인간 피부 림프 모델을 개발..림파낙스(Lymphanax)가 피부 속 림프관 생성에 도움을 주고, 건강한 림프관을 형성시켜 피부 장벽을 강화할 수 있다는 결과 도출
사람의 피부 림프계(Lymphatic system)는 피부 세포들과 조화를 이루며 림프 기능을 엄격히 제어한다. 림프계는 조직으로부터 세포 노폐물, 잔류 단백질, 각종 항원, 면역 세포를 제거하여 항상성을 유지하고 간질액의 배출을 통해 면역 체계를 활성화하는 중요한 역할을 한다
피부는 외부 자극(병원체와 같은)으로부터 우리 몸을 보호하는 역할을 한다. 여기에 인간 피부 림프 모델을 개발하기 위해, 아모레퍼시픽은 고려대학교 기계공학과 장석 교수와 공동 연구를 통해 림프관 활성이 피부 건강에 미치는 영향과, 발효 인삼 소재에 의한 피부 림프 활성화 개선 가능성을 최초로 밝혀냈다.
연구팀은 두 가지 3D 미세 유체 플랫폼을 제시했다. 하나는 선결 림프 혈관과 유사한 구조를 갖춘 림프관 형성 모델이며, 다른 하나는 기능적인 피부 장벽과 선결 림프 혈관과 유사한 구조를 갖춘 고급 림프관 형성 모델이다.
특히, 고속 영상처리 시스템과 딥러닝 기반 혈관 네트워크 분석 인공지능(AI) 알고리즘을 접목한 방법으로 12가지 지표별로 림프관 생성 효과를 신속하게 분석하고 림파낙스(LymphanaxTM)가 피부 속 림프관 생성에 도움을 주고, 건강한 림프관을 형성시켜 피부 장벽을 강화할 수 있다는 결과를 도출해 냈다.
또한 최신의 인체 피부 구조 구현 기술과 더불어, 여러 세포 간의 네트워크를 확인할 수 있는 오가노이드(organoid, 장기유사체) 기술 중 하나인 랩온어칩(Lab-on-a-chip) 시스템을 활용했다. 관련 연구에서는 인체에서 유래한 피부 세포와 3차원 림프관 형성 세포를 최적 조건으로 공배양하는 방법을 적용, 스킨림프온어칩(SkinLymph-on-a-chip)을 만들어냈다.
이를 통해 인체 피부와 림프관 사이 네트워크를 구현해 냈으며, 피부를 통해 적용하는 물질이 림프관 형성 및 활성에 미치는 영향을 육안으로 확인할 수 있었다.
인체 피부와 림프 간 네트워크를 구현한 해당 시스템을 활용하면, 피부를 통해 적용되는 물질이 림프관 형성에 미치는 영향을 직접 관찰하고 분자 생물학적 변화도 확인할 수 있다. 또한, 아모레퍼시픽이 인삼을 500시간 자연숙성해 만든 림파낙스(Lymphanax)성분은 림프관 활성화 성분인 지페노사이드 17(Gypenoside XVII)이 농축돼 있어, 피부장벽 강화 및 림프 등 피부 내부 순환에 도움을 주는 것을 스킨림프온어칩 시스템에서 확인할 수 있었다
결론적으로, 이러한 혁신적인 플랫폼이 피부와 림프계 간의 상호 작용을 연구하고 약물 및 화장품의 림프관 생성 효과를 평가하는 데 유용하다는 것을 밝혀냈다. 이번 연구를 통해 그 효능을 확인한 림파낙스(LymphanaxTM)는 현재 아모래퍼시픽 설화수 브랜드에서 핵심 소재로 활용하고 있다.
한편, 이번 연구 결과는 네이처에서 발간하는 국제학술지 NPG 아시아 머터리얼스(NPG Asia Materials)에 '미세 유체 플랫폼에서 인체 피부 림프관 형성을 분석하기 위한 첨단 3D 림프 시스템(The advanced 3D lymphatic system for assaying the human cutaneous lymphangiogenesis in the microfluidic platform-아래 첨부)'란 제목으로 지난 2일 게재됐다.