탈모 치료, ‘심는 것’ 넘어 ‘새 모낭 재생’ 가능성 열렸다

기사의 이해를 돕기 위한 이미지./사진=클립아트코리아

탈모 치료가 기존의 약물이나 모발이식 중심에서 벗어나 손상된 피부에서 새로운 모낭을 만들어내는 방향으로 발전할 가능성이 제시됐다. 국내 연구팀이 모낭의 복잡한 구조와 세포 간 상호작용을 재현한 인공 피부를 개발하고, 동물실험에서 실제 새로운 모낭이 형성되는 것을 확인한 것이다.

중앙대학교병원은 피부과 김범준·성형외과 강신혁 교수와 연세대학교 화공생명공학과 고원건 교수 연구팀이 자가치유 하이드로젤을 활용한 모듈형 인공 피부 제작 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

모낭은 털을 만들고 성장시키는 피부 속 조직으로, 정상적인 모낭이 형성되기 위해서는 상피세포와 진피세포가 특정한 공간에서 정교하게 상호작용해야 한다. 그러나 기존 조직공학 기술로는 모낭의 복잡한 3차원 구조와 세포 간 상호작용을 동시에 구현하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 손상되거나 절단돼도 소재 자체의 특성으로 다시 결합할 수 있는 ‘자가치유 하이드로젤’을 활용했다. 모낭 형성에 적합하도록 약 32kPa의 기계적 강도를 갖는 하이드로젤을 설계하고, 서로 다른 세포가 포함된 조직 모듈을 별도로 만든 뒤 결합하는 방식이다.

먼저 진피유두와 각질형성세포로 구성된 스페로이드가 포함된 하이드로젤 모듈과 진피 섬유아세포가 포함된 하이드로젤 모듈을 각각 제작했다. 이후 두 모듈을 수직으로 배치하자 하이드로젤의 자가치유 특성에 따라 자연스럽게 융합되면서 표피와 진피를 모사한 이중층 구조가 형성됐다.

연구팀은 이 구조에서 세포 간 상호작용이 촉진되고 모낭 형성 신호가 강화되는 것을 확인했다. 체외 실험에서는 실제 모낭과 유사한 형태적 변화가 나타났으며, 임상에서 사용되는 탈모 치료제에 대해서도 실제 조직과 유사한 약리학적 반응을 보였다.

동물실험에서는 새로운 모낭 형성까지 확인됐다. 연구팀이 제작한 이중층 구조물을 동물 피부에 이식한 결과 상처 치유가 빨라졌으며 새로운 모낭이 형성되는 ‘신생 모낭 재생(de novo hair follicle regeneration)’이 유도됐다. 이 과정에서 이식된 인간 세포가 실제 모낭 재생에 직접 기여한다는 점도 확인했다.

연구팀은 이번 기술이 향후 개인 맞춤형 모낭 재생 치료뿐 아니라 새로운 탈모 치료 후보물질을 대규모로 평가하는 약리 스크리닝 플랫폼으로 활용될 가능성이 있다고 설명했다.

다만 이번 연구는 모낭 재생 가능성을 동물실험에서 확인한 단계로, 곧바로 사람의 탈모 치료에 적용할 수 있는 기술이 개발됐다는 의미는 아니다. 실제 환자 치료에 활용되기 위해서는 사람을 대상으로 한 안전성·유효성 검증 등 추가 연구가 필요하다.

연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈(Advanced Healthcare Materials)’에 최근 게재됐다.