Poly-D,L-Lactic Acid Fillers Increase Subcutaneous Adipose Tissue Volume by Promoting Adipogenesis in Aged Animal Skin
목차
서론
안녕하세요~ 이지동안의원 대표원장 닥터도도입니다! 오늘은 최근 발표된 흥미로운 연구 결과를 소개해 드리려고 합니다. 우리 얼굴의 볼륨 감소는 노화의 대표적인 특징인데요, 이를 개선하기 위한 필러 시술에 대한 새로운 메커니즘이 밝혀졌습니다.
피부 노화가 진행되면서 피하지방(subcutaneous white adipose tissue, sWAT)의 두께가 감소하고 지방줄기세포(adipose-derived stem cells, ASCs)의 지방 생성 능력이 떨어지게 됩니다. 실제로 환자분들을 진료하다 보면 나이가 들수록 얼굴이 ‘꺼진다’는 표현을 많이 하시는데요, 이는 바로 이러한 피하지방의 감소와 직접적인 관련이 있습니다.
폴리-D,L-젖산(PDLLA) 필러는 감소된 얼굴 볼륨을 복원하는 데 흔히 사용되지만, 이것이 정확히 어떤 메커니즘으로 지방 조직에 영향을 미치는지는 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 이번 연구는 PDLLA가 어떻게 노화된 피부에서 지방 생성(adipogenesis)을 촉진하는지에 대한 흥미로운 통찰을 제공합니다.
연구 배경
얼굴 피하지방은 노화에 따라 상당한 변화를 겪습니다. 특히 중안면(midface) 볼륨 감소는 노화된 얼굴의 특징적인 모습입니다. 젊은 얼굴의 윤곽을 회복하기 위해 지방이식(fat grafting)이 시도되기도 하지만, 불규칙한 지방 축적, 안면 부종, 지방 낭종(fat cysts) 등의 합병증이 발생할 수 있습니다.
노화는 지방조직 자체에도 영향을 미치며, 특히 지방 줄기세포(ASCs)의 기능이 저하됩니다. 30세부터 지방 줄기세포의 증식 능력이 감소하기 시작하고, 50세가 되면 이러한 현상이 더욱 뚜렷해집니다. ASC 주사가 피부 재생을 위해 시도되기도 하지만, 주입 후 낮은 생착률과 생물학적 활성 감소 등의 한계가 있습니다.
저희 병원에서 잘 사용하고 있는 갈더마의 스컬트라(Sculptra)와 같은 PDLLA 필러는 주로 콜라겐 합성을 자극하여 얼굴 볼륨을 복원하는 것으로 알려져 있습니다. 하지만 이번 연구는 PDLLA가 피하지방 두께를 증가시켜 얼굴 볼륨을 향상시킬 수도 있다는 새로운 가능성을 제시합니다.
연구 방법
이 연구에서는 PDLLA가 노화 세포 모델과 노화 동물 모델에서 대식세포(macrophage)의 M2 분극화 조절을 통해 지방 줄기세포(ASCs)의 지방 생성(adipogenesis)을 촉진하는지 평가했습니다.
시험관 내(In vitro) 실험:
- THP-1 인간 단핵구 세포를 대식세포로 분화시킨 후 LPS(lipopolysaccharide)로 노화를 유도
- 지방 줄기세포(ASCs)에 대한 영향을 평가하기 위해 다양한 조건의 대식세포 배양액 처리
- Oil Red O 염색을 통한 지방세포 분화 확인
동물 실험(In vivo):
- 14개월령의 C57BL/6 마우스를 사용하여 노화 동물 모델 구축
- 등 부위에 PDLLA 주입 후 2주, 4주, 8주 시점에 피부 조직 분석
이번 연구의 가설은 PDLLA가 기계적 자극을 유발하여 Piezo1(기계 감각성 이온 채널)을 활성화하고, 이어서 M2 대식세포 분극화를 촉진한다는 것입니다. 증가된 M2 분극화는 FGF2(섬유아세포 성장인자 2) 분비를 유도하고, 이는 ERK1/2 수준을 증가시킵니다. 증가된 ERK1/2는 노화 피부에서 ASC의 증식과 성숙 지방세포로의 분화를 촉진합니다. 이러한 성숙 지방세포들이 피하지방 두께를 증가시켜 피부 재생에 기여한다는 것이 연구의 핵심 가설입니다.
주요 연구 결과
PDLLA가 대식세포 분극화에 미치는 영향
연구팀은 먼저 PDLLA의 최적 농도를 결정하기 위해 세포 생존율과 FGF2 발현에 미치는 영향을 평가했습니다. 100μg/mL PDLLA 농도에서 세포 독성 없이 FGF2 분비가 효과적으로 증가했습니다.
노화된 대식세포에서는 Piezo1 발현과 M2 분극화(CD163/(CD163+CD80) 비율로 평가)가 감소했습니다. 그러나 PDLLA 처리 후에는 두 지표 모두 증가했습니다. 노화된 대식세포에서 감소했던 FGF2 분비 역시 PDLLA 처리 후 증가했습니다.
이는 제가 실제 임상에서 스컬트라(PDLLA) 시술을 할 때 관찰하는 현상과 일치합니다. 보통 시술 후 2-3주 정도 시간이 지나면서 환자분들의 피부 상태가 눈에 띄게 개선되는데, 이는 이러한 세포 수준의 변화가 실제로 일어나고 있음을 보여주는 것이죠!
PDLLA가 지방줄기세포 증식과 분화에 미치는 영향
노화된 대식세포의 감소된 FGF2 분비가 ASC에 미치는 영향을 확인하기 위해, 연구팀은 대식세포 배양액을 ASC에 적용했습니다.
노화된 대식세포의 배양액으로 처리했을 때, ASC의 ERK1/2 활성과 증식률이 감소했습니다. 그러나 PDLLA로 자극한 노화 대식세포의 배양액으로 처리했을 때는 ERK1/2 활성과 증식률이 회복되었습니다.
지방 생성 유도 인자인 PPAR-γ와 C/EBP-α도 노화된 대식세포 배양액에서는 감소했지만, PDLLA로 자극한 노화 대식세포 배양액에서는 증가했습니다. Oil Red O 염색으로 확인한 성숙 지방세포로의 분화 역시 같은 패턴을 보였습니다.
실제로 저는 갈더마의 키닥터(Galderma Key Doctor)로 활동하면서 스컬트라 시술을 많이 해왔는데요, 시술 후 환자분들의 피부 개선 효과가 단순한 볼륨 회복을 넘어 피부 질감과 탄력까지 개선되는 것을 자주 관찰했습니다. 이번 연구 결과는 그 이유를 과학적으로 설명해줍니다!
PDLLA가 노화 동물 모델의 피하지방조직에 미치는 영향
동물 실험에서도 유사한 결과가 관찰되었습니다. PDLLA 주입 후 노화 동물의 피하지방조직에서 Piezo1 발현, M2 분극화, FGF2 수준이 증가했으며, 이러한 효과는 주입 2주 후에 가장 높았습니다.
ERK1/2 활성과 세포 증식(PCNA로 평가)도 PDLLA 주입 후 증가했으며, 역시 2주 후에 최고치를 보였습니다. PPAR-γ와 C/EBP-α 발현은 시간이 지남에 따라 계속 증가했으며, 피하지방 두께도 PDLLA 주입 후 시간 의존적으로 증가했습니다.
흥미롭게도, 지방세포 크기는 PDLLA 처리 후에도 변하지 않았습니다. 이는 PDLLA가 지방세포 비대(hypertrophic expansion)가 아닌 지방세포 수 증가(hyperplastic expansion)를 통해 피하지방 두께를 증가시킨다는 것을 시사합니다.
이는 제가 테옥산(TEOXANE)의 키닥터로 활동하면서 관찰한 현상과도 일치합니다. RHA 필러와 같은 히알루론산 제품과 병행하여 PDLLA를 사용할 때 얻는 시너지 효과가 단순한 필러 효과를 넘어서는 이유도, 이런 세포 수준의 변화 때문이었을 수 있겠습니다.
임상적 의의
이 연구는 PDLLA 필러가 콜라겐 합성 촉진뿐만 아니라 피하지방 두께 증가를 통해서도 얼굴 볼륨을 회복시킬 수 있음을 보여줍니다. PDLLA는 시험관 내 노화 모델에서 ASC 증식과 지방 생성을 촉진했으며, 동물 실험에서도 지방세포 크기에 영향을 주지 않으면서 피하지방 두께를 증가시켰습니다.
또한 PDLLA는 TNF-α와 IL-6와 같은 염증성 사이토카인을 감소시키면서 피하지방 두께를 증가시켰습니다. 이는 PDLLA가 염증을 최소화하면서 지방 조직을 증가시킬 수 있다는 것을 시사합니다.
처음에는 스컬트라 시술을 단순히 콜라겐 생성 촉진제로만 생각했는데, 이번 연구를 통해 피하지방의 재생에도 기여한다는 것을 알게 되었습니다. 실제로 저희 병원에서는 중안면 볼륨 감소가 심한 환자들에게 스컬트라 시술을 하고 3-4개월 후에 보면 단순히 필러로 채운 것보다 더 자연스러운 볼륨 개선을 보이는 경우가 많았습니다. 이제 그 이유를 더 명확히 설명할 수 있게 되었네요!
⭐ 가장 중요한 점은 PDLLA가 지방줄기세포의 자연스러운 분화를 촉진하여 얼굴 볼륨을 회복시킨다는 것입니다. 이는 단순히 필러로 볼륨을 채우는 것보다 더 자연스럽고 지속적인 개선을 제공할 수 있다는 의미입니다.
결론
이 연구는 PDLLA 필러가 노화된 피부에서 지방 생성을 촉진하여 피하지방 두께를 증가시키는 메커니즘을 밝혔습니다. PDLLA는 Piezo1 활성화와 M2 대식세포 분극화를 통해 FGF2 분비를 증가시키고, 이는 ASC의 증식과 성숙 지방세포로의 분화를 촉진합니다.
이러한 발견은 PDLLA 필러가 단순히 콜라겐 생성을 촉진할 뿐만 아니라, 피하지방 조직의 재생을 통해서도 얼굴 볼륨을 회복시킬 수 있다는 것을 시사합니다. 이는 노화된 얼굴의 볼륨 감소를 해결하기 위한 새로운 치료 접근법으로서 PDLLA의 가치를 더욱 높여줍니다.
갈더마 코리아 키닥터로서, 이번 연구 결과를 통해 스컬트라의 작용 메커니즘을 더 깊이 이해하게 되었습니다. 이런 과학적 근거를 바탕으로 환자분들께 더 정확한 정보를 제공하고, 개인별 특성에 맞는 맞춤형 시술을 계획할 수 있게 되었습니다.
피부 재생과 노화 방지에 관심 있으신 분들은 전문의와 상담하여 자신에게 가장 적합한 치료 옵션을 찾아보시길 권장해 드립니다. 언제든지 궁금한 점이 있으시면 댓글로 질문해 주세요! 다음 포스팅에서는 다양한 필러의 장단점을 비교해 보도록 하겠습니다. 감사합니다~ 🙂
핵심 요약
- 작용 기전: PDLLA 필러는 기계적 자극을 통해 Piezo1 이온 채널을 활성화시키고, 이는 M2 대식세포 분극화를 촉진합니다.
- 분자 경로: 증가된 M2 대식세포는 FGF2 분비를 촉진하고, 이는 ERK1/2 활성화를 통해 지방줄기세포의 증식과 분화를 유도합니다.
- 지방 생성 인자: PDLLA 처리 후 지방 생성 핵심 인자인 PPAR-γ와 C/EBP-α의 발현이 증가합니다.
- 효과 지속 시간:
- M2 분극화와 FGF2 발현은 PDLLA 주입 후 2주에 최고치
- 지방 생성 유전자 발현과 피하지방 두께는 시간이 지남에 따라 계속 증가
- 지방 조직 변화: PDLLA는 지방세포 크기 증가 없이 피하지방 두께를 증가시켜, 건강한 형태의 지방 조직 확장을 유도합니다.
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참고 문헌
Byun, K.-A.; Seo, S.B.; Oh, S.; Jang, J.-W.; Son, K.H.; Byun, K. Poly-D,L-Lactic Acid Fillers Increase Subcutaneous Adipose Tissue Volume by Promoting Adipogenesis in Aged Animal Skin. Int. J. Mol. Sci. 2024, 25, 12739. https://doi.org/10.3390/ijms252312739
