분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2008-01-30 16:57:52 , Hit : 4833
 모발 성장을 조절하는 단백질

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2008-01-27
  
줄기세포가 드물게 분열하는 것은 불필요한 마모로부터 스스로를 보호하기 위한 것이라고 생각되어 왔지만, 록펠러 대학 연구팀이 줄기 세포 분열에 제동을 거는 단백질을 밝혀내고 줄기 세포가 조직을 재생하는 능력을 유지하기 위해 필요로 하는 것이 무엇인지를 고찰하는 새로운 연구 결과를 1월 25일자 학술지 “Cell”에 보고하였다. 이번 연구 결과는 얇아지는 모발에 대한 새로운 치료법의 핵심이 될지 모른다.

연구팀은 기존 연구에서 NFATc1(nuclear factor of activated T cells 1) 단백질이 모낭의 줄기 세포 영역에서 높게 발현되는 소수의 단백질 중 하나라는 것을 발견했다. 이 단백질의 주요 기능은 면역세포의 분화와 면역반응의 조절로 알려져 있으며, 골모 세포에서도 존재하고, 구조적인 변화를 통해 뼈의 성장을 촉진한다는 연구 결과도 보고된 바 있다. (GTB2006060224)

연구팀은 NFATc1을 억제하는 특이적 면역억제제인 사이클로스포린 A(cyclosporine A)라는 약물이 지나치게 모발을 성장시키는 부작용을 일으킨다는 임상 연구 결과를 바탕으로 약물의 부작용과 모낭의 줄기 세포에서 NFATc1의 양 사이에 연관성이 있다는 것을 밝혀냈다.

사이클로스포린A를 투여한 쥐는 대조군에 비해 무척 빠른 속도로 털이 자랐는데, 연구자들은 이 과다한 모발 성장이 모낭에서 줄기 세포의 증가된 활성에 기인한다는 것을 보였다. 모발 주기는 줄기 세포가 활동을 멈춘 휴지기에서 줄기 세포가 증식하는 성장 주기로 바뀌었다.

연구자들은 줄기 세포가 그들의 다능한 성질을 유지하기 위해, 휴식을 필요로 하지 않는 다는 것을 알고 놀랐다. 줄기 세포의 드문 증식은 모발 상실로 이어지는 결손이나 돌연변이로부터 그들을 보호하기 위한 것이라고 생각했기 때문이다. 그러나 휴지기가 반드시 꼭 필요한 것은 아니다. 이런 줄기 세포는 대단히 증식적이지만, 그들은 여전히 줄기 세포의 성질을 유지하고 있었다.

연구팀은 또한 유전적으로 조작된 쥐를 이용해, NFATc1 단백질이 결여된 줄기 세포에서 어떤 일이 일어나는 지를 연구했다. NFATc1 발현이 결핍된 쥐는 바로 사이클로스포린A를 처리한 털 많은 쥐처럼 보였다. NFATc1의 상실은 모발 주기를 멈추지 않아 휴지기를 짧게 하고 시기적으로 빠른 성장 상태로의 유입을 촉진한다.

이러한 과정을 매개하는 기전에서, 연구팀은 NFATc1라는 전사인자가 특정 점검시점에서 세포 주기가 진행되도록 신호를 주는 유전자의 발현을 차단한다는 것을 알았다. 신호를 차단하는 것을 이용해 NFATc1는 줄기 세포가 분열하는 것을 막아, 불필요한 마모를 방지한다. 사이클로스포린A를 처리한 세포는 빠른 전사인자의 상실로 인해 점검시점에서 세포주기가 진행되는 방향으로 바뀌게 된다.

사람은 나이가 들면서, 모발 주기의 휴지기는 점점 더 길어져서 줄기 세포는 드물게 증식하고 모발은 예전 같은 속도로 자라지 못한다. 록펠러 교수이자 하워드 휴즈 연구소 연구원인 랜스필드는 세포를 자극시키기 위해 사이클로스포린A보다 국소적이고 더 특이적인 NFATc1 억제제를 사용할 수 있다면 새로운 모발 성장의 촉진시킬 수 있고, 나이 든 쥐에서 NFATc1의 활성을 차단함에 의해 어느 정도까지 그들의 모낭을 더 어린 상태로 되돌릴 수 있을 것이라고 말했다.

NFATc1이 결핍된 증식하는 줄기 세포는 종양 형성의 증가로 이어지지 않았다. 이것은 줄기 세포 활성의 촉진의 위험한 부산물이 될 수 있는 종양 발생의 조짐을 수반하지 않고 모발 주기를 활성화 시킬 있는 첫 사례이다. 만약 종양발생을 촉발하지 않고 모낭의 줄기 세포의 활성 과정을 통제할 수 있다면, 큰 진보가 될 것이다.







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