과학기술정보통신부는 연세대 최강열 교수 연구팀이 윈트신호전달계(Wnt signaling pathway)를 조절하여 모발 생성을 억제하는 단백질(CXXC5)을 발굴하고, 이를 타깃으로 하는 재생성 발모제를 개발 중에 있다고 밝혔다.

과학기술정보통신부 기초연구지원사업(집단연구)의 지원을 받아 수행한 연구는 피부과학 분야 국제학술지 저널 오브 인베스티게이티브 더마톨로지(Journal of Investigative Dermatology) 10월 20일 됐으며, 저널 동일 호에서 루이스 갈자 교수(Luis A. Garza, 존스홉킨스 대학)가 연구의 중요성을 언급했다.    

※ 논문명 : Targeting of CXXC5 by a Competing Peptide Stimulates Hair Re-growth and Wound-Induced Hair Neogenesis    ※ 저자정보 : 최강열 교수(교신저자, 연세대), 이성훈 박사(제1저자, 연세대)

머리카락 성장속도를 조절하는 기존 탈모치료제는 이미 진척된 탈모에 효능이 없고 남성호르몬 억제에 따른 부작용이 있어, 이를 극복할 새로운 치료제가 필요했다. 최근 윈트신호전달계(Wnt signaling pathway)가 발모 및 모발 줄기세포 활성화에 중요한 역할을 한다고 보고되었지만, 발모를 조절하는 단백질이나 구체적인 조절과정에 대해서는 알려지지 않았다.

이에 최강열 교수 연구팀은 CXXC5(CXXC-type zinc finger protein 5) 단백질이 디셰벌드(Dishevelled) 단백질에 결합하여 윈트신호전달계(Wnt signaling pathway)의 활성을 저해하고, 이는 모발 형성을 저해한다는 것을 생쥐모델 실험과 인간 모유두세포 연구를 통해 밝혔다.

또한 CXXC5(CXXC-type zinc finger protein 5)와 디셰벌드(Dishevelled) 단백질의 결합을 방해하는 물질(PTD-DBM)을 개발했으며, 이 물질을 윈트 활성화제와 함께 인간세포나 생쥐에게 처리 시 성체줄기세포 활성화와 함께 새로운 모낭이 재생되는 ‘재생성 발모효과’를 나타냄을 밝혀냈다.

최강열 교수는 “이 연구는 모발 형성 조절에 관련된 단백질을 발굴하고, 이를 제어하여 모발 재생을 촉진하는 신물질을 개발한 것”이라며 “개발된 물질은 혁신신약(first-in-class) 약물로써 대머리 치료는 물론 피부조직의 손상까지 재생시키는 치료제 개발에 기여할 것으로 기대된다”고 연구의 의의를 설명했다.

<용어설명>

○ 저널 오브 인베스티게이티브 더마톨로지(Journal investigative dermatology) : 피부과학 분야의 세계 최고 권위 있는 국제학술지(관련 분야 JCR 상위 2.8%)

○ 윈트신호전달계(Wnt signaling pathway) : 세포내에서 다양한 생리 혹은 병리현상을 조절하는 중요한 신호전달계의 하나로 암, 골다공증, 비만, 상처 치유, 모발 형성 등과의 연관성에 대한 연구결과가 나오면서 다양한 치료제 개발을 위한 타겟으로 주목받는 신호전달계이다.

○ CXXC5(CXXC-type zinc finger protein 5) : 최근 새롭게 규명된 아연집게 단백질(zing finger family protein)로써 윈트신호전달계를 저해하는 것으로 알려져 있다. CXXC5는 C-말단(terminal)에 Dishevelled 단백질과 결합하는 도메인(DBM, Dishevelled binding motif)을 가지고 있는데 이 부위가 CXXC5 단백질이 윈트신호전달계를 저해하는 기능을 하는데 중요한 역할을 한다.

○ 모낭주기(Hair cycle) : 인체의 모낭은 생장기, 퇴행기, 휴지기 등 크게 3단계로 나누어지는 모낭주기를 겪으면서 모발을 만들어내고 탈락하는 것을 일생동안 반복한다.

○ 모유두세포(Dermal papilla cell) : 모발을 만들어내는 핵심적인 역할을 하는 인체 모낭의 중심 세포

○ 디셰벌드(Dishevelled) : 윈트신호전달계에서 세포 밖의 신호를 세포 안으로 매개하는 데에 중요한 단백질이며, 윈트 수용체 복합체에 의해 활성화되고 윈트신호전달계의 활성화에 중요한 역할을 하게 된다.