많은 남성은 나이가 들면서 탈모를 경험한다. 이는 모발을 만드는 기관인 모낭에서 세포를 분화하는 줄기세포가 점차 사라지면서 일어나는 현상이지만, 이런 세포가 왜 노화에 의해 사라지는지 그 메커니즘은 이전까지 제대로 알려지지 않았다.

그런데 미국 노스웨스턴대 연구진이 살아있는 생물의 줄기세포가 노화와 함께 어떻게 되는지를 추적 관찰해 그 세포가 원래 있어야 하는 위치에서 이동하면서 환경에 적응하지 못해 사멸한다는 사실을 밝혀냈다.

이는 줄기세포를 고정하는 접착제 같은 성분이 사라진 탓인데 연구진은 이 성분을 만드는 유전자도 확인했다. 즉 이 유전자를 원래대로 돌릴 수만 있다면 탈모 현상을 역전시킬 수도 있다는 것이다.

모발은 항상 자라고 빠지는 현상을 반복한다. 이는 모낭이 항상 모발을 만들면서 일어나는 현상이지만, 빠진 머리가 다시 나지 않는 이유는 모낭이 모발을 생성하는 기능을 잃고 있기 때문이다.

좀 더 자세히 설명하면 모발은 모낭 맨 아래 돌출부인 벌지(bulge) 영역에 있는 모낭 줄기세포가 분화한 모모세포에서 생성된다. 즉 이론적으로는 모낭 줄기세포를 유지해야 탈모를 되돌릴 수 있는 것이다.

지금까지의 연구로는 젊은 시절 많이 있던 모낭 줄기세포가 노화 뒤 감소하고 있었다는 사실이 확인됐다. 하지만 살아있는 동물의 노화 과정을 직접 추적한 사람은 이전까지 없어 노화로 인해 실제로 무슨 일이 일어나는지는 제대로 알지 못했다.

그래서 이 연구에서는 탈모인의 모델로 산 쥐를 이용해 줄기세포의 변화를 실시간으로 관찰하는 실험이 시행됐다.연구진은 쥐의 모낭 줄기세포에 녹색의 형광 단백질로 표시하고 이를 장파장 레이저로 며칠간 반복해서 관찰했다. 때에 따라서는 모낭 1개를 26일간 계속해서 관찰해 모낭 파괴의 전체 과정을 관찰하는 데 성공했다. 이를 통해 연구진이 관찰한 사실은 줄기세포가 모낭에서 탈출하고 있는 것이었다.

지금까지 연구에서는 많은 과학자가 탈모 원인은 모낭 줄기세포가 사멸하거나 노화로 세포 분열을 할 수 없게 된 경우에 일어난다고 생각했다.

연구 주저자인 루이 이 박사는 “이 연구에서도 세포 사멸은 확인됐기에 지금까지의 연구에서 제시한 이론을 부정하는 것은 아니다. 다만 우리 연구는 모낭 내 상황이 생각했던 것과 조금 다르다는 점을 보여준다”면서 “이는 모낭 줄기세포가 노화와 함께 모낭에서 진피로 탈출하는 것”이라고 설명했다. 이어 “이로 인해 모낭 줄기세포가 크게 줄어 그 점이 모발이 얇아지는 원인이 됐다는 것”이라고 덧붙였다.

모낭 줄기세포는 모낭이라는 미세 환경 속에서 기능하는 세포다. 그래서 진피로 이동한 줄기세포는 결국 달라진 환경에 적응하지 못하고 죽게 된다는 것이다. 그렇다면 왜 모낭 줄기세포는 모낭에서 탈출해 버리는 것일까?

연구진은 젊은 쥐와 늙은 쥐 사이의 유전자 발현 수준을 비교했다. 그 결과 늙은 쥐에서는 모낭 줄기세포의 접착에 관련한 유전자의 발현이 적어지고 있는 것으로 나타났다.

즉 모낭 줄기세포에는 올바른 위치에 세포를 고정하는 접착제 같은 성분이 있지만, 이는 노화와 함께 사라져 모낭 줄기세포가 본래 위치에서 어긋나 진피로 이동해 죽게 된다는 것이다.

이 사실을 확인하기 위해 연구진은 자신들이 확인한 세포 접착 유전자인 ‘FOXC1’과 ‘NFATC1’을 발현할 수 없도록 만든 쥐의 상태를 관찰했다. 그러자 그 쥐는 생후 4개월쯤 털이 빠지기 시작해 12~16개월 안에 모두 다 빠져버렸다.

이는 세포 접착에 관련한 두 유전자가 탈모의 원인일 가능성을 시사한다.

이에 따라 연구진은 해당 유전자들을 복구함으로써 모발이 다시 자랄 수도 있다고 보고 추가 연구를 진행하고 있는 것으로 전해졌다.

이번 연구는 모발이나 조직이 어떻게 노화하는지에 관한 새로운 통찰력을 제시한다. 만일 추가 연구가 잘 진행된다면 탈모를 치료할 수 있을지도 모른다.

자세한 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 에이징’(Nature Aging) 최신호(10월 4일자)에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr