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다중 오믹스 기반 피부 발달 지도 및 종 간 비교 모식도. 쥐의 피부 발달 과정을 정밀 추적한 뒤 사람 태아 데이터와 교차 검증해, 두 종 간에 매우 뚜렷한 상관관계를 보이는 공통 피부 발달 타임라인이 존재함을 확인한 전체 연구 흐름도.

흉터 없는 피부 재생과 탈모 극복의 실마리가 태아 피부 발달 과정에서 포착됐다. 국내 연구진이 단일세포 기반 다중 오믹스 분석을 통해 피부 형성의 정밀 지도를 구축하고, 탈모 치료의 핵심 표적인 입모근(arrector pili muscle, APM)의 기원 세포를 규명했다.

서울대병원 피부과 권오상 교수팀과 서울의대 생화학교실 김종일 교수 공동 연구팀은 쥐와 사람의 피부 발달 과정을 비교 분석해, 재생 능력이 유지되는 결정적 시기와 세포 분화 기전을 확인했다고 15일 밝혔다.

연구팀은 피부 재생 과정이 태아 발달 프로그램을 재현한다는 점에 주목해, 기존 연구의 한계였던 염색질 접근성까지 포함한 다중 오믹스 분석을 수행했다. 쥐 태아(임신 13.5일차)부터 출생 직후(생후 4일차)까지 피부 세포 분화 과정을 추적해 '피부 발달 지도'를 구축하고, 이를 사람 태아 피부 데이터와 정밀 비교했다.

핵심 성과는 입모근의 잠재적 전구 세포를 특정했다는 점이다. 연구 결과, 피부 상층부의 '상부 섬유아세포'가 입모근으로 분화하는 전구 세포로 작용하며, 이 과정은 상위 전사인자 Mef2c가 활성화되면서 하위 유전자 Myocd를 연쇄적으로 유도하는 경로에 의해 조절되는 것으로 나타났다.

입모근은 모낭에 부착돼 모발 줄기세포를 활성화하는 구조로, 임상적으로 탈모 환자의 모발 재생 여부를 좌우하는 핵심 요소로 알려져 있다. 그러나 그동안 발생 기전과 기원 세포는 명확히 규명되지 않았다.

연구팀은 또한 피부 재생 능력 상실 시점에 대한 종 간 대응 관계도 확인했다. 선행 연구에서 쥐는 생후 2일차 전후, 상부 섬유아세포가 특정 조직으로 분화하면서 흉터 없는 재생 능력을 잃는 것으로 나타난 바 있다. 이번 연구에서는 해당 시기가 사람에서는 임신 17주 전후에 해당함을 밝혔다.

실제로 쥐 생후 0~2일차와 사람 태아 임신 17주 피부는 세포 성숙도와 조직 형성 측면에서 높은 유사성을 보였으며, 사람 태아에서도 'MEF2C 발현 상부 섬유아세포'가 확인됐다. 이는 두 종 간 피부 발달 궤적이 밀접하게 일치함을 시사한다.

결과적으로 피부 재생 능력은 세포가 기능적으로 성숙하는 과정에서 급격히 감소하며, 흉터 없는 재생과 모낭 복원을 위해서는 이러한 분화 이전 단계, 즉 임신 17주 이전의 초기 태아 발달 상태에 주목해야 한다는 방향성이 제시됐다.

이번에 구축된 종 간 피부 발달 지도는 향후 모낭 재생 치료와 흉터 없는 상처 치유 기술 개발에 핵심 기반으로 활용될 전망이다. 연구는 보건복지부와 과학기술정보통신부 지원을 받아 수행됐으며, 국제학술지 Experimental & Molecular Medicine에 게재됐다.