Exosome 엑소좀 기술 활용: 화장품 의약품 연구...중앙대학교 의과대학 정경오 교수

이번 포스팅에서는 피부 건강, 화장품, 의약품, 치료제 분야에서 사용되고 있는 엑소좀 기술 및 연구 동향에 대해 알아보겠습니다.

 

중앙대학교 의과대학 정경오 교수님 연구 분야로 다양한 분야로 확장되고 있는 신기술입니다.

(서울대, 스탠포드 대학에서 엑소좀 관련 연구를 지속적으로 수행하셨고 네이처지에 논문이 게재되었음.)

 

출처: 구글 이미지

 

 

1. 엑소좀이란?

: Exosome(엑소좀)는 세포에서 발생하는 작은 소포체로, 주로 세포 간의 정보 전달에 참여하는 미세한 구조물입니다.

 

엑소좀은 세포막으로 둘러싸인 작은 소포체로 세포 외부에서 분비되어 주변 세포들과 상호 작용합니다.

 

주된 기능으로는 세포 간의 신호 전달 및 정보 교환을 돕는 것이 있습니다.

 

특히 엑소좀에는 단백질, 핵산(예: mRNA, miRNA 등), 지질 등이 포함되어 있으며 이들 물질은 다른 세포로 전달되어 세포의 기능을 조절합니다.

 

엑소좀 다양한 유형의 세포에서 발견되며, 혈액, 림프액, 뇌척수 등 여러 체액에서도 분리할 수 있습니다.

 

이 소포체는 세포 간의 상호 작용을 통해 면역 조절, 세포 성장, 염기질 전달 등 다양한 생리적 프로세스에 참여하고 있습니다.

 

최근 몇 년 동안 엑소좀은 의학 및 생명과학 분야에서 중요한 주제로 부상하였습니다.

 

세포 간 통신에서 비롯된 이 작은 구조물은 암, 신경 질환, 면역 관련 질병 등 다양한 분야의 연구에서 큰 관심을 받고 있습니다.

 

또한, 화장품 및 의약품 분야에서도 엑소좀을 이용한 다양한 연구와 응용이 진행되고 있습니다.

 

1983년 캐나다 존스톤 교수 연구팀에 의해 최초 발견된 엑소좀은 처음 20년 동안은 그 중요성을 인지하지 못했지만 분리 및 분석 기술 발달과 다양한 기능 연구를 통해 세포 내에 존재하는 중요한 물질로 인지 되었고 현재는 살아있는 세포를 지니는 모든 생명체에 있어 중요한 신호전달체로 주목 받고 있습니다.

 

엑소좀은 지질 이중막으로 구성된 나노소립자로 막은 주로 Lipids, 막단백질인 Tetraspanins(CD9, CD63, CD81), membrane transport, Integrin 등이 존재합니다.

 

엑소좀 내부 구성성분은 다양한 Enzyme, 신호전달 물질, Heat shock단백질, DNAs, RNAs, Lipids, Amino acids, metabolites 등이 존재합니다.

 

흥미롭게도 엑소좀은 유래된 세포의 기원에 따라 다양한 DNAs, RNAs, 지질, 대사활성물질, 세포질 및 세포 표면 단백질 등 세포 특이적인 많은 성분을 포함하고 있어 일종의 아바타(Avatar)로 인지되었습니다.

(이런 엑소좀은 과거에는 세포 내의 노폐물을 세포 밖으로 버리는 휴지통의 일종으로 그 중요성을 인지하지 못했음.)

 

하지만 최근 엑소좀이 세포의 항상성(Homeostasis)을 유지하기 위해 세포의 여분 또는 불필요한 성분을 제거할 뿐만 아니라 세포의 특정 성분을 기능적으로 표식해 엑소좀 내에 축적을 통해 세포간 통신을 규제해 조직의 성장, 재생 및 면역 조절 등 다양한 기능이 보고되면서 연구의 뜨거운 감자가 되고 있습니다.

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2. 엑소좀의 활용 분야

2.1 화장품

: 엑소좀을 활용한 화장품은 특히 피부 관리 분야에서 주목을 받고 있으며 엑소좀은 세포 간의 소통을 촉진하고 세포의 건강을 개선하는 역할을 합니다.

 

특히 피부 세포에 대한 적절한 신호를 전달하여 피부 재생과 피부 톤 개선을 도와주는 효과가 있습니다.

 

이로써 주름 개선, 탄력 증가, 미백 효과 등을 목표로 한 제품이 개발되고 있습니다.

 

엑소좀은 피부에 적용되었을 때 세포 간 정보 전달을 촉진하여 다양한 피부 이상을 개선하는데 도움이 되며 피부 재생 기능을 활용하여 상처 치료 및 피부 손상 회복에도 적용되고 있습니다.

 

2.2 의약품

: 엑소좀은 재생 의학 및 세포 치료 분야에서 중요한 역할을 합니다.

 

엑소좀을 이용한 세포 외 기질(Extracellular Matrix)의 조절은 조직 재생과 치료에 대한 새로운 접근을 제공합니다.

 

특히 신경학, 심혈관학, 면역학, 암 등 다양한 분야에서 엑소좀의 잠재적인 활용이 연구되고 있습니다.

 

암 연구 분야에서는 종양 세포가 방출하는 엑소좀이 종양의 성장, 전이, 면역 회피 등에 영향을 미칠 수 있다는 가설이 제기되어 있습니다.

 

이를 이용하여 새로운 치료법이나 진단 방법이 개발되고 있습니다.

 

2.3. 연구

엑소좀은 세포 간 통신 및 신호 전달에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다.

 

이는 다양한 세포 및 조직에서 나오는 엑소좀이 건강, 질병, 면역 등 다양한 생리학적 프로세스에 어떻게 기여하는지에 대한 이해를 높이고 있습니다.

 

엑소좀의 이해는 질병 발생 및 발전 메커니즘을 파악하는 데 기여하고 있으며 엑소좀은 약물 전달 및 유전자 치료 분야에서도 활용이 고려되고 있어 미래에는 다양한 응용 분야에서의 혁신을 기대할 수 있습니다.

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3. 중앙대학교 의과대학 정경오 교수

: 해부학교실은 의과대학의 교육과정 중 의학부 2학년의 기초해부학과 의학부 3학년의 인체구조학의 교과과정을 담당하는 교실로 해부학, 조직학, 인체발생학, 신경해부학등을 교육하고 있습니다.

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해부학교실은 현재 5명의 교수로 구성되어 있는데, 해부학 교육과정에 대한 교과서 집필과 교육과정을 개발하고 있는 이원복 교수가 명예교수로 있으며, 김경용 교수는 고인류학분야에 대한 연구를 하여, 현재 고인골의 뼈시료에서 유전자분석을 하여 현생인류의 이동과 인구집단간의 관계, 질병 유전자의 역사에 관해 연구를 수행하고 있습니다.

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한승호 교수는 맨눈해부학분야에 대한 연구를 하고 있으며, 임상해부학 수술해부학과 관련된 연구를 다양하게 진행하여 200편이 넘는 SCI 논문을 집필하였습니다.

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또한 임상의학과 해부학의 융합뿐만 아니라 의용공학과 기계공학분야 등 다양한 분야의 학문과 융합연구를 수행하며 응용해부학 분야의 연구를 꾸준히 하고 있습니다.

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정윤희 교수는 신경과학 분야에 대한 연구를 하고 있으며, 현재 고지방-고탄수화물 식이 모델에서 포스파티딜콜린의 인지능력개선 효과 및 기전 연구를 수행하고 있습니다.

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최근 서울대 박사를 졸업하고 미국 스탠포드 대학교에서 포스트 닥터 과정 기간에 네이쳐 논문까지 집필한 정경오 교수가 중앙대학교 의과대학 연구에 활력을 불어 넣고 있습니다.

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정경오 교수는 단일 암세포를 실시간으로 추적하는 'CellGPS' 시스템을 개발했으며 인공지능, 빅데이터 연구를 추가하여 연구의 깊이를 더하고 있습니다.

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또한 암세포 전이 메카니즘 연구, 췌장암 연구(나노온코메드), 면역치료 분야 뿐만 아니라 반려동물 항암 관련 연구도 다양한 연구 기관, 협력 업체와 진행하고 있는 것으로 알려져 있습니다.

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