• 대한임상검사과학회지
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• 제56권1호
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• pp.1-9
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• 2024

엑소좀은 나노 크기의 세포외 소포체로 핵산, 단백질, 지질 등 다양한 생리활성 물질을 함유하고 있다. 엑소좀의 생리활성 물질들은 주변 세포나 조직으로 전달될 수 있을 뿐만 아니라 기원된 세포의 고유 특정 물질들을 지니고 있기 때문에 엑소좀 유래 물질들은 진단 및 치료를 위한 도구로 광범위하게 사용될 수 있음이 입증되고 있으며, 이러한 이유로 엑소좀은 진단을 위한 바이오마커, 약물 전달을 위한 운반체 및 치료제로 활용될 수 있는 가능성에 많은 연구자들의 관심이 높아지고 있다. 줄기세포 분야에서 엑소좀은 줄기세포를 기반으로 한 비세포 치료제로서 보다 안전한 치료제로 사용될 수 있다는 점에서 매력적인 소재가 되고 있으며, 최근에는 중간엽줄기세포 유래 엑소좀이 항염증 및 면역조절능이 있어 코로나-19 증상 완화 효능에 대한 안전성과 효능이 입증되기도 했다. 이렇게 계속적인 엑소좀에 대한 축적된 연구는 임상 진단 및 치료를 위한 차세대 혁신적 결과물들을 제공할 것으로 생각되며, 이 종설에서는 엑소좀의 다양한 가치에 초점을 두고 미래의학의 강력한 도구로 어떻게 활용될 수 있는지에 대한 엑소좀의 잠재력을 살펴보고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제33권9호
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• pp.754-765
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• 2023

엑소좀은 단백질, mRNA 및 miRNA를 포함하고 모든 유형의 세포에서 분비되는 세포 외 소포의 일종이다. 방출된 엑소좀은 인접하거나 멀리 있는 다른 세포에 의해 선택적으로 흡수되어 그 내용물을 방출하고 표적 세포를 재프로그래밍한다. 엑소좀은 세포에 의해 생성되는 작은 천연 소포이므로 무독성과 비면역원성의 특징이 있는 것으로 받아들여지고 있다. 최근에는 엑소좀이 중추신경계에 대한 약물 전달체로 과학적 관심을 받고 있다. 중추신경계에는 약물의 침투를 어렵게 하는 혈뇌장벽이 있고 이는 퇴행성신경질환의 치료제 개발에 큰 걸림돌이 되어왔다. 그러나 축적된 연구결과들을 볼 때, 엑소좀이 주로 트랜스사이토시스를 통해 혈뇌장벽을 통과할 수 있음이 제시되었다. 이러한 결과를 종합하면, 엑소좀은 혈뇌장벽을 넘어 뇌 실질조직에 약물을 전달할 수 있는 새로운 전달 수단이 될 것으로 기대된다. 또한 세포의 종류와 질병상태에 따라 분비되는 엑소좀의 종류가 다르기 때문에 엑소좀은 중추신경계 질환의 진단을 위한 바이오마커로도 활용될 수 있다. 본 총설 논문에서는 중추신경계 질환에 대한 바이오마커 및 치료 옵션으로서의 임상시험을 포함한 엑소좀에 대한 최근 연구동향을 정리하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제42권4호
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• pp.359-366
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• 2016

엑소좀은 세포에서 분비되는 작은 소낭체로서, 기원세포와 조직에 따라 다양한 기능을 수행하며, 세포생존 및 세포 간 커뮤니케이션에 중요한 역할을 한다. 최근 엑소좀을 활용하여 종양연구, 면역질환 개선, 질병진단 bio-marker 개발 등 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있으나, 피부세포에서 분비기전 및 피부 생리적 기능에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서 인체피부 유래 각질형성세포(HaCaT)로부터 분리된 엑소좀이 피부각질형성세포의 증식과 이주에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. HaCaT으로부터 ExoQuick-TC를 활용하여 엑소좀을 분리하고, 열처리 엑소좀(boiled exosome)과 무처리 엑소좀(unboiled exosome)으로 구분하였다. HaCaT 유래 엑소좀은 농도 의존적으로($0.1{\sim}20{\mu}g/mL$) HaCaT의 증식을 유도하였으며, $20{\mu}g/mL$에서 대조군(control)에 비해 각각 $186.96{\pm}3.87%$(열처리) 또는 $193.48{\pm}10.48%$(무처리)의 증식 유도활성을 나타내었다. 또한 HaCaT 유래 무처리 엑소좀은 농도 의존적인($0.1{\sim}20{\mu}g/mL$) HaCaT의 이주활성을 나타내었고, $20{\mu}g/mL$에서 대조군에 비해 $179.39{\pm}4.89%$의 이주를 유도하였다. 그러나 열처리 엑소좀은 이주 유도활성을 나타내지 않았다. 뿐만 아니라 무처리 HaCaT 유래 엑소좀은 collagen sprout outgrowth를 농도 의존적으로 유도함을 확인하였다. 이러한 결과를 통해서 HaCaT 유래 엑소좀은 지질 및 열에 안정한 물질이 세포의 증식을 유도하고, 단백질 또는 열에 불안정한 물질이 세포의 이동 및 sprout out growth 활성에 관여하는 것으로 확인되었다. 따라서 피부각질형성세포 유래 엑소좀은 피부의 재상피화 및 상처치유 등의 활성을 나타낼 수 있으며, 향후 화장품소재로서 응용 가능성이 확인되었다.

• 대한화장품학회지
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• 제47권2호
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• pp.171-178
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• 2021

본 연구에서는 프로바이오틱스 유래 엑소좀 유사 나노베지클을 분리하고, 피부에 대한 여러 가지 생리활성을 평가했다. 프로바이오틱스의 한 종인 Lactococcus lactis subsp. lactis (LL)를 배양하고 고압균질기와 한외여과를 통해 70 ~ 200 nm 크기를 갖는 LL 유래 엑소좀 유사 나노베지클(LVs)을 분리했다. 나노입자추적분석 결과 1.81 × 10¹¹ particles/mL로 나타났다. LVs를 섬유아세포와 피부각질세포에 처리하여 피부 주름과 장벽 개선과 관련된 효능을 확인했다. 우선 섬유아세포에서 fibrillin (FBN1) 유전자 발현량이 23%, 피부각질세포에서 fibronectin (FN1)과 filaggrin (FGN) 유전자 발현량이 각각 65%, 400% 증가했다. 그리고 각질형성능은 대조군 대비 30% 증가함을 확인할 수 있었다. 또한, UV 조사한 피부각질세포에 LVs를 처리했을 때 collagen type I alpha 1 (COL1A1)이 대조군 대비 약 83% 증가하는 결과를 보여주었다. 이로써 프로바이오틱스 유래 엑소좀 유사 나노베지클은 장벽 개선과 관련하여 화장품 및 의약품 소재로 이용할 수 있음을 확인했다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제50권4호
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• pp.391-398
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• 2018

중간엽줄기세포는 항염증능, 면역조절능 뿐만 아니라 다계통으로의 분화능 때문에 난치성 환자 치료를 위한 매력적인 대안적 치료방법으로 알려져 왔다. 지금까지 중간엽줄기세포의 이식 치료법은 면역질환, 심혈관질환, 암, 간질환 및 뇌졸중을 비롯한 다양한 질병의 전임상 및 임상적용에 긍정적인 결과를 가져왔다. 여러 연구들에 의하면, 중간엽줄기세포를 이용한 치료는 손상된 세포나 조직에 중간엽줄기세포가 이동하여 직접 세포를 대체하거나 분화시키는 작용이 아니라 중간엽줄기세포에서 분비하는 여러 인자들 즉, 주변분비 효과(paracrine effect)에 의한 것으로 확인되고 있다. 최근에 중간엽줄기세포 유래 엑소좀은 핵산, 단백질, 지질 등을 손상된 세포나 조직의 국소 미세환경으로 전달함으로써 세포간 상호작용을 통해 조직재생을 중재할 수 있는 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 엑소좀의 이용은 세포이식으로부터 발생할 수 있는 종양형성과 같은 다양한 위험성을 피할 수 있으므로 줄기세포 기반 치료 적용에 유용성이 매우 높다. 이러한 이유에서 중간엽줄기세포 유래 엑소좀은 재생의학 및 조직공학에서 안전하고 효율적인 치료적 도구(tool)가 될 수 있다. 여기에서 우리는 치료제로서의 중간엽줄기세포 유래 엑소좀의 정의와 역할에 대한 최신 지견과 함께 포괄적인 이해를 제공하고자 한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권3호
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• pp.383-390
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• 2016

본 연구는 대식세포에서 LPS를 이용하여 염증 유사 세포 모델을 만들고 염증 유사 대식세포 모델에서 성체줄기세포의 면역 조절 능력을 평가하였다. LPS 자극에 의해 증가된 IL-1β, TNF-α 및 IL-10의 생성은 성체줄기세포를 공배양한 실험군 뿐만 아니라 성체줄기세포를 배양한 상층 배양액을 처리한 실험군에서도 동일한 효과를 나타내었으며, 또한 성체줄기세포 유래 엑소좀을 염증 유사 대식세포 모델에 처리하여 유사한 결과를 관찰하였다. 이 결과는 성체줄기세포 자체의 염증 억제 기능보다는 성체줄기세포 유래 엑소좀을 포함하여 성체줄기세포가 분비하는 bioactive molecules에 의해 세포 간 신호 전달이 이루어지고 있음을 의미하며, 이러한 엑소좀은 염증 관련 질환 분야에 치료적 적용이 가능하고 또한 새로운 염증 치료제 개발의 툴로 사용될 수 있음을 시사한다.

• 대한화장품학회지
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• 제49권4호
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• pp.299-306
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• 2023

본 연구에서는 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus) J2K-821 균주로부터 한외여과를 통해 엑소좀을 분리하고, 피부에 대한 여러 효능을 평가했다. 나노입자추적분석 결과 3.22 × 10⁸ particles/mL 농도의 크기가 50 ~ 200 nm인 락토바실러스 람노서스 유래 엑소좀(LRDEs)을 확인하였다. 염증 완화 효과를 검증하기 위해 LRDEs를 lipopolysaccharide (LPS)로 염증반응을 유도시킨 RAW 264.7 대식세포에서의 nitric oxide (NO) 생성 저해능을 확인한 결과, 농도 의존적으로 NO 생성을 저해하였다. 그리고 항산화 및 피부 장벽 개선 효능을 평가하기 위해 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거 활성, hyaluronidase 억제 활성을 확인한 결과, 농도 의존적으로 항산화 및 hyaluronidase 억제 활성이 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통하여 LRDEs는 항염증, 항산화 및 피부 장벽 개선에 효과적인 천연 화장품 소재로 사용 가능할 것으로 사료된다.

• Journal of Digestive Cancer Research
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• 제6권2호
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• pp.59-63
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• 2018

지난 10 년 동안 순환하는 종양 세포는 새로운 바이오마커 및 기초 연구 대상으로 엄청난 주목을 받았다. 최근에는 순환 종양 DNA, 엑소좀 및 마이크로 RNA에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 순환 종양 표지자는 게놈 / 면역 프로필 결정, 반응 및 내성 모니터링, 조기 진단 및 예후 예측 이상의 치료제 선택과 같은 정밀 의학의 기본이 될 잠재력을 가지고 있다. 여기에서는 다양한 순환 종양 표지자의 진단 방법, 효능, 의미 및 적용 가능성을 소개하고자 한다.

• Journal of Korean Biological Nursing Science
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• 제22권2호
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• pp.119-126
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• 2020

Purpose:Weight gain after kidney transplantation is a critical factor that can lead to poor outcomes with cardiovascular complications. Many studies have been conducted to identify predictive markers of future weight changes at the time of transplant. Recently, circulating exosomes and its contents including miRNAs and proteins have attracted attention as potential biomarkers. In this pilot study, we investigated exosomal proteins and weight change after kidney transplant. Methods: Recipients (n = 10) were classified into two groups; weight gainers (n = 5, 9.7 ± 4.4kg) and weight losers (n = 5, -6.4 ± 1.8kg) based on their weight changes at 12-months posttransplant. Based on the exosomal protein profiles obtained by the LC-MS/MS, differentially expressed proteins were identified between the groups. Results: Concentration and the mean size of exosomes significantly increased at 12-months compared to the baseline (p= .009) in the total group. Eleven exosomal proteins were found at the baseline as differentially expressed between the two groups. In the weight gain group, complement proteins including HV169, C3, C4B, and C4A, were significantly upregulated. Conclusion: Our pilot study suggests that exosomal complementary proteins are associated with weight gain after kidney transplantation. Further studies are needed to clarify the role of these exosomal proteins in the underlying mechanisms of weight changes in kidney transplant recipients.

• 대한화장품학회지
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• 제47권2호
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• pp.139-145
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• 2021

식물 유래 exosome-like nanovesicles (plant-derived exosome-like nanovesicles, PELNs)은 다양한 생물학적 활성을 포함하고 높은 생체 적합성을 가지고 있다. 인체 내에서 PELNs은 세포 분화 및 증식 조절에 영향을 미칠 수 있어 여러 산업 분야에서 응용이 가능하다. 하지만, PELNs의 피부 생리적 기능에 대한 연구는 포유류 nanovesicles에 비해 미미한 실정이다. 본 연구에서는 사과 열매로부터 캘러스를 유도하고 exosome-like nanovesicles (Exosome-like nanovesicles isolated from Malus domestica (apple) fruit callus, ACELNs)를 분리하여 피부 장벽 및 피부 노화 개선에 대한 연구를 수행하였다. ACELNs의 수율은 6.42 × 10⁹ particles/mL이였으며, 입자 사이즈는 100 ~ 200 nm 범위로 감지되었다. 인간 유래 피부세포인 HDF cells과 HaCaT cells에서 세포 증식을 유도하였으며, 세포 독성 억제 효과를 보였다. 각질형성능이 유의하게 증가했으며, mRNA levels에서 COL1A1과 FBN1 발현을 증가시켰다. 또한, UVA 조사된 HDF cells에 대한 collagen 합성을 촉진시켰다. 이러한 결과들은 ACELNs가 피부장벽 개선 및 피부노화를 방지할 수 있는 소재로서 활용하기 우수한 소재로 사료된다.