미국 앨라배마대학교 버밍햄캠퍼스의 연구팀이 동물실험에서 노화와 연관된 주름과 탈모를 원래 상태로 되돌리는데 성공했다.
앨라배마대학교의 케샤브 싱 박사를 비롯한 연구팀은 생쥐 모델에 대한 실험 결과를 발표했다. 연구팀에 의하면 쥐에서 특정 유전자 돌연변이를 통해 미토콘드리아 기능장애를 유도했을 때 몇 주 안에 피부 주름과 광범위한 탈모가 발생했다.
연구팀은 미토콘드리아 기능장애와 연관이 있는 유전자 변이 스위치를 꺼 미토콘드리아 기능을 회복시킨 결과 쥐의 피부가 개선되고 털이 두꺼워졌으며 같은 나이의 건강한 쥐와 큰 차이가 없는 것으로 관찰됐다고 밝혔다. 싱 박사는 “이러한 관찰 결과는 전례가 없는 것”이라고 강조했다.
이 변이는 미토콘드리아 기능에 영향을 미치는 핵유전자 내에 있다고 한다. 미토콘드리아는 세포 발전소로 불리는 세포 소기관이며 수많은 미토콘드리아가 생존에 필요한 화학적 에너지 세포의 90%를 생산한다.
사람에서 미토콘드리아 기능 감소는 노화 도중에 나타나며 연령관련 질환을 유발할 수 있는 것으로 알려졌다. 미토콘드리아 내 DNA 고갈은 미토콘드리아성 질환, 심혈관질환, 당뇨병, 연령 관련 신경계질환, 암 등과 연관이 있다.
싱 박사는 이 동물 실험의 결과가 “미토콘드리아 기능장애가 중요한 역할을 하는 연령 관련 피부 및 모발의 병적 증상과 질환들을 치료하기 위해 미토콘드리아 기능을 증대시키는 예방적 및 치료적 신약 개발 전략을 발전시키는데 있어 전례 없는 기회를 제공할 것”이라고 강조했다.
연구팀은 쥐 모델에서 변이를 식품 및 음수에 항생제 독시사이클린을 추가해 유도했다. 이는 DNA를 복제하는 효소를 비활성화해 미토콘드리아 DNA 고갈을 야기했다. 실험 4주째 쥐에서 자연적인 노화를 연상시키는 흰머리, 모발 밀도 감소, 탈모, 움직임 저하, 무기력 등이 확인됐다. 주름은 4~8주 이후 나타났으며 중증 피부 주름은 수컷보다 암컷에서 더 많이 관찰됐다.
연구팀은 이 변이 스위치를 껐을 때 탈모와 주름이 극적으로 회복됐다고 전했다. 독시사이클린 중단 후 1개월 뒤에 쥐에서 고갈된 미토콘드리아 DNA의 회복이 나타났다. 연구팀은 변이가 유도됐을 때 다른 장기에서의 변화는 미세한 것으로 나타났다고 부연했다.
변이가 유도된 쥐의 피부에서는 피부 세포의 증가, 비정상적인 외층 비후, 모낭 기능장애, 염증 증가 등 사람의 외인성 노화와 비슷한 측면이 관찰됐다.
외인성 노화는 과도한 햇빛 노출, 장기 흡연 등으로 인한 주름 같은 외부요인으로 인한 노화를 의미한다. 또한 내인성 노화와 비슷한 세포 내 노화 연관 지표의 발현 변화도 나타났다고 한다.
싱 박사는 변이를 되돌렸을 때 미토콘드리아 기능과 피부, 모발의 병적 증상이 회복된 것은 미토콘드리아가 피부 노화 및 탈모를 원상태로 되돌릴 수 있는 조절물질이라는 것을 보여준다며 놀라운 결과라고 강조했다.
그러면서 “미토콘드리아-핵 누화의 기저에 있는 후성유전적 메커니즘이 정상적인 피부 및 모발 표현형 회복에 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다”고 전했다.
이어 “미토콘드리아 DNA 회복을 통해 다른 장기의 표현형 변화도 일어나는지 알아보기 위한 추가적인 실험이 필요하다”고 덧붙였다.
이 연구 자료는 지난 20일 국제학술지 세포 사멸과 질병(Cell Death & Disease)에 게재됐다.
