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4월 27, 2023

자외선과 피부 미생물군집

피부 마이크로바이옴은 인간의 건강과 웰빙에 미치는 역할로 인해 뷰티 및 퍼스널 케어 분야에서 점점 더 많은 관심을 받고 있으며, 이제 선케어의 새로운 영역이 될 수 있습니다.

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피부 마이크로바이옴은 인간의 건강과 웰빙에 미치는 역할로 인해 뷰티 및 퍼스널 케어 분야에서 점점 더 많은 관심을 받고 있으며, 이제 선 케어에서도 새로운 영역이 될 수 있습니다.

마이크로바이옴은 피부에 보호 장벽을 형성하여 자외선을 비롯한 외부 스트레스 요인에 대한 1차 방어선을 제공합니다[1]. 그러나 자외선 관리와 자외선 필터 사용은 피부 미생물군집과의 관계를 이해하기 위해 더 많은 연구가 필요한 개인 관리 영역 중 하나입니다.

dsm-firmenich에서는 이러한 필요성을 인식하고 자외선 노출 시 피부 마이크로바이옴에 대한 자외선 필터의 이점을 탐구하는 최초의 임상 연구를 수행했습니다. 자외선이 미생물 구성에 미치는 영향을 확인했을 뿐만 아니라, 자외선 차단제를 바르면 피부 미생물 군집과 그 보호 기능에 대한 적극적인 이점을 최초로 입증한 광보호 전문가 팀입니다. 그 중 자외선에 노출된 피부 마이크로바이옴의 핵심 역할을 하는 락토바실러스 크리스파투스( )가 피부 마이크로바이옴 분야에서 새롭고 흥미로운 발견이라는 사실을 확인했습니다.

또한 자외선 노출 후 피부의 자연적인 탄력성을 보존하고 강화하는 데 도움이 되는 자외선 필터( L. crispatus )가 소비자에게 어떤 이점을 제공하는지 살펴봤습니다.

선케어 개발자의 경우, 이러한 인사이트는 마이크로바이옴 친화 인증을 받은 PARSOL® UV 필터를 포함하여 피부 탄력 강화 제형에 사용할 수 있는 자외선 차단 성분을 식별하는 데 도움이 됩니다.

여기에서는 연구 결과와 자외선 차단 퍼스널 케어 개발자를 위한 주요 시사점을 포함하여 이 주제에 대해 자세히 살펴봅니다.

피부 마이크로바이옴이란 무엇이며 자외선에 의해 어떤 영향을 받나요?

피부 마이크로바이옴은 사람의 피부에 서식하는 박테리아, 곰팡이, 바이러스 등 다양한 미생물 군집입니다(그림 1)[2].

이러한 미생물과 환경과의 상호작용은 잠재적인 병원균으로부터 피부를 보호하여 피부 장벽과 면역 체계를 지원하는 등 피부 건강과 전반적인 웰빙을 지원하는 데 중요한 역할을 합니다[3].

이 복잡한 생태계에 대한 이해가 높아지면서 피부 마이크로바이옴을 보호하는 것이 어떻게 피부 건강에 도움이 되는지 알게 되었습니다. 균형 잡힌 건강한 마이크로바이옴을 유지하는 것은 이러한 역학 관계에 매우 중요하며, 양과 질이 모두 중요합니다. 피부 마이크로바이옴은 나이, 생활 방식, 환경 등 내외부 요인에 따라 적응합니다. 마이크로바이옴은 개인과 환경의 경계에 존재하기 때문에 피부 마이크로바이옴은 환경적 요인의 영향을 분명히 받습니다[4].

자외선과 피부 미생물 군집에 관한 증거는 거의 존재하지 않습니다. 예를 들어, 홍반 용량의 자외선 조사가 피험자의 박테리아 구성에 영향을 미치는 것으로 나타났으며[5], 자외선에 대한 세포 및 면역 반응은 온전한 피부 마이크로바이옴에 따라 달라지는 것으로 나타났습니다[6]. 업계에서 여러 자외선 필터를 테스트한 결과 피부 미생물 군집에 해로운 영향을 미치지 않는 것으로 입증되었지만, 이 관계를 완전히 탐구하거나 자외선 필터가 피부 미생물 군집에 적극적으로 도움이 될 수 있는지에 대한 연구는 아직 없습니다.

자외선 노출이 피부 미생물군에 미치는 영향과 자외선 필터의 잠재적 이점을 더 잘 조사할 필요성을 인식하고, 이러한 관계를 탐구하기 위해 선구적인 탐색적 임상 연구를 설계하고 실행했습니다.

그림 1 | 피부 마이크로바이옴. 박테리아, 곰팡이 등 피부 표면에 서식하는 다양한 미생물 군집. 박테리아는 피부에 가장 많이 존재하는 미생물입니다. 박테리아 구성은 촉촉한 피부, 건조한 피부, 지성 피부 등 신체 부위와 같은 요인에 따라 달라집니다. Byrd 외 [2]의 그림을 각색한 그림입니다.

자외선과 피부 마이크로바이옴에 대한 DSM-Firmenich의 파일럿 시험

임상 파일럿 연구의 두 가지 주요 목표는 다음과 같습니다:

1. 홍반성 자외선 노출이 피부 마이크로바이옴에 미치는 영향을 평가하기 위해
2. 자외선 차단제가 자외선에 노출된 피부 미생물 군집에 보호 효과를 제공하는지 확인하려면 다음과 같이 하세요.

10명의 여성 지원자가 등 위쪽 중앙의 네 부위 피부 샘플을 각각 무처리/무노출, 무처리/노출, 위약, 노출된 피부에 SPF20을 처리한 피부 샘플을 제공하는 연구 디자인을 선택했습니다. 홍반성 자외선 노출 직전과 2시간 후의 시점을 고려했습니다(최소 홍반 용량 2회). 피부 면봉 샘플을 채취하여 피부 마이크로바이옴 구성의 변화를 분석했습니다.

(i) 피부 마이크로바이옴 다양성 변화
피부 샘플의 염기서열 분석 결과, 자외선 조사와 치료 모두 피부 미생물군집 내에서 발견되는 다양한 박테리아의 상대적 풍부도와 다양성에 뚜렷한 영향을 미치는 것으로 나타났습니다(그림 2).

그림 2 | 자외선 조사 및 치료에 따른 피부 마이크로바이옴 내 전 세계적인 다양성의 뚜렷한 변화. 조건에 따른 피험자 V1의 박테리아 구성의 상대적 풍부함과 다양성

(ii) 락토바실러스 크리스파투스 보호
매우 다양한 피부 마이크로바이옴 커뮤니티에서 자외선 노출 후 쉽게 감소하고 동시에 자외선 차단제로 보호되는 박테리아 종 락토바실러스 크리스파투스 를 확인했습니다.

유산균 은 선천성 면역 반응의 핵심 구성 요소로 인식되고 인체 건강에 유익한 것으로 알려진 젖산 생성 박테리아 그룹입니다[7]. 유산균 은 안정된 산성 환경을 유지하는 데 핵심적인 역할을 하며, 이를 통해 피부 장벽 기능과 탄력을 유지하는 데 도움을 줍니다. 유산균( )은 미생물 군집의 전반적인 균형을 유지하고 피부 병원균 및 감염으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다.

L. 크리스파투스 는 락토바실러스 박테리아의 한 유형으로, 이전에 질 및 장내 미생물 군집의 핵심 구성원으로 확인되었지만[8, 9] 피부에서의 역학 관계에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다[10, 11]. L. 크리스파투스는 우리 연구에서 피부에서 가장 풍부한 락토바실러스 종으로 밝혀졌으며, 우리는 자연 피부 마이크로바이옴의 관련 구성원으로서 L. 크리스파투스 의 잠재력을 최초로 확인했습니다. 우리는 자외선을 조사한 피부 마이크로바이옴 내에서 L. 크리스파투스 의 상대적 풍부도가 크게 변화하는 것을 확인했습니다(그림 3). 자외선 노출이 생체 내 L. 크리스파투스 의 풍부함을 감소시키는 것으로 나타나, 자외선이 실제로 피부 미생물 군집의 불균형을 초래하여 피부 건강에 잠재적인 영향을 미칠 수 있음을 확인했습니다. 또한, 생체 내에서도 자외선 차단 효과를 볼 수 있었는데, SPF 20 자외선 차단제는 L. 크리스파투스 의 자외선으로 인한 감소를 방지하는 것으로 나타났습니다.

그림 3 | 방사선 조사 및 처리 후 L. 크리스파투스 의 상대적 풍부도. 염기서열 분석을 사용하여 대조군, 자외선 조사 및 자외선 차단제 처리 샘플 간에 L. 크리스파투스 의 상대적 풍부도의 변화를 관찰했습니다.

L. 크리스파투스 와 같은 특정 미생물이 자외선 차단에 도움이 될 수 있다는 관찰에 따라 추가적인 시험관 실험을 수행하여 그 결과를 확인했습니다. 또한 유익한 박테리아에 대한 선택적 자외선 필터의 적극적인 이점을 확인할 수 있었습니다:

PARSOL® 340, PARSOL® ZX, PARSOL® 1789 및 PARSOL® EHT는 자외선 조사 시 L. 크리스파투스 를 효과적으로 보호합니다.

또한 마이크로바이옴 친화 인증* 자외선 필터인 PARSOL®1789, PARSOL® 쉴드, PARSOL® EHT와 같은 스마트 PARSOL® 필터를 함께 사용하면 공생 박테리아 종을 보호하면서 SPF를 극대화하여 자외선에 노출된 피부의 탄력을 강화할 수 있다는 사실도 확인했습니다.

또한, 테스트에 사용된 자외선 필터가 선택적인 보호 효과를 보인다는 것을 시험관에서 확인했습니다. L. 크리스파투스 또는 포도상구균 표피상구균 의 개체군은 자외선 필터의 지원을 받았으며, 반대로 큐티박테리움 여드름의 성장은 특정 자외선 필터에 의해 약화될 수 있음을 관찰했습니다.

C. acnes 는 피부 마이크로바이옴의 주요 구성 요소이지만, 피부 마이크로바이옴 불균형 및 코메도제닉 성분 사용 시 염증성 여드름의 발생과 널리 연관되어 있습니다[12-14]. PARSOL® 1789, PARSOL® EHS, PARSOL® 340과 같은 일부 자외선 필터를 사용하면 C. acnes 개체수를 감소시키는 동시에 S. epidermidis 와 같은 다른 박테리아의 개체수를 지원하여 균형을 유지할 수 있음을 알 수 있습니다.

이러한 연구 결과는 여드름성 피부에 적합한 자외선 차단제 제형에 이러한 필터를 구체적으로 사용할 것을 제안합니다.

이러한 결과는 소비자와 선케어 개발자에게 어떤 의미가 있을까요?

(i) 자연스러운 피부 탄력 강화
dsm-firmenich에서는 피부 본연의 특성을 지원하고 강화하는 제품에 대한 소비자 선호도가 증가하는 것을 관찰했습니다. 저희 연구는 피부에 대한 명확한 이점을 강조함으로써 이러한 소비자 니즈를 해결합니다.

일부 자외선 필터는 유해한 자외선을 차단할 뿐만 아니라 피부 미생물군 내에서 유익한 박테리아의 생존을 보호하여 피부의 자연스러운 탄력을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 따라서 적절한 필터 조합이 포함된 선케어 제품을 사용하면 피부 건강에 도움이 될 수 있습니다. 피부 마이크로바이옴 본연의 기능을 보존하여 피부 구조와 기능을 유지하도록 도와줍니다. 이러한 탄력성 증가는 자외선과 같은 환경적 스트레스 요인의 손상으로부터 보호하고 피부 노화의 영향을 지연 및 대응하는 데에도 도움이 될 수 있습니다[15].

(ii) 선케어 개발자를 위한 자외선 필터 선택 및 배합
새로운 연구 영역에 진입했을 뿐만 아니라 연구 결과는 두 건의 특허 출원으로 이어졌습니다. 당사의 인사이트는 선케어 개발자가 선택된 PARSOL® 자외선 필터를 통해 시장에서 차별화 가능성이 있는 제형을 개발하는 데 도움이 됩니다.

또한 연구를 통해 피부 건강에 가장 적합한 자외선 필터를 추천하고(그림 4) 건강한 피부 마이크로바이옴을 지원합니다.

그림 4 | 권장 UV 필터 및 조합 지원 유산균 크리스파투스 및 제어 C. 아크네스

이러한 필터를 선케어 제형에 사용하기로 선택한 경우, 마이크로바이옴 친화적인 제품 제형을 지원하기 위한 포뮬레이션 가이드를 포함하여 최종 제품에서 피부 마이크로바이옴 혜택을 촉진하는 포뮬레이터 도구를 추가로 제공하며, 이 분야에서 쌓은 경험을 바탕으로 마이크로바이옴 친화적인 제품 제형을 지원합니다.

예를 들어, 마이크로바이옴 친화적 클레임 달성을 지원하기 위해 제제 제조사는 PARSOL® 1789, PARSOL® Shield 및 PARSOL® EHT와 같은 dsm-firmenich PARSOL® 포트폴리오의 인증된 마이크로바이옴 친화적* 필터를 사용할 수 있습니다. 또한 피부의 미생물 다양성을 존중하고 자외선 조사로부터 보호하며 피부 건강을 지원하는 것으로 입증된 최초의 마이크로바이옴 친화적* 자외선 차단제인 플로 액티브 디펜스 SPF 30을 제공합니다(그림 5).

 

그림 5 | 플로 액티브 디펜스 SPF 30 - 업계 최초로 마이크로바이옴 친화적 자외선 차단제 인증을 받은 제품입니다.

연구에 대한 자세한 내용이나 자외선 필터 및 포뮬레이션 지원이 필요하면 으로 문의하세요.

피부 마이크로바이옴에 대한 자세한 내용은 피부의 비밀스러운 삶 콘텐츠 허브 에서 확인할 수 있습니다.

참조

Callewaert, C. et al. 피부 마이크로바이옴과 환경과의 상호작용. Am. J. Clin. Dermatol. 21, 4-11 (2020).

1. Patra, V., I. Gallais Serezal 및 P. Wolf, 자외선 노출에 대한 국소 피부 반응에 영향을 미치는 피부 마이크로바이옴, 프로바이오틱스 및/또는 프리바이오틱스의 잠재력. 영양소, 2020. 12(6).

2. Byrd, A.L., Y. Belkaid 및 J.A. Segre, 인간 피부 마이크로바이옴. Nat Rev Microbiol, 2018, 16(3): p. 143-155.

3. 꽃, L. 및 E.A. Grice, 피부 미생물총: 위험과 보상의 균형 맞추기. 세포 숙주 미생물, 2020. 28(2): p. 190-200.

4. McCall, L.I. 외, 도시화에 따른 가정 화학 및 미생물 전환. Nat Microbiol, 2020. 5(1): p. 108-115.

5. 번즈, E.M. 외, 자외선(UVA와 UVB 모두)은 피부 미생물군집의 구성에 영향을 미칩니다. 2019. 28(2): p. 136-141.

6. Patra, V., 외, 피부 미생물 군집은 자외선이 세포 반응과 면역 기능에 미치는 영향을 조절합니다. iScience, 2019. 211-222.

7. Wang, S., 외, 질 락토바실러스 크리스패터스에 의해 생성된 항균 화합물은 칸디다 알비칸스 성장, 하이팔 형성을 강력하게 억제하고 독성 관련 유전자 발현을 조절할 수 있습니다. 프론트 마이크로바이올, 2017. 8: p. 564.

8. 레파르그너, J.P., 건강한 질의 바이오마커로서의 락토바실러스 크리스파투스. Ann Biol Clin (파리), 2016, 74(4): p. 421-7.

9. Dempsey, E. 및 S.C. Corr, 위장 건강을 위한 락토바실러스 유산균: 현재와 미래의 관점. 프론트 이뮤놀, 2022. 13: p. 840245.

10. 델랑헤, L. 외, 피부 병원균을 억제하는 유산균의 역할. Biochem Soc Trans, 2021, 49(2): p. 617-627.

11. Lebeer, S., 외, 국소 적용 유산균으로 피부 병원균 및 염증의 선택적 표적화. 3(2): p. Cell Rep Med, 2022. 100521.

12. Conforti, C., 외, 국소 피부 화장품 및 심상성 여드름. 34(1): p. e14436.

13. Lee, Y.B., E.J. Byun, H.S. Kim, 여드름에서 마이크로바이옴의 잠재적 역할: 종합적인 검토. J Clin Med, 2019. 8(7).

14. 등 여드름이 심한 환자에서 프로피오니박테리움 아크네스 계통의 다양성 감소, Dagnelie, M.A. 외, 등 여드름 환자에서 프로피오니박테리움 아크네스 계통의 다양성 감소. 98(2): p. 98(2), 2018. 262-267.

15. 한국 여성의 노화 관련 인체 피부 마이크로바이옴 및 마이코바이옴. Sci Rep, 2022. 12(1): p. 2351.

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