사진. 박재형 교수 (왼쪽), 유동길 박사 (중앙), 안재윤 박사과정 (오른쪽) 

한국보건산업진흥원(원장 권순만, 이하 진흥원)은 성균관대학교 화학공학과 박재형 교수 연구팀이“줄기세포 유래 엑소좀* 함유 히알루론산 하이드로젤을 이용하여 부작용 없이 피부 진피층내 콜라겐을 생성하는 차세대 필러를 개발했다”고 밝혔다.

   * 엑소좀: 세포에서 분비되는 나노미터 크기의 세포외소포체로 우리 몸에서 일어나는 다양한 생리현상에 관여함.

이는 줄기세포 엑소좀 함유 히알루론산 하이드로젤에 의한 피부 진피층 내 콜라겐 생성의 원리를 입증한 세계 최초의 사례이며, 기존 피부 필러가 가지고 있었던 단점을 극복할 수 있을 것으로 보인다.

그 동안 피부 주름을 개선하는 목적으로 다양한 피부 필러가 개발됐다. 히알루론산 필러가 가장 대표적이며 즉각적 볼륨형성을 통해 피부 주름층을 개선하여 필러 시장을 주도해왔으나, 노화로 의한 콜라겐 감소와 같은 주름의 근본적인 원인 해결에는 한계를 가졌다.

이에 본 연구팀은 피부 항노화 관점에서 주름 개선 및 콜라겐 생성에 대한 한계를 극복하고자 줄기세포 유래 엑소좀이 함유된 히알루론산 하이드로젤을 개발했다.

실제 생쥐에 엑소좀이 함유된 히알루론산 하이드로젤을 투여하자 진피층에서 CD301b가 발현된 대식세포의 개체 수가 늘어나는 것을 확인하였다. 이후, CD301b 대식세포*에 의해 활성화된 섬유아세포**가 다량의 콜라겐을 생성하는 것을 확인했다.

   * CD301b 대식세포: 젊은 피부에 많이 존재하는 대식세포. 섬유아세포를 자극하여 콜라겐 생성을 주도함.
  ** 섬유아세포: 콜라겐을 합성하는 세포의 일종으로, 상처 치유에 주요한 역할을 함.

특히, 엑소좀에 의해 활성화된 CD301b 대식세포가 섬유아세포를 자극하여 콜라겐을 생성하는 방식이 엑소좀이 직접 섬유아세포를 자극하여 콜라겐을 생성시키는 방식보다 우수한 효율을 가지는 것을 입증하였고, 이 결과는 피부 진피층 환경 개선에 CD301b 대식세포가 주요한 역할을 한다는 것을 시사한다.

다만, 본 연구에서 개발된 피부 필러는 새로운 형태의 의료기기이기 때문에 대중에게 사용되기 위해서는 임상시험을 거친 후 인증기관의 규제 및 허가 심사를 통과해야한다. 하지만 이미 다양한 임상시험을 통해 엑소좀 자체에 대한 안정성이 검증되고 있기 때문에 본 연구에서 개발된 피부 필러는 기존 히알루론산 필러가 가지고 있었던 콜라겐 생성에 대한 부재를 극복하는 차세대 필러로서 그 가능성이 기대된다.

박재형 교수는 “피부 진피층 환경 개선을 위해 피부 필러에 대한 경쟁이 전 세계적으로 치열하다. 항노화에 대한 사회적 요구가 반영된 본 연구의 엑소좀 함유 피부 필러가 차세대 필러로 개발이 이루어진다면, 지금까지 선점하지 못했던 피부 필러 개발 경쟁에서 우리나라가 국가적 우위를 가져올 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구는 보건복지부 및 한국보건산업진흥원이 지원하는 바이오메디컬 글로벌 인재양성 사업을 통해 수행되었으며, 나노 분야 최고 수준의 국제 학술지인 ‘ACS Nano’에 2021년 12월 27일자 온라인 게재되었다.