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강민우(M. Kang),고웅현(U. H. Ko),오은정(E. J. Oh),김현미(H. M. Kim),이정우(J. W. Lee),정호윤(H. Y. Chung),신현정(J. H. Shin) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4
흉터가 형성되는 기작은 아직도 불분명하다. 피부에 인장이 많이 걸리는 부위에서 흉터의 발생빈도가 높다는 관찰에 근거, 과도한 인장자극이 흉터 형성의 주원인이 될 수 있다는 가설이 있지만, 인장자극이 매우 낮게 발생하는 귓불에서 켈로이드 흉터가 많이 생성되는 현상 등은 설명이 어렵다. 이에 본 연구팀은 피부에 존재하는 인장응력이 상처 발생에 의해 감소하며, 이 감소 현상에 의해 상처 치유과정이 촉진되는 것으로 가정하고 결과적으로 이 과정에서 적절히 조절되지 못한 조직내 인장응력이 흉터형성에 영향을 준다는 새로운 이론을 제안하고자 한다. 이를 검증하기 위해 먼저 구조해석 시뮬레이션을 수행하여 상처가 생겼을 때 조직내에 존재하던 인장응력이 감소하는 것을 보였다. 다음으로, 인장응력이 감소된 환경에서 섬유아세포가 증식단계로 돌입하고 콜라겐 합성 유전자가 감소하는 것을 확인했다. 한편, 인장응력이 감소한 환경에서 섬유아세포의 HOX 유전자의 발현량이 이에 상응하여 감소하는 것을 확인하였으며, 세포에 인장자극을 인가하면 감소했던 HOX 유전자와 콜라겐 합성 유전자의 발현량이 회복되고, 증식도 감소하여 상처가 생기기 전과 유사한 상태로의 회복을 관찰하였다. 이를 통해 본 연구팀은 피부 조직의 장력 항상성(tensional homeostasis), 나아가 이를 인지하는 섬유아세포 내 장력 항상성을 유지하는 것이 상처 치유 과정의 핵심 기작임을 제시하였다. 반면, 비후성 흉터와 켈로이드에서 추출한 섬유아세포는 인장에 대한 반응이 너무 민감하거나, 둔감함을 HOX 유전자와 콜라겐 합성 유전자의 발현패턴 및 증식속도의 차이를 통해 확인하였다. 본 연구를 통해 제안된 가설은, 기존의 가설로 설명되지 않았던 흉터의 형성원인과 치료를 위해 시행되던 방법들이 어떻게 효과적이었는지 장력 항상성의 개념을 사용하여 잘 설명할 수 있다.