해외과학 기술 동향

2009-03-18

신생아의 피부는 수분이 가득찬 모체의 자궁 안에서 9개월을 보냈음에도 불구하고, 욕조에서 나온 성인과 달리 쭈글쭈글하지도 않고 매끈하다. 신생아는 고온다습한 환경 속에서 살면서, 춥고, 건조하고, 세균이 득실거리는 세상살이를 대비하여 피부를 보호하는 방법을 터득했기 때문이다. 태아가 이처럼 피부를 보호할 수 있는 비결을 무엇일까? 그것은 바로 태아기름막(VC: Vernix caseosa)이라고 불리는 일종의 스킨크림 때문이다. VC는 태아와 신생아의 피부를 덮고 있는 유성물질로서, 피지(皮脂)와 낙설된 상피세포로 구성되어 있다. VC는 출산 전은 물론 출산 후에도 피부의 성장을 도와주는 역할을 한다. VC는 자궁 속에서 방수작용을 함으로써 피부가 수성환경(watery conditions) 속에서도 성장할 수 있게 도와주며, 출산 후에는 수화작용(hydration)과 세척작용(cleasing)은 물론 피부궤양을 치료하는 기능을 발휘하기까지도 한다. 네덜란드 라이덴 대학(Leiden University)의 연구진은 천연 유성연고(natural buttery ointment)라고 불리는 VC를 상세히 연구하여, 천연상태의 구조와 속성을 갖는 인공 VC를 합성하는 데 성공하였다. 천연 VC가 기온변화, 탈수, 감염으로부터 태아의 피부를 보호하듯, 인공 VC 역시 피부질환을 앓는 어린이와 성인에게 많은 도움을 줄 것으로 기대된다.

여느 보습크림과 마찬가지로 VC는 대부분 물로 구성되어 있다. VC의 탁월한 속성은 10%의 지질분자와 죽은 피부세포(각질세포)가 첨가됨으로써 가능하다. 따라서 VC의 합성에 있어서 가장 중요한 포인트는 물과, 기름과, 각질세포의 구성비율이다. 연구진은 지질의 합성을 위하여, 먼저 프랑스 그레노블에 위치한 유럽 방사광가속기시설(ESRF: European Synchrotron Radiation Facility)의 더치/플레미시 더블빔라인(Dutch/Flemish DUBBLE beamline)에서 엑스선 회절측정(X-ray diffraction measurements)을 실시하였다. 측정 결과, 연구진은 VC를 구성하는 다양한 지질성분의 배합비율을 알 수 있었으며, 심지어 복합분자의 사슬길이(chain length)까지도 식별할 수 있었다. 연구진은 다른 한편으로, 전자현미경을 이용하여 각질세포의 크기, 형태, 수분함량을 분석하였다.

VC의 합성을 위해서는 구성성분을 알아내는 것도 중요하지만, 그에 못지 않게 구성성분들이 서로 어우러져 혼합물을 형성하는 방식을 알아내는 것도 중요하다. 지질분자는 마치 막대사탕(lollipops)과 같이 둥근 머리와 막대로 구성되어 있는데, 머리부분은 물과 어울리는 것을 선호하며(친수성), 막대부분은 다른 막대와 뗏목처럼 엮이는 것을 선호한다(소수성). VC는 다양한 길이의 지질을 포함하고 있는데, 기온의 변화는 이 지질들의 배열형태를 다양하게 변화시킨다. 이에 따라 VC는 자궁의 안팎에서 상이한 기능을 발휘할 수 있게 된다. (빵에 발라진 버터가 오븐 속과 식탁 위에서 각각 상이한 거동을 보인다는 것을 상기해 보라.) 연구진은 다시 한번 ESRF의 싱크로트론 광선(synchrotron light)을 이용하여 각질세포와 지질을 분석함으로써, 상황(온도, 습도 등)의 변화에 따라 덩어리가 형성되거나 배열이 변화하는 과정을 추적하였다.

이상의 과정을 거쳐 VC의 조성과 배열상태를 완벽하게 이해한 연구진은, 다음 단계로 VC의 인공버전을 합성하는 작업에 착수하였다. 연구진은 VC의 합성에 이용할 지방분자로 라놀린(lanolin)을 선택하였다. (라놀린은 양털에서 발견되는 천연지방으로서, 약 100년 전부터 호주 면양목장에서 일하는 양털깎이들이 양털을 깎아 주고나면 손이 곱고 매끄럽게 된다는 사실을 발견하면서 그 유효성분인 라놀린 오일이 보습제로 널리 쓰여 왔다. 라놀린은 피부를 태양광선과 바람 , 물, 먼지 등 해로운 요소로부터 보호해 주는 기능이 뛰어나 화장품이나 손상된 피부를 치료해주는 연고 등에 많이 사용되고 있다.) 연구진은 VC의 분석결과와 가장 근접한 라놀린을 추출한 다음, 이를 이용하여 VC와 동일한 속성을 갖는 혼합용액을 합성하는 데 성공하였다. 한편 합성 각질세포는 유트레히트 대학(Utrecht University) 연구진의 도움을 받아 완성되었다.

연구진은 합성된 지질과 각질세포를 결합하여 인공 VC를 만든 후, 엑스선측정과 현미경분석을 통하여 천연 VC과 동일한 형태 및 기능을 가졌다는 것을 확인할 수 있었다. 연구진은 한 걸음 더 나아가 수분의 함량과 기타 성분의 비율을 임의로 변화시킴으로써 다양한 형태와 기능을 창조할 수도 있었다. 연구진은 전임상시험을 통하여, 새로 만들어진 크림(인공 VC)이 손상된 피부와 미숙한 피부(underdeveloped skin)를 회복시키는 데 탁월한 효능을 발휘한다는 것을 발견하였다. 연구진이 손상된 피부에 이 크림을 투여한 결과 피부의 장벽기능(barrier function)이 신속하게 회복되는 것으로 나타났다. 연구진은 임상시험을 거쳐 이 크림의 효능을 확인한 후에, 아토피 피부질환이나 건성피부 등의 치료제로 개발할 예정이다.

SOURCE: Robert Rißmann, "Development of a vernix caseosa substitute. A novel strategy to improve skin barrier function and repair.", Ph. D. thesis defended 17 March 2009 at Leiden University, Faculty of mathematics and sciences (The Netherlands).

키워드 : 태아기름막, 라놀린, 스킨크림

출처: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/03/090317095032.htm