“40대 전후 ‘피부 노화 마커’ 조절 소재를 개발했습니다”

“세계적인 화장품 과학자가 참여하는 국제 학술대회에서 탑10 포스터 논문에 선정되어 개인적으로 영광스럽게 생각합니다. 특히 뉴라이프코스메틱 연구소에서 처음으로 자체 연구 내용을 IFSCC 2021에 발표했는데 탑10 포스터에 선정되었고, Special Post-Conference edition of the IFSCC Magazine에 공식 등재되어 큰 의미가 있었습니다.”

이소연 책임연구원은 IFSCC 2021에서 포스터 Top10에 선정된 소감을 이같이 밝히면서 “앞으로도 좀 더 본격적인 연구개발을 통해 큰 성과를 지속적으로 이루어 나가도록 하겠다”고 밝혔다.

뉴라이프코스메틱(New Life Cosmetics, 대표 조진훈)이 발표한 포스터 논문명은 ‘Identification of novel markers for skin senescence associated with the 1st aging peak of a life span’. 

뉴라이프코스메틱은 신생활그룹(회장 안봉락)의 계열사다. 신생활그룹은 1994년 중국 동북지역에서 상아화장품으로 화장품 사업을 시작해 건강기능식품 및 생활용품을 생산, 판매하고 있다. 뉴라이프코스메틱 R&D센터에는 서울과 중국 상하이 등에 50여명의 연구원이 몸담고 있다. 이소연 책임연구원은 서울대학교에서 유전공학 석사(2008~2010년)를 받은 후, 코웨이 화장품연구소(2011~2019년)를 거쳐 2019년부터 뉴라이프코스메틱 피부과학연구소에서 일하고 있다. 

Q. 이번 연구의 주요 내용을 소개해주세요. 

생애 첫 노화 피크인 40대 전후(정확히는 만 34세 전후) 혈액 내에서 급격히 증가하거나 감소하는 노화 관련 물질 중, 피부 세포에서 변화하는 ‘노화 마커^{aging marker}’를 밝히고, 이를 조절할 수 있는 소재를 개발한 것이 주요 내용입니다. 

Q. 연구를 시작한 배경은 무엇인가요? 

다양한 피부 문제들 중 피부 노화 해결을 가장 중요한 연구 목표로 두고 자사만의 독자적인 기술 개발을 위해 노력하고 있습니다. 그러던 중, 2019년 Nature Medicine(volume 25, pages1843–1850(2019))에 발표된 논문이 이번 연구를 시작하게 된 계기가 되었습니다 이 논문에서는 사람의 혈액에서 연령에 따른 노화 관련 물질의 변화 관찰을 통해 일생동안 3번, 혈액 내 노화 관련 물질이 급격히 변화하는 시기가 있다는 것을 밝혀 냈습니다. 실제로 많은 사람들이 피부를 포함한 신체가 급격히 노화하는 시기가 있음을 경험해 보았을 겁니다. 이번 연구는 그런 경험으로 알고 있던 급격한 신체 노화 현상이 실제로 과학적인 근거가 있음을 밝혔다고 볼 수 있습니다. 

이를 기반으로 우리 연구소에서는 피부에서 급격하게 노화가 일어나는 시기를 ‘노화 피크^{aging peak}’, 이와 관련된 물질을 ‘피부 노화 마커’라고 명명하고 이 ‘피부 노화 마커’를 조절함으로써 피부의 급격한 노화를 막아 궁극적으로 건강하고 어려보이는 피부를 만드는 소재를 개발하고자 하였습니다. 

Q. 혈관 내 노화 관련 분자 물질이 일생 동안 3번 변한다고요? 좀 더 설명해 주셔요. 

Nature Medicine 논문을 보면, Human plasma proteome 분석을 통해 40대, 70대, 80대 전 후 시기 혈액 내 노화 관련 물질의 큰 변화가 나타난다는 것을 밝혔습니다. 그리고 이들 물질의 변화가 노화 관련 질병과 연관성이 있음을 확인하고 있습니다. 이들 시기에는 ECM과 같은 structure pathway 관련 물질, 호르몬 활성, binding function, blood pathway, bone morphogenetic protein signaling 등과 관련된 물질들의 변화가 급격하게 이루어졌습니다. 우리 연구소 에서는 이 시기들을 ‘노화 피크’라고 명명하였고, 피부와 가장 연관성이 높은 것으로 추정할 수 있는 첫번째 노화 피크 시기를 피부 노화를 케어하는 골든 타임으로 보고 이 시기에 관여하는 노화 마커들을 선별하였습니다. 

Q. 첫번째 노화 피크란 광노출과 콜라겐 등에 대한 수치가 가장 심할 때를 말하는 건가요? 

첫번째 노화 피크는 앞서 얘기한 3번의 노화 피크 중 40대 전후에 발생하는 첫번째 혈액 내 노화 관련 물질의 변화가 큰 시기입니다. 이 시기에 Extra cellular matrix^ECM 등과 같이 structure pathway에 관련된 물질들의 감소가 뚜렷하게 관찰되는데, 이러한 결과는 피부에서 대표적으로 말하는 노화의 징후와 일치합니다. 피부에서 노화를 얘기할 때 콜라겐과 엘라스틴 감소 혹은 변형, 피부 탄력 감소와 주름 생성을 대표적으로 얘기하는데 이러한 현상과 첫번째 노화 피크 시기에 변화하는 노화 관련 물질의 기능이 일치하는 점에 주목하였습니다. 

Q. 이번 연구의 Fstl3, Gdf15, Mmp12, Ccdc80에 관한 결과에 대해 설명해주세요. 

Fstl3, Gdf15, Mmp12, Ccdc80은 혈액 내 노화 관련 물질 중 가장 많은 변화를 보이는 24개의 물질의 유전자 중 일부로, 이번 연구에서 노화된 피부 세포, UVB 적용 피부 세포에서 혈액 내의 물질 변화와 동일한 발현 변화 패턴을 확인한 유전자입니다. Fstl3는 염증, 콜라겐 합성을 조절하는 기능이 보고가 되어있고, Gdf15은 skin pigmentation을 증가시키고 미토콘드리아 질환과 관련이 있고, Mmp12는 엘라스틴을 분해하는 효소의 유전자입니다. Ccdc80의 경우 피부장벽 기능과 연관되어 있다고 알려져 있습니다. 또 이번 연구에서는 노화된 세포 및 UVB 적용 모델에서, Fstl3, Gdf15, Mmp12의 유전자 발현이 증가하고, Ccdc80의 유전자 발현은 감소하는 것을 확인하고, 이들 유전자의 발현을 조절하는 소재를 발굴하였습니다. 이는 노화된 피부 세포에서 증가한 Fstl3, Gdf15, Mmp12와 감소한 Ccdc80에 의해 피부 염증 증가, 콜라겐 감소, 칙칙한 피부톤, 엘라스틴 분해에 의한 탄력 감소, 피부 장벽 약화라는 전반적인 피부 노화 징후를 반영한다고 예상할 수 있습니다. 또한 이들 유전자들의 종합적인 발현 조절 소재를 통해 피부 노화를 개선할 수 있을 것으로 예상합니다. Fstl3의 콜라겐, 엘라스틴 생성 조절 가능성, Mmp12의 엘라스틴 발현량 조절 기능은 본 연구에서 일부 확인하였으나 Fstl3의 콜라겐, 엘라스틴 생성 조절에 관한 보다 자세한 기능 및 작용 기전은 추후 연구를 통해 밝혀야 할 부분이며, 그 외 Gdf15, Ccdc80의 기능에 대한 연구도 추후 연구를 진행하여 밝힐 예정입니다. 

Q. 이번 연구를 진행하면서 어려웠던 점도 있었겠네요.

기반으로 한 연구가 실제 사람의 혈액을 분석하여 얻어낸 결과였기 때문에, 이를 피부 세포 수준에서 재현하고 연구할 수 있는 방안을 도출하는데 어려움이 있었습니다. 이를 위해서 피부 세포에서 실제 발현하고 있는 유전자를 분석하고, 혈액에서의 변화, 노화된 세포에서의 변화를 확인함은 물론 이를 유사하게 재현하는 실험 모델을 개발하는데 많은 시간과 노력을 들였습니다.

Q. 신규 마커를 발굴했는데요. 앞으로 어떤 성과를 기대할 수 있나요?

신규 발굴한 노화 마커들을 이용한 연구 및 항노화 소재 개발을 통해서, 단편적인 노화 현상에 국한된 항노화 케어가 아닌, 피부 탄력, 피부장벽, 염증, 피부톤 등 피부 노화의 징후들을 종합적으로 개선 할 수 있을 것으로 기대합니다. 

Q. 앞으로 연구 계획이 궁금합니다.

이번 연구와 관련하여, 노화 마커를 조절하는 소재에 대한 특허 출원을 진행 중에 있으며, 4종 노화 마커의 작용 기전 연구는 물론, 새로운 노화 마커의 추가 발견을 위한 연구를 진행하고 있습니다. 또 신소재 개발을 위한 연구로의 확장도 기획하고 있어, 종합적이고 근본적인 피부 항노화 효과를 구현하는 혁신 기술을 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.