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피부 마이크로바이옴 기능성 화장품 시장에서도 ‘스킨바이옴’이라는 신생어와 함께 마이크로바이옴 연구가 활발히 진행되고 있다. 습한 환경에 있는 피부의 경우 단위면적 (cm2) 당 107 개의 미생물이 있다고 추정되며 그 종류는 1,000여 가지에 이른다고 알려져 있다. 최근 피부 마이크로바이옴의 균형이 피부 건강 (피부 장벽 기능) 과 관련되어 있다는 연구 결과가 밝혀지면서 화장품을 포함한 퍼스널케어 시장에서도 중요성이 주목받기 시작했다. 아직까지 기능성 화장품에 있어 마이크로바이옴의 효과는 걸음마 수준이지만 건강한 피부와 건강하지 못한 피부를 대조하고 분석한 결과 건강한 피부에서 마이크로바이옴의 균형이 필수적임이 밝혀졌으며, 또한 마이크로바이옴이 항노화, 아토피, 여드름과도 관련이 있다고 밝혀졌다. 예를 들어 아토피 피부염 환자의 피부에서 특정 미생물이 더 존재하거나 나아가 장내 미생물의 다양성이 감소한다는 것이다. 또한 나이가 들수록 새로운 박테리아 종이 추가되어 마이크로바이옴이 다양해진다는 연구결과나, 피부 속에도 마이크로바이옴이 존재해 이 밸런스가 잘 유지되면 피부장벽이 탄탄해질 수 있다는 연구결과 등이 있다. 나아가 피부 뿐만 아니라 장내미생물과도 피부 건강이 유기적으로 연결되어 상호작용한다는 사실이 밝혀지면서 향후 기능성 화장품 시장에서 마이크로바이옴 대상 연구가 지속적으로 이뤄질 것으로 예상된다. 더불어 안티폴루션 (anti-pollution) 및 개인 맞춤형 화장품 개발에도 응용할 수 있다. 자외선, 미세먼지 등에 의해 마이크로바이옴이 불균형해 지며, 특정 박테리아 (Cutibacterium)의 수가 줄어든다는 연구 결과를 토대로 피부 마이크로바이옴의 균형을 맞춰 ‘피부 장벽’을 만듦으로써 외부환경으로부터 피부 건강을 지켜줄 수 있는 신소재의 개발 근거로 활용할 수 있다. 현재는 주로 피부 및 모발관리 제제 개발에 마이크로바이옴이 사용되고 있으며 개인관리 및 화장품 분야에서 마이크로바이옴 기반 제품에만 초점을 두는 신규기업들이 등장하기 시작하고 있다. 국내외 화장품 개발 및 연구현황 주요 기업들의 마이크로바이옴 관련 화장품 개발 현황은 다음과 같다. 참고문헌 - 휴먼마이크로바이옴 연구동향 : 장내 마이크로바이옴 중심으로, 김병용, BioINpro 33호, 2017 - 마이크로바이옴이 몰고 올 혁명, 김주희 외, 삼정 KPMG 경제연구원 Issue Monitor 제120호, 2020 - Skin microbiome for cosmetic application, sekyoo J, 한국피부장벽학회, 2019 - BioINdustry, 글로벌 마이크로바이옴 시장현황 및 전망, 양준혁, 2019.4 - BioINpro 장내미생물의 재발견 : 마이크로바이옴, 이정숙, 2019.10, vol.68

마이크로바이옴의 개념 마이크로바이옴 (microbiome)은 미생물 군집 (microbiota) 과 유전체 (genome) 의 합성어로 피부나 위장관 등 특정 부위에 존재하는 모든 미생물과 이들의 유전물질을 통틀어 지칭한다. 휴먼 마이크로바이옴 (human microbiome) 은 인체와 공존하는 상재균, 공생균, 병원균들의 집합을 의미한다. 인체내에 존재하는 전체 미생물의 95%는 대장을 포함한 소화기관에 존재하고, 그 외 5%는 호흡기, 생식기, 구강, 피부 등에 널리 분포하고 있다. 마이크로바이옴은 인간 체중의 고작 1~3%를 차지하지만 체세포 수보다 많은 4x1013 개로 추정되며 인간의 면역작용, 약물에 대한 반응, 신진대사에 영향을 미치는 등 그 중요성으로 마이크로바이옴을 ‘제 2의 장기 (forgotten organ)’ 로 표현하기도 한다. 마이크로바이옴이 인체에 큰 영향을 미친다는 것은 2006년 제프리 고든 박사의 비만 쥐와 마른 쥐의 실험을 통해 입증되었다(그림1). 비만 쥐와 마른 쥐의 분변을 각각 무균 쥐에 주입한 결과 비만 쥐의 분변을 주입한 쥐가 더 빠른 시간 내에 비만이 되는 것을 확인하였으며, 비만인 사람과 마른 사람의 장내 마이크로바이옴이 다르다는 연구 결과를 발표하였다. 그 후 쌍둥이지만 비만과 마른 사람의 분변을 역시 무균 쥐에 주입한 결과 비만인 사람의 분변을 주입받은 쥐가 지방이 더 빨리 증가하는 것을 확인해 2013년 사이언스에 발표하였다. 이런 결과로 인해 장내 마이크로바이옴이 비만과 연관성이 있다는 것을 알 수 있었고, 이후 마이크로바이옴과 다양한 질병과의 상관관계에 대한 연구가 활발히 이루어지게 되었다. 프로바이오틱스 개념 프로바이오틱스 (probiotics) 와 프리바이오틱스 (prebiotics)는 체내 마이크로바이옴의 구성을 조절하는 것을 목표로 하고 있다. 프로바이오틱스 (probiotics)는 섭취하여 장에 도달했을 때 장내 환경에 유익한 작용을 하는 균주를 말하는데 현재까지 알려진 대부분의 프로바이오틱스는 유산균으로 우리 몸에 유익한 균으로 이미 알려져있는 균에 국한되어 있다. 프리바이오틱스 (prebiotics)는 이 유익균의 성장 및 활성을 강화하는 물질로 섬유소 같은 비 소화성 조합물로 구성되어 있다(그림2). 인간 장내 장내 환경 (Gut microbiome) 을 변화시키기 위한 프로바이오틱스와 프리바이오틱스의 섭취가 주목받고 있다. 프로바이오틱스의 섭취가 장내 마이크로바이옴에 변화를 일으켜 소화 촉진은 물론 과민성 대장증후군 (IBS), 염증성 장질환 (IBD) 등 여러 질환의 개선에 도움을 주고, 감염성 질환이나 유해세균의 억제 기능도 하는 것으로 밝혀졌다. 또한 인체의 면역시스템을 증진시켜 아토피, 류마티스 등의 면역질환에도 효능을 보인다고 밝혀졌다. 나아가 최근에는 노화와 정신질환 등도 인체 내 마이크로바이옴과 관련이 있다는 보고가 나오면서 인체 내 미생물들이 인간의 건강과 질병에 미치는 영향이 크다는 것을 인식하기 시작했다. 미생물은 대략 1%미만의 극히 일부만이 실험실 조건에서 배양 가능한 것으로 알려져 있는데, 인간 마이크로바이옴 역시 배양법이 갖는 한계를 극복하고자 다양한 실험 방법들이 도입되었다. 2000년대 이후 차세대 유전자 분석 기술 (NGS; next-generation sequencing) 이 보편화 되면서 마이크로바이옴 연구가 활발해졌다. 시료로부터 미생물을 분리, 배양하지 않고 시료에 포함되어 있는 미생물의 DNA를 바로 추출해 이를 NGS 실험법으로 염기서열을 확인하여 미생물을 직접 배양하지 않고도 유전자 수준에서 전체 미생물 군집을 파악할 수 있게 되었다. 이러한 기술의 발달로 이른바 ‘제2의 게놈 프로젝트’의 국가 차원의 경쟁이 시작되었다. 미국은 지난 2008년부터 휴먼 마이크로바이옴 프로젝트를 시작했고 중국, 일본도 뒤따라 연구에 뛰어들었다. 국내의 경우에도 2023년까지 총 80억원을 투입해 한국인 장내 미생물 뱅크 구축과 활용 촉진사업을 진행할 예정이다. 이 외에도 새로운 기능성 프로바이오틱스와 프리바이오틱스의 발굴이 가속화되고 있다. 기존에 주로 알려진 유산균 이외에도 다양한 혐기 장내 미생물들의 역할이 주목받고 있다. 마이크로바이옴 시장 생명공학정책연구센터의 `글로벌 마이크로바이옴 시장 현황 및 전망` 보고서에 따르면 글로벌 마이크로바이옴 시장은 2019년 811억달러(약 95조원)에서 2023년 1086억달러(약 128조원)로 성장할 것으로 보인다 (그림 3). 마이크로바이옴의 활용 산업 분야는 다음과 같은 시장으로 구분할 수 있다. 이처럼 마이크로바이옴 시장은 프로바이오틱스와 관련된 기능성 제품이 주를 이루고 있지만 장내 마이크로바이옴이 다양한 질병과 관련되어 있다는 연구결과를 토대로 질환치료와 질병 진단을 위해 국내 제약사와 바이오벤처들이 이 시장에 진입하기 위해 움직이고 있다. 현재 향후 비만, 암, 당뇨, 치매 등 다양한 질환의 치료제 개발로 시장이 확대될 것이며 마이크로바이옴을 이용한 개인 맞춤형 식품이나 퍼스널케어 제품, 개인 맞춤형 치료 등으로 확장할 것으로 보여진다. 다음에 이어질 Part2에서는 코스메틱 마켓에서의 마이크로바이옴 적용 사례를 중심으로 알아보려 한다. 참고문헌 - 휴먼마이크로바이옴 연구동향 : 장내 마이크로바이옴 중심으로, 김병용, BioINpro 33호, 2017 - 마이크로바이옴이 몰고 올 혁명, 김주희 외, 삼정 KPMG 경제연구원 Issue Monitor 제120호, 2020 - Skin microbiome for cosmetic application, sekyoo J, 한국피부장벽학회, 2019 - BioINdustry, 글로벌 마이크로바이옴 시장현황 및 전망, 양준혁, 2019.4 - BioINpro 장내미생물의 재발견 : 마이크로바이옴, 이정숙, 2019.10, vol.68

주식회사 엑티브온이, 벤처기업진흥공단이 주관하는 글로벌 강소기업 대상 수출지원기반활용사업에 선정되었습니다. 본 사업은 해외마케팅 지원의 일환으로 총 1억원(정부 지원 비율 60%)을 해외마케팅 및 지적재산권 출원과 등록에 사용할 수 있는 제도입니다. 엑티브온은 정부 보조금을 포함한 상기 금액을 해외 전시회 참가 및 지적재산권 출원과 등록에 활용할 예정입니다. 엑티브온은 본 사업에 선정됨에 따라 수출 시장 확대를 통한 매출의 증대, 글로벌 고객사 확보를 통한 화장품 원료 시장의 우위 선점, 국내외 전시회를 통한 마케팅과 지적재산권 확보등의 효과를 기대하고 있습니다.