유광호 교수팀, 씨케이엑소젠과 기술 협업
나노 입자 추적 분석 통해 '고농도 엑소좀 추출하는 기술' 확보
다양한 농도서 '피부 장벽손상 개선 확인' 일정 농도 이상에선 오히려 엑소좀 효과 ↓
다른 세포보다 쉽게 배양 '여러 질환 치료제'로 사용될 가능성 ↑
유 교수 "1×104particle/ml 농도, 최적의 피부 장벽개선 단백질 발현 확인"
논문, 국제 피부과학술단체 공식학회지 'Skin Research and Technology 최신호'에 게재
[보건타임즈] 피부 섬유아세포로부터 추출한 엑소좀을 이용해 피부 장벽손상 개선하는 효과와 유효 농도가 규명됐다.
중앙대학교광명병원(병원장 이철희) 피부과 유광호 교수(사진) 연구팀(중앙대학교 대학원 장유나, 이정옥 박사, 씨케이엑소젠 김재영 박사)은 최근 '피부 섬유아세포로부터 추출한 엑소좀을 이용해 피부 장벽손상을 개선하는 효과와 유효 농도'의 실험결과를 이같이 발표했다.
지름이 50~200㎚인 세포 외 소포체(extracellular vesicles)의 일종인 엑소좀(exosome)은 줄기세포(stem cell) 치료와 비교, 긴 반감기·강한 침투성·매우 낮은 면역성 등 여러 장점을 보유, 최근까지 피부 노화 개선, 피부 상처 치유 회와 다양한 염증성 피부질환 등(아토피 피부염)에서 잠재적인 치료제의 가능성을 인정받아 광범위하게 연구돼왔다.
그동안 대부분의 엑소좀은 중배엽 줄기세포(mesenchymal stem cells)에서 얻는 방법을 통해 채취해왔으나, 배양과 확장에 필요한 시간, 노력·분리 과정 중 적혈구 오염 위험·신생 혈관화 잠재력(neovascularization potential)과 세포 활성도(cell viability) 감소, 골수에서 얻기 위한 침습적 방법의 시술 등과 같은 여러 단점을 동반, 여러 세포에서 대체 공급원을 찾기 위한 활발한 연구가 최근 계속되고 있다.
이번에 유 교수 연구팀은 씨케이엑소젠과 기술 협업으로 직접 섬유아세포를 배양 후 원심 분리와 정제 방법을 이용한 후 나노 입자 추적 분석(Nanoparticle Tracking Analysis)을 통해 고농도의 엑소좀(2.22×109particles/ml)을 추출하는 기술을 확보했다.
이를 통해 엑소좀 고농도 이전까지의(1×107) 세포 독성 확인 결과를 바탕으로 다양한 농도(1×104,1×105, and 1×107)에서 피부 장벽손상 개선도를 확인한 결과 일정 농도 이상에선 오히려 엑소좀 효과가 감소함을 확인했다. (자료 1, 2)
유 교수는 "최근 많이 시행되는 엑소좀 연구의 주요 논점은 면역 거부 반응이 거의 없어 높은 안전성이 확보됨과 동시에 표적 세포에 직접 작용을 하는 엑소좀 출처(세포 공급원)를 찾는 것"이라면서 "피부 섬유아세포는 진피의 콜라겐과 탄력섬유를 형성하는 지배적인 세포로, 피부의 정상적인 구조와 기능 유지에 중요한 역할을 하기엔 다양한 피부질환의 회복에 중요한 요소로 고려되고 있다"며 "다른 세포보다 쉽게 배양돼 엑소좀 관련 치료법을 연구하는 유용한 중배엽 세포주로 최근 여러 질환의 치료제 가능성을 높이고 있다"고 밝혔다.
유 교수는 "다양한 엑소좀의 농도 중 1×104particle/ml 농도가 최적의 피부 장벽개선 단백질 발현을 확인, 최대 유효성을 나타내는 최적 농도를 결정했다"며 "너무 고농도의 엑소좀은 결과적으로 수용세포(recipientcells)에 흡수율 감소로 효과 저하를 일으킬 수 있다"고 덧붙였다.
유 교수팀은 지금까지 피부 섬유아세포 추출 엑소좀을 사용한 미백, 주름 개선과 같은 항노화 효과, 아토피 동물 모델에서 개선 효과 등 다양한 연구를 해오고 있으며, 연구 결과들은 앞으로 계속 보고할 계획이다.
이 연구 결과를 상세하게 정리한 논문은 국제 피부과학술단체(International Society of Biophysics and Imagingof the Skin)의 공식학회지 'Skin Research and Technology 최신호'에 게재됐다.
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