맘모스헤어라인의원 서울점 남다우 원장입니다.최근 전세계적으로 주목받고 있는 줄기세포 치료에 대해 관심을 갖고 계신 분들이 많아지고 있습니다. 이번 대다모 칼럼에서는 줄기세포가 무엇인지, 그리고 탈모 치료에 어떻게 활용될수 있는지에 대해 이해하는 시간을 갖도록 하겠습니다.우선 줄기세포를 이해하기 위해서는 모발의 구조와 주기를 알고있어야 합니다.모발은 성장기 (anagen) - 퇴행기 (catagen) - 휴지기 (telogen) 의 반복 과정을 거치게 됩니다.이때 성장을 마친 모발은 빠지게 되고 다시 새로운 모발이 형성이 되는데, 이때 중요한 역할을 하는것이 줄기세포입니다.이러한 줄기세포는 크게 모낭의 ‘bulge’ 라는 곳과 ‘dermal papilla’ 에 위치합니다.  [Owczarczyk-Saczonek A, Krajewska-Włodarczyk M, Kruszewska A, et al. Therapeutic potential of stem cells in follicle regeneration. Stem Cells Int. 2018;2018:1049641.]‘bulge’ 에 있는 줄기세포들 (hair follicle stem cell; HFSC) 은 ‘bulge’ 아래의 외근초 (outer root sheath) 로 이동하여 progenitor cell 로 분화하고  progenitor cell 은 다시 secondary hair germ (SHG) cell 로 분화하는데 이것이 hair matrix 를 형성하게 됩니다. dermal papilla 와 hair bulb 를 형성하고있는 이 hair matrix에서는 모발을 형성하기 위해 아주 급속한 증식과 분화가 이루어집니다.하지만 모발주기동안 ‘bulge’ 에 있는 상당수의 줄기세포는 잠잠한 상태 (quiescent)에 머물게 되는데 이런 잠잠한 상태를 깨워주는것이 ‘dermal papilla’ 에 위치한 줄기세포들 (dermal papilla cells; DPCs)입니다. DPCs 가 ‘bulge’ 에 있는 줄기세포들 (hair follicle stem cell; HFSC) 뿐만 아니라 matrix 에 존재하는 SHG cell에 성장유발신호 (cf. Wnt/b-catenin pathway etc.) 를 보내면서 SHG cell 은 transit amplyfing cells (TACs) 로 분화하게 되고, 최종적으로 이 세포들은 모발을 형성하기 위한 아주 급속한 증식과 분화를 일으키게 됩니다.  [Purba, T. S.et al.Human epithelial hair follicle stem cells and their progeny: Current state of knowledge, the widening gap in translational research and future challenges.BioEssays36, 513–525 (2014).]이렇게 DPCs 와 HFSC 의 강력한 상호작용에 의해 모발의 형성과 재생, 순환이 이루어지는 것을 epithelial-mesenchymal interaction (EMI) 라고도 표현하게 되는데요, 이러한 상호작용이 이루어지는 분화 과정에 문제가 없다면 건강한 모발이 자라게 될 것이고, 어떠한 부분이라도 문제가 생기게 된다면 모발은 자라지 못하게 될것입니다.  이렇게 줄기세포는 모발의 성장과 재생에 없어선 안될 중요한 세포라는 개념을 알게되었습니다. 그렇다면, 이러한 줄기세포를 어떻게 치료에 활용을 할 것인가하는 의문이 들 수 있습니다.한 논문을 살펴보겠습니다. 이 논문은 안드로겐성 탈모 (androgenetic alopecia) 환자에서 모발이 있는 부분과 없는 부분의 줄기세포를 연구한 논문입니다.위의 그림은 HFSC 와 분화세포인 progenitor cell 에 특징적인 단백질들 (KRT15, CD200, CD34) 을 표시하여 모발이 있는 부분과 없는 부분의 비교를 나타낸 그림입니다.HFSC 의 수는 유지되는 반면, HFSC에서 유래되고 분화된 progenitor cell 의 수는 감소된 양상을 보인다고 발표했습니다. HFSC가 유지된다는 것은 영구적 손상이 온것이 아니라 돌아갈 수 있는 가역성이 있는 상태로 보고, 따라서 안드로겐성 탈모에서 줄기세포를 이용해 치료가 가능하다는 접근입니다.이러한 개념적인 접근으로 줄기세포를 치료로 이용하고자 하는 수많은 연구들이 현재 진행중에 있으며, 여러 연구에서 그 치료적 효과를 증명하고 있습니다.다음 논문을 보겠습니다.이 논문에서는 Autologous Cellular Micrograft (ACM) 자가조직 줄기세포 이식을 통해 안드로겐성 탈모 환자에서의 치료 효과를 평가했습니다.  실험에 참여한 안드로겐성 탈모 환자들은 ACM 한번의 치료로 6개월 후에 60% 에서 치료효과를 보았으며, 모발의 밀도와 굵기, 모낭수 등 주요한 미용상의 변화를 나타내는 지표의 유의미한 향상을 보였습니다. 이러한 치료효과는 줄기세포를 이식함으로 모발의 생성 , 재생이 일어나는 것 외에도 ACM 에 포함된 여러 성장인자들이 축소된 모낭의 원래 존재하고 있는 줄기세포 (HFSC, progenitor cell 등)를 회복시킴으로써 이루어진다고 말하고 있습니다. 그렇다면 이러한 모발 재생 효과가 있는 ACM은 어떻게 만들어지는지 혹은 채취를 하는지가 궁금해 하실수 있는데요. 안드로겐성 탈모의 영향을 가장 적게 받는 후두부에 있는 모낭을 채취하여 Regenera Activa 사의 Regeneracons medical device 을 이용하면 정제된 ACM 용액을 얻을 수 있습니다. 따라서 줄기세포 치료를 고려할때 모발이식을 전문으로 하는 병원에서의 손상없는 모낭채취인지, 그리고 Regeneracons medical device를 구비하고 있는지가 중요하겠습니다. 이번 대다모 칼럼에서는 줄기세포에 대해 알아보고, 그 치료적 이점에 대해서도 살펴보았는데요. 방대한 양의 연구들과 또 어려운 의학용어들로 이해하기가 어려운 내용이었습니다. 요약을 해보자면,1. 줄기세포는 모발의 생성과 재생에 있어서 중요한 세포이다.2. 그러한 줄기세포를 이식하여 안드로겐성 탈모의 치료를 할 수 있다.3. 줄기세포 이식에는 손상없는 모낭채취와 그것을 정제하여 용액을 만드는 정밀한 기계가 필요하다.전세계적으로 줄기세포 치료가 각광받고 있는 지금, 이번 칼럼이 조금이나마 회원분들에게 도움이 되었으면 하는 바람입니다. 나아가 탈모 줄기세포 치료에 대해 관심이 있으신 분들은 주저하지 마시고 상담과 진료를 통해 최적의 치료를 받으시길 바라겠습니다.이상으로 줄기세포치료의 원리와 효용성에 대한 고찰에 대한 대다모 전문가 칼럼을 마치겠습니다. 

안녕하세요 맘모스 헤어라인의원 남다우 원장입니다. 오늘은 지난 칼럼에 이어 모발이식에서 모낭 보존 용액의 필요성과 고찰 (2)편, 모낭 보존이 어떠한 원리로 이루어지는지, 그리고 보존 용액의 한계점을 알아보겠습니다. 1편에서 말씀드린 Cooley와 Beehner 의 연구를 보았을 때, 그렇다면 왜 Hypothermosol/ATP 가 생리식염수에 비해 더 좋은 결과를 나타내는 것일까요? 그 이유를 천천히 알아보겠습니다.(Hypothermosol 과 liposomal ATP)​모발이식시 모낭이 채취되면 모낭에 공급하고 있던 혈관과 분리되어 허혈이 시작되고, 이것은 곧 산소 결핍을 오게 하면서 결국 세포내 ATP의 결핍을 일으키게 됩니다.  ATP는 세포의 에너지원인데요, ATP 를 이용해서 항상성 유지부터 유전자 발현, 단백질 합성등 세포 내에서 일어나는 수많은 대사 반응이 일어나게 됩니다. 결국 ATP의 결핍은 세포 자멸을 일으키게 되고, 이는 곧 괴사를 의미하게 됩니다. 따라서 모발이식시에 허혈을 최소화 하는 것이 모낭 생착률을 높이는데 가장 중요한 요소라고 할 수 있습니다.(ATP 의 분자 구조)​이 허혈을 최소화 할 수 있는 방법 중 가장 메인이 되는 것은 저온 보관입니다.  온도를 낮추면 대사 요구량이 감소하는데, 예를 들어 대부분의 대사 반응은 정상 온도에서 10도 내려갈 때마다 50%씩 느려집니다. 혈관과 분리되고 허혈된 조직의 부족한 ATP를 대사 반응을 낮춤으로써 필요 ATP 를 적게하여 버텨보게 하는 것인데요,(Hair follicle Chilling device)하지만 저온이 어느 수준을 넘어간다면 세포막에 손상을 일으킬 수 있습니다.이 세포막의 손상은 세포막의 ATP Na+/K+ 통로에 영향을 주고 이 결과로 비정상적으로 Sodium 이 세포 내로 이동하는 동시에 세포 내로 물이 같이 이동하여 세포가 커지게 되는 세포 종창 (Cell swelling) 이 일어나게 됩니다.이러한 세포가 커지게 되는 현상 자체가 세포의 손상을 일으킬 수 있고 생착률에 영향을 미칠 수 있습니다.(ATP Na+/K+ pump)앞서 말한 저온 보관으로 인한 세포 손상을 줄이기 위해 여러 용액들이 개발되었고, Viaspan, Custodiol, Celsior, Hypothermosol 등이 있습니다.이 보존 용액들에는 불침투성 물질(impermeants)이 포함되어 있는데, 이 물질은 저온 보관 중 세포 내부로 물의 유입을 방지하여 세포의 저온 손상으로부터 보호합니다.앞서 언급했듯이 이러한 모낭 보존 용액들 중 어떤 것이 최선인지에 대해서는 상당한 논쟁이 있습니다만, 이들 모두가 세포를 저온 손상으로부터 보호할 수 있다는 것에는 이견이 없습니다.(Custodiol)모든 이식 수술에서는 장기가 이식되고 다시 혈액 순환이 되며 산소에 노출되면 이식된 장기에 또 다른 유형의 손상인 허혈 재관류 손상 (Ischemia reperfusion injury) 이 발생할 수 있는데요, 조직 손상과 이식 장기의 생챡률의 감소를 초래할 수 있는 임상적으로 중요한 병리 현상으로 간주됩니다. 채외에 보관되어 허혈성 상태인 장기가 이식되어 혈관과 재관류되면 산소 라디칼이 형성되며, 이는 DNA 와 세포막에 손상을 줄 수 있습니다. ​ Cooley 외 연구진들은 모낭이 이식되기 전(채취만 이뤄진 상태)에 비해 이식 후 모낭에 증가된 활성 라디칼을 발견함으로써, 모발이식에서도 다른 장기 이식과 마찬가지로 허혈 재관류 손상이 일어날 수 있다는 것을 확인했습니다. 또한 Hypothermosol 에 보존한 모낭은 생리식염수에 보존한 모낭에 비해 훨씬 낮은 활성 라디칼을 나타내는 것을 확인했습니다. 이는 Hypothermosol과 같은 모낭 보존용액에는 허혈 재관류에 의해 생성된 활성 산소 라디칼을 제거하기 위한 항산화제 (글루타치온, 합성 비타민 E 및 알로퓨리놀)가 포함되어있기 때문입니다. ​ Viaspan, Custodiol, Celsior, Hypothermosol 과 같은 모낭 보존 용액들과는 달리, Normal saline, Plasma-lyte A, Lactated Ringer's solution 과 같은 용액들은 불침투성 물질이 없어 저온 보관시 세포 손상을 일으킬 수 있으며, 더욱이 항산화제, 영양소, pH를 조절하는 완충제가 부족합니다. 애초에 '모낭 보존 용액' 으로 사용되도록 만들어진 것도 아니고, 앞서 언급했듯이 사용하는 것에 대한 어떠한 규제 합의가 이루어진 것도 아닙니다. ​[cf. 전자의 용액들은 모낭을 저온 보관시 세포내 환경을 유지시켜주기 때문에 "세포내" (Intracellular) 보존 용액이라고도 불리고, 후자의 용액들은 전자와 달리 세포내 환경을 유지하지 못하기 때문에 "세포외" (Extracellular) 보존 용액이라고도 불립니다.] ​ 그런데 놀라운 것은 일반적인 모발이식 수술을 할때, 모낭 보존 용액으로서 생리식염수가 앞서 설명한 한계점들에도 불구하고 좋은 생착률을 보인다는 점에서 많은 모발이식 의사들이 생리식염수를 모낭 보존 용액으로서 안전한 선택이라고 생각하게 하는 것 같습니다. ​ 이 외에도 세포 배양 배지 (Cell culture media)도 간혹 모낭 보존 용액으로 사용되기도 하는데요, 애초에 세포 배양 배지는 세포 배양만을 위해 특별히 만들어진 환경이기 때문에, 체외 보관을 할 때 저온 보관이 필요한 이식에서 사용하기엔 무리가 있습니다.(세포 배양 배지)(cf. 세포 배양이란 인공적으로 조성한 유리한 환경에서 세포를 계속 성장시키는 것입니다. 이러한 유리한 환경뿐만 아니라 영양소들이 함유 되어 있는 "밥"을 제공해줘야 하는데요, 그것이 바로 배지입니다.)PRP (Platelet-rich plasma) 는 탈모 치료에 관심이 있는 분들이라면한번쯤은 들어봤을 탈모 주사 치료인데요,혈소판 풍부 혈장을 주사함으로써 그 안의 다양한 성장인자, 활성인자들이 효과를 나타내게 됩니다.이 PRP를 모낭 보존 용액으로 사용하는 경우도 있습니다.이론상 PRP 속 성장인자, 활성인자들이 이식된 모낭에 혈관 재형성을 촉진하고 모낭 이식편이 자리를 잘 잡을 수 있게 해줄 수 있습니다.(PRP (Platelet rich plasma))하지만 PRP는 제조하는 것부터 여러 변수가 존재하는데요,예를 들면, 원심 분리의 시간, 강도, 혈소판 활성, 그리고 혈소판 수, 혈장의 양 등 명확히 정해진 기준 및 방법이 정해져 있지 않아 PRP의 질 자체가 환자마다 차이가 많이 날수 있다는 점과 이에 더해 피를 통해 전염되는 HIV, B형 간염, C형 간염 등에 노출이 될 수 있다는 점도 PRP의 한계점이라고 볼 수 있습니다.​이제까지 보낭 보존 용액들에 대해 기본 개념부터 여러 종류, 한계점까지 알아보았는데요, 어떤 보존 용액이 최선인지에 대한 답은,안타깝게도 현재까지 모낭 보존 용액간 비교하는 연구가 거의 없다시피 너무 적고, 있다해도 연구의 규모가 너무 작아 유의미한 결과를 도출하기엔 무리가 있어 무엇이 최선인지 답하기 어렵습니다.하지만 이번 칼럼을 통해 설명했다시피, 이론적으로도, Cooley 등 연구 결과적으로도, 생리식염수보다 Hypothermosol/ATP, Viaspan, Custodiol, Celsior 같은 "세포내" 보존 용액들이 조금이라도 생착률을 높일 수 있지 않을까 하는 개인적인 생각입니다.  이번 두편의 칼럼을 통해 중요하게 알아야 할 점은모낭 보존 용액은 생착률에 영향을 미칠 수 있는 수많은 요인 중 하나일 뿐, 다른 요소들이 잘 받쳐주지 않는다면 모낭 보존 용액 자체가 생착률에 큰 영향을 주기 어렵다는 점입니다.​각 모낭 보존 용액의 차이가 의미가 없다는 것이 아니라,모낭 손상이 일어나지 않게 모낭을 채취하여 이식하는 것이 생착률과 관련된 가장 중요한 요소이고,이것이 선행되지 않고, 단순히 좋은 보존 용액을 사용한다 한들생착률에는 큰 의미가 있지 않을 것입니다. 모발이식에서 들어보지 못했을 수도, 혹은 사소하다고 느껴질 수도 있는모낭 보존 용액에 대하여 알아보는 시간이었는데요,모발이식에 관심이 있는 모든 분들이 유익한 정보를 얻어가셨길 바라겠습니다.  이상으로 모발이식에서 모낭 보존 용액의 필요성과 고찰 (2)편 대다모 칼럼을 마치겠습니다.