아주대의료원 피부과 강희영 교수 연구팀·생화학교실 박태준 교수 연구팀은 피부 색소 세포인 멜라닌 세포가 노화하면 멜라닌 색소 축적 현상이 나타난다는 사실을 밝혔다.
정상적인 환경에서 멜라닌소체는 멜라닌세포에서 만들어지는 멜라닌 색소를 피부 표피 내 각질 형성세포로 전달해 피부 색소를 형성하는 역할을 한다. 반면 노화 과정에서는 세포 내 당대사가 바뀌며, 이것이 멜라닌소체의 전달 기능 장애를 일으켜 색소가 과도하게 쌓인다는 것이 연구팀의 설명이다. 장기간 자외선에 노출됐을 때 피부가 얼룩덜룩해지거나 탄력이 떨어지는 것도 이 때문이다.
연구팀은 노화한 멜라닌세포의 멜라닌 색소와 멜라닌소체 함량이 정상 멜라닌세포에 비해 높은 것을 확인했다. 노화 멜라닌세포에선 노화 표현형 유전자 발현은 늘어나고 멜라닌소체 전달 기능과 관련한 유전자는 줄어드는 것으로 나타났다.
이어진 단일 세포 전사체 분석을 통해 연구팀은 정상 멜라닌세포가 노화 상태로 변하는 ‘전환점’이 있음을 처음으로 규명했다. 이 전환점을 기준으로 당대사와 멜라닌소체의 기능적 변화가 생기는 것이다.
연구팀은 이를 바탕으로 포도당 분해 조절 물질인 ‘2-디옥시-D-글루코스(2-DG)’를 기반으로 당대사 과정을 재프로그래밍하는 기술을 개발했다. 해당 기술을 사용하면 자외선에 의한 멜라닌세포의 노화를 늦추고, 멜라닌소체의 전달 기능 및 멜라닌 색소와 소체 함량이 정상화된다는 결과도 얻었다.
강희영 교수는 “피부의 노화는 기존에 피부과학 분야의 지속적 관심 대상이었다”며 “이번 연구는 멜라닌세포의 노화 과정의 원리와 특성을 처음으로 밝혔다는 의의가 있다”고 말했다.
박태준 교수는 “이번 연구에서 당대사를 조절하면 멜라닌세포의 노화를 억제할 수 있다는 것을 확인했으며, 이는 피부 노화 정복에 중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 《테라노스틱스(Theranostics)》 8월 온라인판에 게재됐다.
