실험쥐의 머리카락을 반복해서 뽑아 모낭을 강제적으로 노화시켜 버리는 실험에서 색소를 만드는 세포가 모낭 안을 이동하면서 성숙과 회춘을 반복하는 독특한 능력을 가지고 있는 점과 그 능력을 잃어버리면서 흰머리가 되어 버리는 메커니즘이 밝혀졌습니다.
Scientists May Have Finally Worked Out Why Hair Turns Gray – And Possibly How to Stop It : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/scientists-may-have-finally-worked-out-why-hair-turns-gray-and-possibly-how-to-stop-it
Scientists May Have Finally Worked Out Why Hair Turns Gray – And Possibly How to Stop It
Scientists studying hair follicles in mice may have finally uncovered a mechanism behind how and why hair turns gray, which could one day lead to potential new ways to stop or reverse the process.
www.sciencealert.com
Dedifferentiation maintains melanocyte stem cells in a dynamic niche | Nature
https://doi.org/10.1038/s41586-023-05960-6
Study Links ‘Stuck’ Stem Cells to Hair Turning Gray | NYU Langone News
https://nyulangone.org/news/study-links-stuck-stem-cells-hair-turning-gray
이전부터 흰머리의 원인은 '멜라노사이트'라는 특수한 색소세포의 부족으로 알려졌습니다. 그러나 왜 이것이 부족해져 버리는지, 흰머리가 되는 것을 막으려면 어떻게 하면 좋은 것인지에 대해서는 알지 못했습니다.
이 문제를 규명하기 위해 뉴욕대학의 연구팀은 우선 멜라노사이트 줄기세포라는 세포에 주목했습니다. 연구팀에 따르면 이 멜라노사이트 줄기세포는 머리카락이 자라는 모낭에 멜라노사이트를 공급하여 머리카락을 색 입히는 역할을 담당하고 있다는 것. 멜라닌세포 줄기세포는 털이 자라는 동안 모낭의 상부에 있는 모낭 벌지(Bulge)라는 부분에서 대기하고 있습니다만, 털이 빠진 후 새로운 머리의 성장이 시작되면 다시 성장구획으로 이동해 멜라노사이트를 공급합니다.
연구팀이 실험쥐 머리털을 여러 번 강제적으로 뽑아 노화시키는 실험을 실시했습니다. 그 결과, 모낭 벌지에서 정체된 멜라노사이트 줄기세포가 증가한 것이 확인되었습니다. 멜라노사이트 줄기세포가 노화에 의해 운동성이 상실되고 모낭 벌지 안에서 움직일 수 없게 되면 성장 중의 머리에 멜라노사이트를 공급할 수 없게 되어 흰머리의 원인이 됩니다.
한편 모낭 벌지와 모유두 사이를 계속 왕복한 멜라노사이트 줄기세포는 실험쥐의 수명에 해당하는 2년 간 재생능력이나 멜라노사이트로의 성숙능력, 색소를 생성하는 기능을 유지했습니다.
이 실험쥐에서의 실험결과에 대해 연구팀의 Qi Sun 씨는 “이 실험결과는 멜라노사이트 줄기세포가 어떻게 머리카락을 착색시키는지에 대한 기본적인 이해를 깊게 하는 것입니다. 멜라노사이트 줄기세포의 위치가 고정되어 버리는 현상은 인간에게도 존재할 수 있습니다. 그렇다면 정체된 세포가 발달 중인 모낭 구획 사이를 다시 이동할 수 있도록 도와줌으로써 인간의 흰머리를 복구하거나 예방할 수 있는 가능성이 보였습니다"라고 설명했습니다.
다음은 핑크색 멜라노사이트 줄기세포가 휴지기(왼쪽)에서 초기 성장기(오른쪽)로 변화할 때의 모습을 나타낸 것입니다.
이번 연구에서는 그 밖에도 멜라노사이트 줄기세포에는 멜라노사이트를 생성하는 과정에서 TA세포(transit-amplifying cell)로 분화한 후 또 줄기세포로 돌아가는 특수한 능력이 있는 것으로 나타났습니다.
TA세포는 멜라노사이트와 멜라노사이트 줄기세포의 중간상태와 같은 형태이지만 보통 줄기세포는 TA세포가 되면 되돌릴 수 없습니다. 한편 멜라노사이트 줄기세포는 발육 중인 모낭 속을 이동하는 과정에서 다양한 신호가 되는 단백질에 노출됨으로써 줄기세포와 TA세포 사이를 왕래할 수 있다는 것. 그러나 모낭 벌지로부터 움직일 수 없게 된 멜라노사이트 줄기세포는 이 사이클로부터 분리되기 때문에 멜라노사이트를 공급할 수 없게 되어 버립니다.
머리카락의 발달에 따라 이동하는 것은 멜라노사이트 줄기세포의 특유한 성질인데, 예를 들어 머리카락을 만드는 모낭 줄기세포는 이동을 하지 않아도 모낭세포로 이행할 수 있으므로 멜라노사이트 줄기세포가 없어져 버려도 새로운 머리카락, 즉 흰머리를 생길 수 있습니다.
연구책임자인 뉴욕대학 그로스만 의학부 이토 마유미 씨는 “흰머리가 자라거나 머리카락의 색깔이 빠지는 원인은 멜라노사이트 줄기세포의 카멜레온적인 기능의 상실에 있다고 생각되는데 멜라노사이트 줄기세포의 운동성과 가역적인 분화가 머리카락의 건강과 색을 유지하는 열쇠임을 시사한다"라고 설명했습니다.
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