모발 재생 과정 보호하는 단백질 발견

모발 재생에 있어 ‘MCL-1’이라는 보호 단백질이 중요한 역할을 한다는 사실이 발견됐다. 이로써 모낭 줄기세포에 초점을 맞춘 탈모 치료 연구에 또다른 진전이 있을 것으로 기대된다.

모낭 줄기세포 보호 단백질

모발 재생은 모낭에서 이루어진다. 모낭은 피부 표면에 위치한 작은 터널과 같은 기관이다. 여기서 성장기(Anagen), 탈모기(Catagen), 휴지기(Telogen)의 3개 단계가 반복된다. 머리카락이 자라나고 빠지며 일정한 휴식 기간을 거쳐 다시 자라나는 순환 구조다. 

호주, 싱가포르, 중국의 국제 연구팀이 <네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)>에 지난 22일 발표한 연구에 따르면, 모발 재생의 핵심인 모낭 줄기세포는 모낭 손실 또는 모낭 수축으로 인해 스트레스를 받으면 사멸될 수 있다. 이로 인해 탈모가 더욱 심해지는 것이다. 이때 세포가 살아남을지 죽을지 여부는 BCL-2라는 단백질 그룹에 의해 조절된다.

MCL-1 단백질은 BCL-2 그룹에 속해 있으며, ‘생존 촉진’ 그룹에 속한다. 지금까지는 명확한 역할이 밝혀지지 않았지만 이번 연구를 통해 모낭 줄기세포를 보호하는 역할을 한다는 것이 확인됐다.

모발 성장과 재생의 핵심 경로

국제 연구팀의 연구 내용 따르면, 모낭 줄기세포(HFSC)가 성공적으로 제 기능을 수행하기 위해서는 MCL-1이라는 이름의 단백질이 반드시 필요하다. MCL-1의 보호가 없으면 줄기세포가 스트레스를 받게 되고, 모발 재생과 회복이 이루어지지 않아 탈모로 이어진다는 것이다.

연구팀은 쥐 모델의 피부 세포에서 MCL-1 유전자를 삭제한 다음, 일정 부위의 털을 제거했다. 그러자 시간이 지남에 따라 모낭 줄기세포가 감소했고, 털이 제거된 부위의 모발 재생이 중단되는 현상이 나타났다. 

모낭 줄기세포는 비활성 상태에서도 그대로 유지됐다. 하지만 새로운 모발을 성장시키기 위해 분열하는 과정에서 스트레스에 노출됐고, 세포 사멸을 조절하는 P53 단백질을 촉진했다. 반대로 P53 유전자를 삭제할 경우, MCL-1 단백질이 없어도 모발 성장이 이루어지는 모습을 보였다. MCL-1과 P53, 두 단백질이 상호보완적인 역할을 하는 셈이다.

이번 연구는 모낭의 성장 및 모낭 줄기세포 사멸을 조절하는 단백질 단위의 경로 및 상호작용을 밝혀냈다는 데서 의의를 갖는다. 이는 탈모 치료 및 탈모 예방을 위한 새로운 방향을 제시할 수 있을 것으로 보인다.