Developing an aging index to predict the occurrence of non-melanoma skin cancer in Koreans

Abstract

화장품, 미용시술 등의 항노화산업이 발전하면서 피부노화를 객관적으로 평가할 수 있는 지표의 필요성이 대두되고 있으나, 아직 표준화된 방법이 제시되지 않았다. 미토콘드리아는 세포내에서 활성산소의 생성과 조절을 담당하는 기관으로 인간의 노화과정과 밀접한 기관이다. 특히, 미토콘드리아 DNA는 세포내에 100-10,000개가 존재하는데, 손상발생시 복구되는 기전이 존재하지 않고 이형세포질성 (heteroplasmy) 으로 축적되는 성질을 가지므로 손상 후 결손이 발생한 양을 측정하면 노화정도를 계산할 수 있을 것으로 예상된다. 이에 본 연구에서는 특정 미토콘드리아DNA의 결손정도를 정량적으로 분석하여 피부노화와의 연관성을 확인하고 피부노화의 가장 큰 합병증인 피부암 발생을 예측할 수 있는 지표를 제시하고자 하였다.

먼저 미토콘드리아 리시퀀싱 분석 (Mito-resequencing assay)을 이용하여 피부암 병변부위와 비병변부위의 미토콘드리아 DNA 염기서열의 차이를 조사한 결과, 편평세포암에서 결손가능성이 높은 부위는 28개 부위, 기저세포암에서는 11개 부위가 관찰되었다. 이중 편평세포암 병변에서는 인접한 888, 896, 899, 902 base pair (bp) 부위가 결손 가능성이 높은 것으로 관측되어 이를 정량적으로 측정할 수 있는 프라이머 (primer)를 제작하였다. 그 결과, 888, 896, 902bp 부위의 결손을 가지고 있는 미토콘드리아 DNA의 양은 편평세포암 부위에서 주변의 정상피부에 비해 통계적으로 유의하게 증가하였다 (21.77±0.46 vs. 20.62±0.40, p<0.001). 또한, 68개의 양성종양 주변의 정상조직과 76개의 피부암주변의 정상조직을 비교한 결과, 피부암 주변의 정상조직에서 결손양이 증가한 것을 확인하였다 (22.68±1.81 vs. 21.71±1.95, p=0.002). 그러나, 888, 896, 902bp 부위의 결손양은 연령증가와는 유의한 연관성을 보이지 않아 노화지표로의 적용은 한계점을 나타냈다. 기존의 4977bp의 결손이 연령증가에 따라 유의한 상관관계를 보여 피부노화와의 연관성을 보였으나, 상관계수가 0.195로 연령대별 표준편차가 큰 경향을 보여 임상에서의 적용은 한계가 있을 것으로 생각된다. 피부암 발생의 예측인자를 알아보기 위해 다변량 분석을 시행한 결과에서는 888, 896, 902bp 부위의 결손양이 적을수록 교차비 0.709만큼 피부암 발생이 줄어든다는 것을 확인하였다.

결론적으로 한국인에서 미토콘드리아 DNA의 888, 896, 902bp 부위의 결손양을 측정하여 피부암 발생을 예측할 수 있는 지표로 활용할 수 있다.