과학자들은 방금 흰머리와 암 사이의 놀라운 연관성을 발견했습니다.

멜라닌세포 줄기세포는 스트레스의 종류에 따라 노화되어 흰머리가 나거나, 손상에 저항하여 암세포가 될 수 있습니다. 이 연구 결과는 흰머리와 흑색종이 동일한 세포 결정 과정의 상반된 결과임을 보여줍니다. 출처: Shutterstock

우리 세포는 평생 동안 DNA에 손상을 줄 수 있는 내외부적 영향에 끊임없이 노출됩니다. 이러한 DNA 손상은 노화와 암 발생의 주요 원인으로 잘 알려져 있지만, 과학자들은 오랫동안 그 정확한 연관성을 밝히기 위해 노력해 왔습니다. 특히 DNA가 손상된 줄기세포가 시간이 지남에 따라 조직 건강에 어떤 영향을 미치는지는 더욱 그렇습니다.

멜라닌세포 줄기세포(McSC)는 머리카락과 피부의 색을 담당하는 색소 생성 세포인 멜라닌세포를 생성하는 특수 세포입니다. 포유류에서 이 줄기세포는 모낭의 돌출부-아돌출부 영역(bulge-sub-bulge area)에서 발견됩니다. 이 영역에서는 미성숙 멜라닌세포로 존재하며, 반복적인 재생 과정을 통해 머리카락과 피부의 색을 유지합니다.

DNA 손상이 머리카락을 하얗게 만드는 원인 발견

2025년 10월 6일 Nature Cell Biology 에 온라인으로 게재된 이 연구에서 도쿄대학교의 에미 니시무라 교수와 야스아키 모리 조교수가 주도한 연구는 맥줄기세포(McSC)가 다양한 유형의 DNA 손상에 어떻게 반응하는지 탐구했습니다. 연구진은 마우스에서 장기간의 계통 추적과 유전자 발현 프로파일링을 통해 맥줄기세포가 DNA 이중 가닥 절단을 경험하면 노화-연계 분화(seno-differentiation)라는 과정을 겪는다는 것을 발견했습니다. 이 상태에서 줄기세포는 영구적으로 성숙하여 결국 소실되고, 이로 인해 머리카락이 새치가 됩니다. 이 과정은 p53-p21 신호 전달 경로의 활성화에 의해 제어됩니다.

McSC가 7,12-디메틸벤즈(a)안트라센이나 자외선 B를 포함한 특정 발암 물질에 노출되면 동일한 보호 경로를 따르지 않습니다. DNA 손상이 있더라도 이 세포들은 세포분화를 피하고 계속해서 스스로 재생합니다. 대신 주변 조직과 표피에서 방출되는 KIT 리간드 신호의 도움을 받아 클론적으로 증식합니다. 이러한 니치(niche) 유래 신호는 보호 분화 반응을 차단하여 줄기세포를 암 발생 위험 상태로 만듭니다.

상반되는 세포 운명: 백발 또는 암

니시무라에 따르면, "이러한 연구 결과는 동일한 줄기세포 집단이 스트레스 유형과 미세환경 신호에 따라 소진이나 증식이라는 상반된 운명을 겪을 수 있음을 보여줍니다." 그녀는 또한 "이 연구 결과는 백발과 흑색종을 무관한 사건이 아니라 줄기세포 스트레스 반응의 서로 다른 결과로 재구성합니다."라고 덧붙였습니다.

연구진은 이번 연구 결과가 흰머리가 생긴다고 해서 암이 예방된다는 것을 의미하지는 않는다고 강조합니다. 오히려, 세포 분화(seno-differentiation)는 손상된 줄기세포가 해로워지기 전에 제거하는 스트레스 유발 방어 기제 역할을 하는 것으로 보입니다. 이러한 보호 장치가 작동하지 않거나 우회될 경우, 손상된 세포는 생존하여 잠재적으로 흑색종으로 이어질 수 있습니다.

노화, 암, 세포 자기 파괴의 연결

줄기세포가 보호적 소진을 겪는지, 아니면 위험한 증식을 겪는지를 결정하는 분자 경로를 밝혀냄으로써, 이 연구는 조직 노화의 생물학과 암 형성을 연결합니다. 또한 악성으로 변할 수 있는 세포를 희생시켜 암을 예방하는 생물학적 과정인 "세놀리시스(senolysis)"를 통해 손상된 줄기세포를 자연적으로 제거하는 것의 가치를 강조합니다.

EKN은 과학 연구를 위한 JSPS 지원금(S)(25H00439), AMED CREST 프로젝트(JP22gm1710003-JP25gm1710003), 노화와 장수의 메커니즘을 규명하고 제어하기 위한 AMED 프로젝트(JP17gm5010002-JP21gm5010002), 세계를 선도하는 백신 연구 개발 센터를 위한 AMED SCARDA 일본 이니셔티브(JP223fa627001), 과학 연구를 위한 JSPS 지원금(A)(20H00532), 혁신 분야 '줄기세포 노화 및 질병'에 대한 과학 연구를 위한 JSPS 지원금(26115003), 2025 회계연도에 선정된 국제 공동 연구 프로젝트(번호: K25-1185).

야스아키 모리(Yasuaki Mohri)는 젊은 과학자를 위한 JSPS 지원금(18K15114)과 과학 연구를 위한 JSPS 지원금(C)(25K10315)의 지원을 받았습니다.

준 세이타는 노화와 장수의 메커니즘을 규명하고 제어하는 ​​AMED 프로젝트(JP19gm5010003, JP20gm5010003)와 과학 연구를 위한 JSPS 지원금(C)(18K08377)의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251025084553.htm