콜라겐, '표피 세포'서도 생성… 화장품 개발 기대

진피층 등 피부 깊은 곳에서만 생성되는 것으로 알려졌던 콜라겐이 표피 세포에서도 생성된다는 연구결과가 나왔다. 일본의 대학 연구팀이 양서류 구조를 통해 발견한 내용을 국제 학술지에 발표, 새로운 화장품 개발에 대한 기대가 커지고 있다.

일본 오카야마대 대학원 환경생명자연과학연구소 연구팀은 양서류 생물인 아홀로틀(우파루파, ウーパールーパー) 의 피부 관찰을 통해 표피 세포가 주요한 콜라겐 공급원이라는 사실을 밝혀냈다. 이 내용을 담은 연구 논문은 최근 국제 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됐다.

논문은 아홀로틀 실험에서 피부에 탄력을 주는 콜라겐이 피부 겉면에 존재하는 '표피세포'로 만들어진 것으로 확인됐으며, 닭이나 쥐에도 같은 구조가 있는 것으로 보인다고 분석했다. 이어 인간 세포에서 공통점이 발견된다면 새로운 화장품 개발로 이어질 가능성이 있다고 언급했다.

콜라겐은 단백질의 일종으로 피부의 본체 부분인 '진피'에 많이 포함돼 있다. 그동안은 특히 진피의 섬유아세포가 콜라겐을 만드는 것으로 알려졌었으나, 이번 실험 결과에 따르면 콜라겐 생성은 주로 표피 세포(케라티노 사이트)에 의한 것으로 나타났다.

연구팀은 피부 투명도가 높은 아홀로틀을 활용해 만들어진 시기가 서로 다른 콜라겐을 다른 색으로 염색하는 실험을 실시했다. 아홀로틀은 매우 투명한 동물로, 작은 개체에선 뼈까지 들여다볼 수 있다.

그 결과, 콜라겐은 표피세포에서 만들어져 진피 쪽으로 공급된다는 사실이 확인됐다. 연구진의 설명에 따르면 진피의 섬유아세포에서도 콜라겐이 만들어지고 있지만, 표피세포가 만드는 콜라겐을 보강하는 역할에 그친다.

아홀로틀의 피부 콜라겐층은 단일 콜라겐 층에서 시작해 3층 구조까지 형성되는 것으로 밝혀졌다. 초기 단일층 콜라겐에선 매우 깨끗한 망사구조가 확인되지만, 어린 아홀로틀의 진피 콜라겐 층에는 그물망 형태의 직조 세포인 '오리히메세포(織姫細胞, Orihime Cell)'가 존재하지 않는 것으로 관찰됐다. 연구진은 오리히메세포가 존재하지 않음에도 그물망 형태의 콜라겐이 존재한다는 사실에 주목해 다른 세포가 콜라겐의 원천일 가능성에 대해 연구하기 시작했다.

오리히메세포의 역할 연구는 나고야대 자연과학 연구기구 기초 생물학 연구소와 협업했다. 섬유 해석 및 화상 해석을 조합한 결과, 섬유아세포는 각질 세포에 의해 짜여진 섬유를 보강하는 역할을 담당하는 것으로 밝혀졌다.

오카야마대 발생재생생물학과 사토 신(佐藤伸) 교수는 "지금까지 뷰티나 의료 산업에서 콜라겐 제품은 섬유아세포에 특화해 개발해 왔으나, 이번 발견을 통해 개발 방침 변경이나 혁신적 제품 개발로 이어질 가능성도 크다"며 "인체 검증도 진행하고 싶다"고 말했다.

규슈대 피부과학과의 사다 아이코(佐田亜衣子) 교수는 이번 발표와 관련해 "기존 정설과는 다른 놀라운 결과"라며 "다른 포유류, 특히 인간 성인의 피부에서도 표피세포가 콜라겐을 만드는지, 노화로 감소했을 때에 어떠한 세포가 새롭게 할 것인지 등을 심층 조사할 필요가 있다"고 말했다.