# 식물의 무한한 잠재력을 깨우다

 

1. 서론

 

엑소좀(Exosome)은 인지질 이중막으로 구성된 50~200nm 크기를 가진 대표적인 세포외소포체(Extracellular Vesicles : EVs)로 내부에 여러 생리활성 물질을 담아 세포와 세포 간의 전달체 역할을 한다. 이 엑소좀의 인지질 이중막은 소수성 물질을 담지할 수 있고 외부로부터 담지된 내용물을 보호할 수 있으며 세포막과 성분이 동일하기 때문에 생체 적합성이 높아 세포에 침투하기 용이하며 흡수율이 높다.

 

현재 의약, 바이오 분야에서 전달체로써의 활발한 연구가 이뤄지고 있으며 최근에는 피부 미용과 화장품 업계에서도 엑소좀의 이러한 특성에 주목해 엑소좀에 대한 관심이 증가하고 있다.

 

이 엑소좀은 동물 세포, 식물 세포, 미생물 세포 등을 포함한 살아있는 모든 세포들에서 분비된다. 그 중 식물 유래 엑소좀은 동물 유래 엑소좀보다 세포 독성이 적은 것으로 보고된 바 있고 원료 공급 측면에서 유리하다. 특히 화장품 업계에서는 환경에 대한 관심이 높으며 비건을 선호하는 소비자들의 수요에 따라 식물 유래 엑소좀을 주목하고 있다. 이에 모아캠에서 식물 유래 엑소좀에 대해 연구 진행하였으며 Phyto-EV 플랫폼에 대해 소개하고자 한다.

 

2. Phyto-EV 플랫폼이란

 

Phyto-EV는 식물을 뜻하는 ‘Phyto’와 Exosome like Vesicle, Extracellular Vesicles 의미를 내포하는 ‘EV’의 합성어로 모아캠의 식물 유래 엑소좀을 뜻한다. 엑소좀은 입자 크기가 매우 작고 낮은 밀도로 인해 분리와 정제가 어렵다. 특히 식물 유래 엑소좀은 식물세포에 존재하는 세포벽을 파쇄하는 공정을 추가해야 고농도의 엑소좀을 수득할 수 있으며 식물의 종류와 부위별 엑소좀의 입자 크기가 다양해 확인이 필요하다.

 

그림1 Phyto-EV 플랫폼

 

 

따라서 모아캠은 식물의 특성에 따라 적절한 전처리를 통해 엑소좀을 다량 수득하고 증빙하는 방법을 연구하였으며 이를 통해 다양한 식물 종류와 부위별에 따른 엑소좀을 수득하는 기술인 Phyto-EV 플랫폼을 설정했다(그림1). Phyto-EV 제품 중 제주 병풀잎 유래한 엑소좀으로 제조한 Phyto-EV Jeju Cica를 선정해 엑소좀의 증빙과 효능 시험을 진행했다.

 

3. 엑소좀 확인

 

통상적인 엑소좀 분석 방법인 DLS, NTA, TEM을 통해 Phyto-EV jeju Cica의 엑소좀을 확인했다. 1) DLS(Dynamic Light Scattering, 동적광학산란 광도계) DLS는 브라운 운동(유체 내에 미세 입자의 불규칙한 운동)을 하고 있는 입자에 레이저를 조사한 후산란광의 강도를 분석해 입자 크기를 측정하는 방법이며 엑소좀의 크기 분석에도 활용되고 있다. PhytoEV Jeju Cica DLS 측정 결과 Z-Average 162.4nm으로 엑소좀의 크기인 50~200nm를 충족함을 확인했다(그림 2).

 

그림2 Phyto-EV Jeju Cica의 DLS Data

 

 

2) NTA(Nanoparticle Tracking Analysis, 나노입자 추적분석기) NTA는 브라운 운동을 하고 있는 입자에 레이저를 조사하고 입자의 궤적을 카메라로 추적 분석해 입자 크기를 측정하는 방법으로 다분산 시료 측정시 DLS는 정확도가 떨어지는 것에 비해 NTA는 정확도가 높은 편이다. 또 NTA는 입자의 농도(particles/ ml)를 측정할 수 있기 때문에 엑소좀의 개수까지 정확하게 확인할 수 있다. Phyto-EV Jeju Cica NTA 측정 결과 Mode(최빈값) 103.0nm, 농도 1.70x108 particles/mL으로 엑소좀의 크기인 50~200nm를 충족하며 엑소좀의 개수가 108particles/ml 이상임을 확인했다(그림 3).

 

그림3 Phyto-EV Jeju Cica의 NTA Data

 

 

3) TEM(Transmission Electron Microscope, 투과 전자 현미경) 측정 시 엑소좀은 인지질 이중막으로 이뤄진 구형의 입자이기 때문에 입자의 모양과 크기를 대략적으로 확인할 수 있다. Phyto-EV Jeju Cica의 TEM 측정 결과 이중막을 지닌 구형의 입자임을 확인했다(그림 4).

 

그림4 Phyto-EV Jeju Cica의 TEM Image

 

 

4. 엑소좀의 대표적인 활용 사례

 

엑소좀은 유래 원물에 따라 다양한 효능이 예상되지만 엑소좀의 대표적인 활용 사례인 전달체 역할을 확인하기 위해 효능 시험을 진행했다. Phyto-EV Jeju Cica의 시너지 효과를 확인하고자 병풀의 주요 효능인 항염 평가를 진행했다. 대식세포인 Raw 264.7 세포에 LPS(Lipopolysaccharide)를 처리해 NO(nitric oxide)생성을 유도했다. L-NMMA(NG-Methyl-Larginine, acetate salt)는 NO 생성을 억제하는 대표적인 억제제로 단독 처리시보다 Phyto-EV Jeju Cica를 함께 처리하였을 때 NO 생성이 억제되는지 확인했다.

 

시험 결과, L-NMMA 20 uM을 단독 처리했을 때보다 Phyto-EV Jeju Cica 0.5%를 함께 처리할 경우 NO 생성을 10% 더 저해해 Phyto-EV Jeju Cica가 활성성분과 함께 사용되었을 때 효과를 더 증진 시킬 수있는 원료로 사용될 수 있음을 확인했다(그림 5). 엑소좀의 시너지 효과 확인을 통해 식물 유래 엑소좀은 식물이 가진 다양한 효능에 시너지 효과를 더할 수 있을 것으로 기대된다.

 

그림 5 Phyto-EV Jeju Cica의 시너지 효과

 

 

5. Phyto-EV 주요 제품

 

모아캠은 Phyto-EV Jeju Cica 외 다양한 식물에서 엑소좀 수득을 확인해 Phyto-EV 플랫폼을 설정했으며 주요 제품군은 아래와 같다. 식물 유래 엑소좀은 동물이나 미생물에서 유래된 엑소좀에 비해 식물의 종류와 잎, 뿌리, 열매 등 부위에 따라 크기와 형태가 다양하다. 따라서 식물 유래 엑소좀은 특정 짓기 어려운 점 때문에 INCI Name은 Vesicle로 통칭하고 있다(PCPC, INCI Nomenclature Conventions 2021).

 

 

6. 결론

 

Phyto-EV Jeju Cica는 DLS, NTA, TEM을 통해 입자 크기가 50~200nm 사이인 구형의 이중 지질막을 확인해 엑소좀임을 증빙했다. Phyto-EV Jeju Cica의 효능시험에서는 활성성분과 함께 처리하였을 때 엑소좀 미처리하였을 때보다 NO 억제가 우수해 시너지 효과가 있음을 확인했다.

 

또 모아캠이 보유한 Phyto-EV 플랫폼을 적용해 여러 식물로 엑소좀을 수득할 수 있음을 확인했다. 그러므로 Phyto-EV 플랫폼으로 다양한 식물로 식물 유래 엑소좀 원료를 개발 가능하며 식물이 가진 효능을 식물 유래 엑소좀을 통해 피부에 효과적으로 전달하는 효과를 기대할 수 있다.

 

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