과학자들은 모발 세포가 피부를 더 빨리 치유하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 발견했습니다.

세린 수치 감소는 모낭 줄기세포에게 모발 성장을 멈추고 상처 치유를 시작하도록 지시합니다. 스트레스에 의한 이러한 변화는 식단이나 약물을 통해 피부 치유를 촉진하는 새로운 길을 열어줄 수 있습니다. 출처: Shutterstock

피부에는 표피 줄기세포와 모낭 줄기세포, 두 가지 주요 유형의 성체 줄기세포가 있습니다. 일반적으로 각 유형은 명확한 역할을 합니다. 하나는 피부를 유지하고 다른 하나는 모발 성장을 촉진합니다. 그러나 록펠러 대학교의 연구에 따르면 모낭 줄기세포(HFSC)는 놀라울 정도로 적응력이 뛰어납니다. 피부가 손상되면 이 세포들은 모발을 성장시키는 역할에서 상처 치유를 돕는 역할로 전환될 수 있습니다.

그러면 그들에게 전환할 때가 왔다는 것을 알려주는 것은 무엇일까?

세포 행동을 변화시키는 스트레스 신호

록펠러 연구팀은 이러한 변화의 핵심 신호를 밝혀냈습니다. 모낭 줄기세포는 통합 스트레스 반응(ISR)이라고 불리는 세포 경보 시스템에 반응하는데, 이는 에너지를 보존하고 생존 과제에 집중하는 데 도움이 됩니다.

피부에서 이러한 스트레스 반응은 육류, 곡물, 우유와 같은 흔한 식품에서 발견되는 비필수 영양소인 아미노산 세린과 관련이 있습니다. Cell Metabolism 에 발표된 연구에서 과학자들은 세린 수치가 감소하면 ISR이 활성화되고 모발 생성이 둔화된다는 것을 보여주었습니다. 피부에도 상처가 생기면 ISR이 더욱 증가하여 모발 성장을 완전히 멈추고 세포가 손상된 조직 복구에 집중할 수 있도록 합니다. 이러한 우선순위의 변화는 피부 회복을 촉진합니다.

"세린 결핍은 세포의 운명을 피부 쪽으로, 그리고 머리카락에서 멀어지게 미세하게 조절하는 매우 민감한 세포 '다이얼'을 작동시킵니다."라고 제1저자인 제시 노박은 설명합니다. 그는 와일 코넬 대학교 삼기관 MD-PhD 프로그램의 MD-PhD 학생이자 록펠러 대학교 일레인 푹스 연구실의 전 박사 과정생입니다. "이번 연구 결과는 식단이나 약물을 통해 세린 수치를 조절함으로써 피부 상처 치유 속도를 높일 수 있음을 시사합니다."

성체 조직은 줄기세포에 의존하여 균형을 유지합니다. 즉, 죽은 세포를 대체하고 손상된 조직을 복구하는 것입니다. 하지만 과학자들은 이러한 세포들이 다양한 활동 중에 에너지와 영양소를 어떻게 관리하는지에 대해서는 아직 잘 알지 못합니다. 노박과 그의 연구팀은 줄기세포의 정상적인 기능을 유지하는 대사 요인과 상처를 치유하기 위해 줄기세포가 어떤 변화를 보이는지 이해하고자 했습니다.

"우리가 겪는 대부분의 피부 상처는 피부의 윗부분을 파괴하는 찰과상 때문에 발생합니다."라고 노박은 말합니다. "이 부위에는 일반적으로 상처 회복을 담당하는 줄기세포가 많이 있습니다. 하지만 이 세포들이 파괴되면 모낭 줄기세포가 회복을 주도하게 됩니다."라고 노박은 말합니다. "이러한 사실을 바탕으로, 상처 치유 과정에서 이러한 피부 세포를 추적하는 것이 대사산물이 이 과정을 전반적으로 조절하는지, 그리고 어떻게 조절하는지 검증하는 데 매우 좋은 모델이 될 것이라고 생각했습니다."

머리카락과 피부를 넘어선 세린의 역할

Fuchs 연구실의 이전 연구에 따르면 전암성 피부 줄기세포가 순환하는 세린에 의존하게 될 수 있으며, 식단에서 세린 섭취를 제한하면 이러한 세포가 암으로 변하는 것을 막는 데 도움이 된다는 사실이 밝혀졌습니다. 이러한 연구 결과는 세린이 세포 행동에 미치는 강력한 영향을 강조했으며, 심지어 세린이 없는 식단을 암 치료제로 시험하는 연구에도 영감을 주었습니다.

그러나 세린 감소가 건강한 조직에 어떤 영향을 미치는지는 여전히 불분명했습니다. 이를 탐구하기 위해 노박은 정상적인 줄기세포 활동에서 세린의 역할과 세린 결핍이 재생에 어떤 영향을 미치는지에 초점을 맞췄습니다.

연구진은 모낭 줄기세포가 대사 스트레스에 어떻게 반응하는지 연구했습니다. 쥐에게 세린을 섭취시키지 않거나, 유전적 방법을 사용하여 모낭 줄기세포가 자체적으로 세린을 생성하지 못하도록 막았습니다. 두 경우 모두, 세린이 조직 상태의 불균형을 감지하는 시스템인 ISR과 직접 소통한다는 결과가 나왔습니다.

세린 수치가 낮으면 모발 성장에 상당한 에너지가 필요하기 때문에 성장 속도가 느려집니다. 상처가 생기면 ISR이 더욱 강력하게 활성화되어 모발 재생보다 치유를 우선시합니다. 다시 말해, 스트레스가 증가하면 피부의 회복 메커니즘이 우선시됩니다.

"털이 빠지는 것을 좋아하는 사람은 없지만, 스트레스가 많은 시기에 생존하기 위해서는 표피를 회복하는 것이 무엇보다 중요합니다."라고 푸크스는 말합니다. "털이 빠진 부분은 동물에게 위협이 되지 않지만, 아물지 않은 상처는 위협이 됩니다."

세린을 추가로 섭취하면 모발 성장에 도움이 될까?

연구팀은 낮은 세린 수치가 줄기세포 행동에 영향을 미친다는 것을 확인한 후, 그 반대의 경우를 생각해 보았습니다. 세린 수치를 높이면 모발 성장에 도움이 될 수 있을까요? 답은 '아니요'인 것으로 보입니다. 신체는 세린 수치를 엄격하게 조절하며, 쥐에게 평소보다 6배 많은 세린을 섭취시켰을 때에도 수치는 약 50%만 증가했습니다.

"하지만 줄기세포가 스스로 세린을 생성하는 것을 막고 세린 함량이 높은 식단을 통해 손실을 보충하면 모발 재생을 부분적으로 회복할 수 있다는 것을 확인했습니다."라고 노박은 덧붙였습니다.

연구진은 다음으로 세린 섭취량을 줄이거나 세린 수치나 ISR 경로에 영향을 미치는 약물을 사용하여 상처 치유를 개선할 수 있는지 조사할 계획입니다. 또한 다른 아미노산도 유사한 효과를 나타내는지 시험할 계획입니다.

"전반적으로 줄기세포가 스트레스 수준에 따라 세포의 운명을 결정하는 능력은 자원이 부족한 시기에 조직이 재생 능력을 최적화하는 방법에 광범위한 영향을 미칠 가능성이 높습니다."라고 푸크스는 말합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251107010248.htm