콜라겐 재생 활성 중요해

【뉴욕】 미시간대학 피부과 제프리 오링거(Jeffrey S. Orringer)박사는 빛으로 손상된 피부에 탄산가스(CO2)레이저 수복술을 실시한 결과 피부를 개선시키는데는 재현성이 높은 창상치유 반응이 하고 있으며, 그 결과 피부구조에 뚜렷한 변화가 발생했다고 Archives of Dermatology（2004; 140: 1326-1332)에 발표했다.

광상해(photodamaged) 피부에 대한 CO2레이저 수복술은 아직도 얼굴을 젊게 하는데 효과적인 표준적인 치료법이다.

이 방법을 통해 얻을 수 있는 미용적 결과에는 다양한 메커니즘이 관여하고 있지만, 그중에서도 콜라겐 생산의 활성화가 가장 중요하다고 일부 연구는 밝히고 있다.

이번 연구에서는 CO2레이저치료를 받은 광상해피부에서 콜라겐이 생산되는 시간적 변화를 in vivo에서 확인한 결과를 제시했다.

또한 피부개선에 영향을 준다고 알려진 각종 중요한 유전자에 대해서도 변화를 추적해 보았다.

MMP와 프로콜라겐 증가

연구에 의하면 재현성이 높은 창상치유반응에는 인터류킨(IL)-1β수치와 종양괴사인자(TNF)α 수치의 상승이 관련하고 있었다.

이들은 전 염증성 사이토카인이며 또 조직을 수복하는 과정에 관여하는 기본적 기전이 개입하고 있었다.

어떤 사이토카인이라도 매트릭스 메탈로프로테아제(MMP)를 유도하는 것으로 알려져 있다.

오링거박사는 실시간 역전사 폴리머레이스연쇄반응(RT-PCR)법과 면역조직화학을 이용하여 28명에 대해 조사했다.

그 결과 이러한 사이토카인 레벨이 상승한 직후에 몇몇 중요한 MMP가 뚜렷하게 증가했다.

예를들면 콜라게나제1(MMP-1)의 증가는 치료전 수치보다 4만배 높아졌다. 박사는 MMP-1이 유도되고 이것이 빛에 의해 손상된 콜라겐을 분해한 것이라고 설명한다.

또 수복술 후 1주간 스트로메리신(MMP-3) 수치가 가장 높아졌다. MMP-3은 부분적으로 분해된 콜라겐 외에 프로테오글리칸이나 엘라스틴 등의 매트릭스 단백질도 분해시킨다.

MMP-9는 높은 수치 유지

콜라겐 분자의 분해에는 콜라게나제 활성과 젤라티나제 활성 모두 필요 하지만 술후 1주간 젤라티나제B(MMP-9)수치도 가장 높아졌다.

MMP-1과 MMP-3 수치는 술후 2주간 비교적 급속하게 낮아진 반면 MMP-9수치는 술후 28일째에도 가장 높은 수준(치료전의 42배)을 유지했다.

콜라겐 분자를 분해하는 과정에서는 콜라게나제에 이어 젤라티나제가 작용하는데, MMP-9수치가 비교적 느리게 낮아진다는 것은 이 개념과 잘 일치한다.

MMP-9의 장기적인 상승은 MMP-1에 의해 발생한 콜라겐 단편이 MMP-9에 의해 더 분해된다는 사실을 보여준다.

시간적변화 분자마다 달라

연구에서는 1형과 III형 프로콜라겐의 수치도 높아져 술후 2~3주째에 가장 높은 수치를 나타냈다.

오링거 박사는 “콜라겐이 새로 형성되기 직전에 MMP-1수치가 낮아짐으로써 이 새로운 콜라겐이 MMP활성으로부터 보호된다. 그 결과 진피속의 콜라겐의 양은 증가한다”고 적고 있다.

I형과 III형 프로콜라겐은 술후 6개월 이상 높은 수치를 유지했다. 이는 레이저 수복술 후 몇 개월에 걸쳐 환자의 피부 외관이 계속 개선된다는 임상소견과 일치한다는 것을 보여준다.

박사는 “이 치유과정은 광손상에 의해 단편화된 콜라겐이 먼저 증가한 MMP에 의해 제거되고 그 후 새로운 콜라겐의 형성·침착이 촉진되어 발생한다”는 가설을 제시하고 있다.

트랜스포밍증식인자(TGF)-β1 수치는 술후 2일째에 가장 높아지고 그 후 28일 이상 높은 수치를 유지했다. TGF-β1은 강력한 섬유화작용을 갖고 있는 인자다.

콜라게나제3(MMP-13) 수치는 술후 2주내에 가장 높아졌다. MMP-13의 역할은 확실하진 않지만 최초의 콜라겐 분해가 아니라 콜라겐의 개선에 관여할 가능성이 높다고 생각되고 있다.

화상이나 외과적 절개 등의 전층 창상을 치유하는데는 근섬유아세포가 중요한 역할을 담당하는데 이번 연구에서는 술후에 근섬유아세포를 검출할 수는 없었다.

따라서 박사는 “CO2레이저 수복술 후의 창상치유는 다른 창상 타입의 경우와는 질적으로 다르다”고 결론내리고 있다.

근섬유아세포는 α평활근 액틴양성 섬유아세포로도 알려져 있다.

또 트롬보엘라스틴과 피브린1의 수치에도 적지만 명확한 변화가 나타났다. 양쪽 분자 수치는 술후 28일까지 높은 수치를 유지하고 있었다.

신규치료법 평가에 도움

매사추세츠종합병원 존 스트라스위머(John Strasswimmer)박사는 같은 호 논평(2004;149:1391-1392)에서 “콜라겐 합성에서 어떤 종류의 MMP(9와 13)가 증가했다는 사실은 특히 주목할만하다. 이것은 콜라겐 개선의 역할을 증명하는 것이며 새롭게 침착된 콜라겐을 변화시키는 것은 물론 남은 광손상 콜라겐의 일부도 변화시킨다고 생각된다”고 말하고 “CO2레이저에 대한 반응에 관한 지금까지의 연구는 각 요소만을 검토한 것이었지만 이번 연구에서는 각종 마커와 이것을 구별하는 시간적 변화가 나타났다”고 덧붙였다.

오링거 박사는 “이번 소견은 CO2레이저 수복술의 효과를 설명하는데 도움이 될 뿐만아니라 우리의 연구 데이터를 기준으로 하여 광상해피부에 대한 새로운 치료법의 평가에도 도움이 된다고 생각된다. 이번 제시된 정량 데이터는 다른 레이저치료(비침습적 레이저 포함)의 새화학적 효과를 비교하기 위한 척도로서 도움이 될 것으로 기대한다”고 설명하고 “CO2레이저에 가까운 생화학적변화를 얻을수 있고 안전성이다 우수한 장치를 개발하는게 향후 과제”라고 설명했다.