당 대사 조절을 통해 피부 노화를 늦추는 기술이 아주대 피부노화 연구팀과 글로벌 기업 샤넬(CHANEL) 연구팀에 의해 개발됐다.
강희영·박영준·김진철 아주대병원 피부과 교수와 박태준 아주대 의대 생화학교실 교수 연구팀은 샤넬(CHANEL) 연구팀과 공동으로 피부 색소세포인 ‘멜라닌세포’의 노화가 진행되는 과정에서 세포 내 당 대사 변화가 발생하며, 멜라닌소체의 전달 기능 장애로 멜라닌색소 축적 현상이 나타남을 최초로 규명했다고 밝혔다.
멜라닌세포는 눈동자·머리카락을 비롯해 피부 색깔을 결정하는 데 핵심적인 역할을 맡고 있다.
서양인과 동양인의 외모가 다른 건 멜라닌세포 구성 등이 차이가 있기 때문이다. 멜라닌세포에서 생성되는 멜라닌소체는 멜라닌세포가 만든 멜라닌색소를 피부 표피 내 각질 형성 세포로 전달한다. 오랫동안 자외선에 노출되면 피부 멜라닌세포도 노화해 피부 탄력이 떨어지고 색깔이 변하는 등 피부 상태도 나빠진다.
이번 연구 결과, 노화한 멜라닌세포는 정상 멜라닌세포에 비해 이곳에서 생성되는 멜라닌색소와 멜라닌소체의 함량이 높은 것으로 나타났다.
노화 표현형 유전자 발현이 증가하고 멜라닌소체 전달 기능과 관련 유전자와 단백질은 줄어든 것으로 파악됐다. 반면 멜라닌 합성 능력은 변화하지 않아 멜라닌세포 노화 현상이 멜라닌소체 전달 기능 장애에 따른 것임이 확인됐다.
연구팀은 단일 세포 전사체 분석을 통해 정상 멜라닌세포가 노화 상태로 변환하는 전환점(turning point)이 있음을 처음으로 규명했다. 이 전환점을 기준으로 포도당 분해 등 당 대사와 멜라닌소체의 기능적 변화가 발생했다는 것이다. 이를 조절하는 물질인 ‘2-디옥시-D-글루코스(2-Deoxy-D-glucose, 2-DG)’를 기반으로 한 멜라닌세포의 노화 지연 기술을 최초로 개발하기도 했다.
연구팀에 따르면 이를 활용한 ‘대사 과정 재프로그래밍’을 통해 멜라닌세포 노화를 늦추고, 멜라닌소체 전달 기능 및 멜라닌색소·소체 함량은 정상 회복한 것으로 나타났다.
강희영 교수는 “이번 연구는 피부 노화와 관련해 그동안 밝혀지지 않았던 멜라닌세포의 노화 메커니즘과 이 세포의 새로운 특징을 처음으로 밝혔다는 데 의의가 있다”고 했다.
박태준 교수는 “이번 연구로 당 대사 조절을 통해 피부 멜라닌세포 노화를 억제할 수 있음을 새로 확인한 만큼 앞으로 피부 노화를 정복하는 데 중요한 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대한다”고 했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘테라노스틱스(Theranostics)’ 온라인판에 실렸다.