IFSCC 2022 London Congress 〈2〉 ③ 대한민국 포스터 발표 논문 - 바이오스펙트럼
국민건강보험공단에 따르면 국내 탈모환자는 2016년 21만명에서 2020년 23만명으로 꾸준히 증가했으며, 연령대도 2020년 기준, 10~30대가 전체 탈모환자의 약 50%를 차지하고 있다. 이는 탈모가 남성호르몬 이상이나 노화에 따른 한정된 질환이 아니라 긴장, 피로 등 각종 스트레스 요인에 의해 나이, 성별을 뛰어넘어 전방위적으로 영향을 끼칠 수 있는 질환으로 발전하고 있음을 보여준다. 이러한 경향은 해외도 예외가 아니며 중국을 비롯하여 미국, 유럽 등에서도 탈모 인구가 증가하고 있다. 중국의 경우 탈모 관련 미용산업 시장규모가 2020년 2.6조원을 돌파하였으며, 연평균성장률 15.2%로 급성장이 예상되는 시장으로 보고되고 있다.1
1. 중국 탈모방지제품 시장동향, Kotra, 2020. 09.
탈모는 치명적인 질병은 아니지만 극심한 정서적 고통을 비롯한 심리적 스트레스를 유발하여 자존감을 낮추거나 대인공포증 같은 2차 질환으로 이어질 수 있다. 탈모는 영양 결핍, 호르몬 불균형, 스트레스, 감염 및 화학적 자극과 관련이 있으며, 현재 탈모의 완화나 치료는 모유두세포DPC의 증식, 다이하이드로테스토스테론DHT의 작용 억제, 산화스트레스 완화, 혈류 개선 등 다양한 측면에서 진행되고 있다.
FDA가 승인한 대표적인 탈모 치료제로는 미녹시딜과 피나스테라이드가 있지만 두피의 홍반, 성욕 상실, 접촉성 피부염과 같은 다양한 부작용을 지닌다고 알려져 있다. 이에 천연물을 이용하여 안전한 발모제를 개발하려는 시도가 지속해서 행해지고 있다.
동백나무Camellia japonica는 에리카목에 속하는 상록교목으로 한국, 일본, 중국에서 자생한다. C. japonica의 잎과 씨앗, 꽃은 폴리페놀, 비타민 E, 사포닌, 트리테르페노이드 등의 활성 화합물과 각종 지방산을 함유하고 있으며, 이와 관련하여 항산화, 항균, 상처 치유, 오염 방지, 항염증, 티로시나아제 억제와 같은 다양한 생물학적 활성을 지니고 있다. 동백나무 열매껍질은 기름을 얻기 위해 씨앗이 채취된 뒤 상당량 폐기되고 있으며, 그 생물학적 활성은 아직 밝혀지지 않은 상태였다.
이번 연구를 통해 DPC의 증식과 DHT 및 산화스트레스의 억제 효과를 측정하여 동백과피 추출물 Camellia japonica fruit shell extract, CJFSE이 다양한 측면에서 탈모 완화 효능을 지니고 있음을 확인했다.
CJFSE increased HFDPCs proliferation and the spheroid size
모유두세포DPC의 수와 모낭 팽대부bulge 줄기세포의 활성화는 모발 주기를 조절하여 새로운 모발 성장에 기여한다. 이러한 DPC 수의 감소는 모발 축의 부피 감소와 함께 모낭의 소형화를 수반하는데, 탈모의 대표적인 증상이자 주요 원인이므로 DPC의 증식은 모낭의 발달 및 유지에 중요하다. 이러한 측면에서 동백과피 추출물은 DPC의 증식능을 높이고 spheroid 배양에서 spheroids의 크기를 증가시켰으며, 이는 동백과피 추출물이 DPC의 증식을 상향 조절함으로써 모발의 부피를 증가시키거나 유지할 것임을 시사한다.
CJFSE induced the expression of VEGF and genes related to HFDPCs proliferation
모낭HF은 VEGF, TGF β, β-FGF, IGF와 같은 다양한 성장 인자를 분비하는 진피 조직과 표피 조직 간의 상호작용에 의해 발달하고 유지된다. 특히 VEGF는 모낭구조 중 DPC에서 발현률이 가장 높은 것으로 알려져 있으며, 혈관 감소와 혈관화를 유도하여 모발 주기를 조절한다. 또한 모낭 재생이 정상적으로 진행되기 위한 주요 신호로는 Wnt-β -카테닌 경로가 있으며, c-Myc과 사이클린 D1은 Wnt 신호의 주요 표적으로 잘 알려져 있다. 동백과피 추출물은 이러한 VEGF의 발현과 생산을 증가시켰으며, Wnt, c-Myc 및 사이클린 D1을 유전자 수준에서 높이는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 동백과피 추출물이 VEGF 분비 및 Wnt 신호전달 관련 유전자 발현을 상향 조절함으로써 DPC의 증식과 발모에 관여할 수 있음을 시사한다.
CJFSE inhibited the effect of DHT on HFDPCs
남성호르몬인 DHT는 DPC의 안드로젠 수용체AR 에 결합하여 안드로겐 감수성 유전자를 발현시킴으로써 모발 주기를 방해하고 노화 상태와 같은 모낭의 소형화와 함께 탈모를 유발한다. 이와 관련하여 Dkk-1은 Wnt 신호의 길항제로 DHT에 의해 유도되며, DPC에서 분비되는 Dkk-1은 외모근초ORS의 성장을 억제하고 상피세포의 죽음을 유도하는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 동백과피 추출물이 DHT에 의해 감소하는 DPC의 생존 가능성을 높이고 Dkk-1의 발현을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, SA-β-gal 활성으로 DHT에 의해 유도된 노화 또한 억제할 수 있음을 확인하였다. 이와 함께 테스토스테론을 DHT로 전환하는 5α- 환원효소의 활성 역시 동백과피 추출물에 의해 감소함을 확인하였다. 이는 동백과피 추출물이 DHT의 생성을 억제하고 DHT가 모발 세포의 증식과 노화에 미치는 영향을 개선할 수 있을 것이라는 점을 시사한다.
CJFSE inhibited the effect of oxidative stress on HFDPCs
화학적 자극, UV 또는 미토콘드리아의 작용에 따라 발생하는 산화 스트레스는 모낭의 DNA, 단백질, 지질 등의 손상을 유발하고, 세포외 기질ECM을 감소시킬 뿐만 아니라, DPC의 형태나 이동에 영향을 주어 탈모를 유발할 수 있다. DPPH를 통해 동백과피 추출물이 자유 라디칼 소거능이 있음을 확인하였으며, 산화 스트레스인 H2O2로 유도된 ROS 생성도 억제할 수 있음을 확인하였다. 이와 함께 동백과피 추출물은 산화스트레스로 인해 감소하는 세포 생존확률을 높였고, 노화 또한 억제함을 확인하였다. 이는 동백과피 추출물이 산화 스트레스에 의한 탈모를 완화할 수 있음을 시사한다.