포스텍 “피부도 미리 준비한다”···상처 전 재생 유도하는 세포 원리 규명

POSTECH(포항공과대학교) 연구진이 상처가 생기기 전부터 피부 조직이 미리 재생을 준비하도록 유도하는 새로운 세포 작동 원리를 밝혀냈다.

POSTECH 생명과학과·융합대학원 최세규 교수 연구팀과 김종경 교수 연구팀은 기초과학연구원, 가톨릭대학교, 미국 워싱턴대학교와의 공동연구를 통해 ‘부분적·모자이크 리프로그래밍’이 피부 재생을 촉진하는 메커니즘을 규명했다고 밝혔다.

해당 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 게재됐다.

피부는 외부 환경에 가장 먼저 노출되는 조직으로, 일반적으로 작은 상처는 빠르게 회복되지만 당뇨병 환자나 고령자의 경우 회복이 지연되는 문제가 있다. 

이를 개선하기 위해 주목받아온 ‘세포 리프로그래밍’ 기술은 세포를 초기 상태로 되돌려 재생 능력을 높이는 방식이지만, 과도한 초기화로 인해 종양 발생 위험이 있어 실제 치료 적용에는 한계가 있었다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 ‘완전 초기화’ 대신 일부 세포만을 선택적으로, 그리고 부분적으로 되돌리는 전략을 도입했다. 

이른바 ‘부분적·모자이크 리프로그래밍’ 방식으로, 세포를 완전히 초기화하지 않고 보다 젊은 상태로만 유도해 안정성과 효과를 동시에 확보했다.

동물 실험 결과, 상처가 없는 상태에서도 피부 조직이 ‘재생 준비 모드’로 전환되는 현상이 확인됐다. 리프로그래밍된 일부 세포가 ‘PI3K-AKT’, ‘EGFR’, ‘HIF-1α’ 등 핵심 생체 신호를 활성화하면서 주변 정상 세포와 면역세포, 조직 미세환경까지 변화시키는 것으로 나타났다.

실제로 상처가 발생했을 경우, 새로운 피부 세포층 형성이 빠르게 진행됐고 혈관 생성과 면역 반응도 효과적으로 조절됐다. 그 결과 상처 치유 속도가 향상되고 흉터 형성도 감소했으며, 특히 당뇨 환경에서도 재생 능력이 크게 개선된 것으로 확인됐다.

최세규 교수는 “세포 개별 변화에 그치지 않고 세포 간 신호 전달을 통해 조직 전체 상태를 바꿀 수 있음을 입증한 연구”라고 설명했다. 

제1저자인 곽민준 씨는 “이번 연구가 만성 상처 치료와 항노화 기술 개발은 물론, 기능성 소재 및 재생의학 분야 발전에 중요한 기반이 될 것”이라고 기대를 밝혔다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 보건복지부의 재생치료 기술개발사업 등 다양한 국가 연구 지원을 받아 수행됐다.