의 게놈 직접 분석 데이터를 분석했다. 그 결과 피부 노화와 관련된 박테리아 경로가 지방산과 색소 침착뿐만 아니라 자연적인 피부 장벽을 구성하는 지질인 세라마이드의 생성과 관련이 있다는 것을 발견했다.
또한 단백질 글리케이션과 관련된 박테리아 효소가 피부 노화와 관련이 있는 것으로 나타났다. 피부의 단백질 글리케이션은 당이 콜라겐과 엘라스틴과 같은 단백질과 결합할 때 발생한다. 콜라겐 및 엘라스틴 최종 생성물의 글리케이션이 축적되면 피부 탄력을 잃고 처지게 된다.
이 연구는 《플로스 원》에 발표됐다. 원제는 ‘Charting host-microbe co-metabolism in skin aging and application to metagenomics data’.
