스페르미딘의 멜라닌 생성 단백질 안정화를 통한 멜라닌 조절 연구

Abstract

자연에 널리 존재하는 폴리아민의 일종인 스페르미딘은 효모, 선충, 파리, 생쥐, 포유류와 같은 여러 동물 모델들의 수명을 연장시키고, 노화와 관련된 질병을 완화시키는 것으로 알려져 있다. 그러나 인간의 거대 기관인 피부에 대한 스페르미딘의 효과는 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서, 인지적인 관점에서 항노화 연구의 중요한 타깃 조직인 피부의 멜라닌형성세포에서, 스페르미딘이 어떤 역할을 하는지 알아보았다. 인간 멜라닌 세포와 악성 흑색종 세포를 사용하여 스페르미딘을 처리한 후, 멜라닌 생성을 확인하였다. 추가로 인간 피부 모델을 사용하여 멜라닌 생성에 대한 스페르미딘의 효과를 검증했다. 또한 각 세포의 멜라닌 생성 관련 단백질을 웨스턴 블롯팅으로 분석하고, mRNA수준은 RT-qPCR 분석을 수행하였다. 스페르미딘을 처리한 멜라닌 세포의 전체 유전체 발현 조사 결과, 스페르미딘이 SLC3A2, SLC7A1, SLC18B1, SLC22A18와 같은 세포막 운송체로 전달되는 것으로 예상된다. 또한 스페르미딘은, 면역 기능의 소폭 향상과 세포 외 기질, 세포 이동 및 성장의 소폭 감소를 가져왔으나 멜라닌 생성 관련 유전자들의 변화는 관측되지 않았다. 하지만 웨스턴 블롯 실험 결과에서 TRP-1, TRP-2, PMEL과 같은 멜라닌 생성에 관여하는 단백질들이 증가하였다. 따라서 단백질 합성을 억제시킨 결과, 스페르미딘을 처리한 세포에서 멜라닌 관련 단백질이 오래 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 스페르미딘이 단백질을 안정화시킴으로써 멜라닌 생성이 증가함을 시사한다. 이와 같은 결과는 스페르미딘이 백반증과 더불어 백발과 같은 색소 결핍 질환 치료에 응용될 가능성을 제시해준다.