KR102152850B1 - 글리세린 지방산 유도체의 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피부건조 개선, 피부장벽 회복, 아토피 등의 치료 또는 예방에 효과적인 화장료 또는 약학 조성물에 관한 것으로서, 특정 글리세린 지방산 유도체를 유효 성분으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

글리세린 지방산 유도체의 용도{USE OF GLYCERINE FATTY ACID DERIVATIVES}

본 발명은 피부 건조증상 완화, 피부 장벽기능 회복, 아토피의 예방 또는 치료 등의 효과가 있는 화장료 또는 약학 조성물에 관한 것이다.

사람의 피부는 진피(dermis)와 표피(epidermis)로 구성되어 있다. 진피는 주로 콜라겐과 기타 단백질을 합성하며, 소량의 지질을 생산하는 섬유아세포(fibroblast)로 주로 구성되어 있다. 이와는 대조적으로, 표피는 지질을 주로 생성하고, 콜라겐은 실질적으로 합성하지 않는 각질형성세포(keratinocyte)를 포함하고 있다. 특히, 피부의 최외각에 위치하고 있는 표피는 외부의 다양한 물리적, 화학적 및 기계적 자극에 대한 방어와 피부를 통한 체내 수분의 과도한 발산을 막는 보호 기능을 수행한다. 이러한 보호 기능은 각질형성세포로 구성된 각질층이 정상적으로 형성되고 유지됨으로써 가능하다. 각질형성세포는 표피최하층(stratum basale)에서 지속적으로 증식하던 기저세포(basal cell)가 각질층(stratum corneum)으로 이동하면서, 단계적으로 형태 및 기능상의 변화를 거치며 형성된 세포이다. 일정 기간이 지나면 오래된 각질형성세포는 피부에서 탈락되고, 표피 최하층으로부터 올라온 새로운 각질형성세포가 그 기능을 대신하는 표피 분화(epidermis differentiation) 또는 각화(keratinization)의 과정을 반복하게 된다. 이러한 각화과정에서 각질형성세포는 천연보습인자(Natural Moisturizing Factor; NMF), 세라마이드, 콜레스테롤 및 지방산과 같은 세포 간 지질을 생성하여, 각질층이 외부와의 차단층 역할을 하게 됨으로써 피부장벽(skin barrier)로서의 기능을 보유하게 된다.

현대사회의 주요 질환 중 하나인 피부 건조증은 피부 장벽기능 이상이 가장 중요한 원인임이 밝혀지고 있다. 이러한 건조피부는 최근 환경오염 및 아파트, 고층 건물과 같은 건조한 환경의 증가, 사회적 스트레스의 증가, 우리나라 특유의 과도한 목욕 문화, 아토피나 노화 등의 여러 가지 요인에 의해 증가하고 있으며, 치료를 필요로 하는 경우가 증가하고 있다.

피부 장벽기능의 이상이 최근 소아의 10%에서 발병하는 아토피 피부염에서 중요한 원인으로 알려져 있다. 따라서, 적절한 피부 수분을 유지하기 위해서 외부로부터 수분을 공급하거나, 체내로부터의 수분 손실을 최소화하기 위한 연구가 많이 진행되어 왔으며, 실제로 수분보유 능력이 있는 세라마이드 또는 그 유도체와 같은 보습제가 개발되어 화장품 영역에서 많이 사용되고 있다.

그러나, 대부분 근본적인 치료라기보다는 일시적인 증상의 완화로 충분한 효과를 나타내지 못하고 있다. 따라서, 손상된 장벽을 근원적으로 재생시켜주는 물질의 개발이 시급한 실정이다.

최근 들어, 각질형성세포에 존재하는 PPAR(Peroxisome Proliferator Activated Receptor)가 그 리간드(ligand)와 결합하여 활성화되면, 각질형성세포의 분화를 촉진시켜 손상된 피부 장벽을 재구성하는 효과가 있다고 알려져 있다. 실제로 이미 알려진 PPAR 알파의 작용제(agonist)인 클로파이브레이트(clofibrate)[Feingold et al., J. Invest. Dermatol., 110, pp368-375, 1998], WY14643[Feingold et al., J. Invest. Dermatol., 115, pp353-360, 2000] 등을 피부장벽이 손상된 피부에 도포하였을 때, 각질형성세포의 분화가 촉진되며, 피부장벽의 회복이 촉진됨이 확인된 바 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 피부 건조증상 완화, 피부 장벽기능 개선, 아토피의 치료 또는 예방 등의 효과가 뛰어난 화장료 또는 약학 조성물을 제공하는 것이다. 즉, PPAR 알파의 작용제 기능을 가지는 유효 성분을 개발하여, 피부장벽 손상 시 각질형성세포의 분화를 촉진하여 근원적으로 피부 장벽을 회복시킴으로써 상기 과제를 달성하는 것이다. 다만 본 발명은 이러한 이론적 근거에 한정되는 것은 아니다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 지방산 글리세린 유도체를 유효 성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 피부건조 개선, 피부장벽 회복 또는 아토피 예방 또는 치료용 화장료 또는 약학 조성물을 제공한다.

상기 화학식 1에서, R₁은 n이 1 내지 22인 C_nH_2n의 포화지방산, 미리스톨레익산(Myristoleic acid), 팔미톨레익산(Palmitoleic acid), 사피에닉산(Sapienic acid), 올레익산(Oleic acid), 리놀레익산(Linoleic acid), 알파-리놀레닉산(α-Linolenic acid), 아라키도닉산(Arachidonic acid), 에이코사펜타에노익산(Eicosapentaenoic acid), 에루식산(Erucic acid) 또는 도코사헥사에노익산(Docosahexaenoic acid)이고, R₂ 및 R₃는 서로 독립적으로 하이드록시, 아세틸(acetal), 에톡시(ethoxy), 메톡시(methoxy), 부톡시(buthoxy) 또는 펜톡시(penthoxy)이다.

본 발명자들은 전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 각질형성세포 내에서 발현되는 PPAR 알파를 활성화함으로써 피부각질세포의 분화를 촉진시켜 피부장벽의 손상을 빠르게 회복시키고 피부 건조의 문제점을 해결하고자 여러 천연물 중에서 PPAR 알파 작용제 기능을 갖는 물질을 스크리닝한 결과, 글리세린 지방산 유도체들이 매우 우수한 PPAR 알파 작용제 기능이 있을 뿐만 아니라, 각질형성 세포의 분화를 촉진하고, 피부에 직접 도포한 실험 결과에서도 뚜렷한 피부장벽 회복 속도를 증가시킴을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

본 발명에서 사용된 글리세린 지방산 유도체는 상기 화학식 1과 같은 구조를 지닌다. 이러한 구조 중 약리학적으로 PPAR 알파에 효과를 나타내는 글리세린 지방산 유도체는 R₁에 탄소수 1 내지 22의 포화지방산 또는 하기 표 1과 같은 불포화지방산 구조를 가질 수 있으며, R₂ 및 R₃에는 하이드록시, 아세틸기(acetal), 에톡시(ethoxy), 메톡시(methoxy), 부톡시(buthoxy), 펜톡시(penthoxy)기 등의 치환기를 가질 수 있다. 또한 이들의 광학이성질체 및 기하이성질체도 본 발명의 글리세린 지방산 유도체에 포함된다.

상기 화학식 1의 글리세린 지방산 유도체들 중에서, R₁이 C₁₇H₃₃이고 R₂ 및 R₃가 OH인 글리세릴 모노올레이트(glyceryl monooleate)와 R₁이 C₁₈H₃₆인 글리세릴 스테아레이트(glyceryl stearate)가 인체에 대한 안전성이 높을 뿐만 아니라, PPAR 알파에 대한 생리활성 또한 다른 글리세린 지방산 유도체 대비 매우 우수하다.

또한 본 발명의 조성물은 피부 보습에 도움이 될 수 있는 세라마이드, 레시틴, 글리세린, 폴리사카라이드, 히알루론산, 히알루론산 나트륨, 무코폴리사카라이드, 소듐PCA, 콜라겐, 엘라스틴, 프로틴, 아미노산, 콜레스테롤, 포도당, 자당, 과당, 글리코겐, 포스폴리피드, 글리코스핀골리피드, 글리코스아미노글리칸, 스쿠알란, 쉐어 버터, 호호바 오일, 미네랄 오일 등을 단독 혹은 혼합하여 추가로 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또 본 발명의 조성물은 아토피 피부에 효과가 있다고 알려진 항히스타민제인 다이펜하이드라민(diphenhydramine), 히드록시진(hydroxyzine), 세트리진(cetirizine), 로라타딘(loratadine)과 펙소페나딘(fexofenadine)와 스테로이드제인 하이드로코르티손(hydrocortisone), 하이드로코르티손 발레이트(hydrocortisone valerate), 데소나이드(desonide), 하이드로코르티손 버티레이트(hydrocortisone butyrate), 덱소시메다존(desoximetasone), 플루오시노나이드(fluocinonide), 암시노나이드(amcinonide) 등을 단독 혹은 혼합하여 추가로 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 아토피에 의해 세균 등이 피부에 2차로 감염되어 번식 가능하므로, 항균제 또는 살균제인 어성초, 녹차, 자몽, 종자유 등의 추출물과 의약품에서 사용되고 있는 설파제, 베타 락탐제, 기타 항생제 등도 사용 가능하다.

본 발명의 조성물은 의약품 또는 화장료로 제조될 수 있다. 이러한 의약품 및 화장료는 약학적 또는 화장학적으로 허용되는 부형제 또는 첨가제를 포함할 수 있다. 본 발명의 화장료 또는 약학 조성물은 단독으로 혹은 어떤 편리한 운반체, 부형제 등과 함께 혼합하여 투여될 수 있고, 그러한 투여 제형은 단회투여 또는 반복투여 제형일 수 있다.

본 발명의 화장료 또는 약학 조성물은 고형, 반고형 또는 액상 제제일 수 있다. 고형 제제는 산제, 과립제, 정제, 캅셀제, 좌제 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 부형제, 착향제, 결합제, 방부제, 붕해제, 활택제, 충진제 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 액상 제제로는 물, 프로필렌 글리콜 용액 같은 용액제, 현탁액제, 유제 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 적당한 착색제, 착향제, 안정화제, 점성화제 등을 첨가하여 제조할 수 있다. 반고형 제제에는 연고제, 크림제, 로션제, 투명 겔제, 반투명 겔제 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 적당한 착색제, 안정화제, 점성화제, 겔화제, 계면활성제, 오일, 유지, 실리콘 성분 등을 첨가하여 제조할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다만 본 발명의 목적이 피부와 관련된 것임을 고려할 때, 글리세린 지방산 유도체 단독 또는 이들의 혼합물은 피부외용연고, 로션 등과 같은 반고형 제제 혹은 부직포 천에 함침시킨 밴드 형태, 카타 플라스마, 플라스터 형태로 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 화장료 또는 약학 조성물 제조 시에 글리세린 지방산 유도체 단독 또는 이들의 혼합물의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 0.0001 내지 99중량%인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 80 중량%이다.

본 발명은 피부건조 개선, 피부장벽 회복, 아토피 등의 치료 또는 예방에 효과적인 화장료 또는 약학 조성물을 제공한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

<실시예 1-9> 글리세린 지방산 유도체의 제조

글리세린과 올레인산을 중합 합성하여 하여 글리세린 모노올레이트를 제조한후 아세트산을 첨가하여 하기 화학식 1의 R₂ 및 R₃ 위치에 아세탈기를 도입하였다. 혼합물을 컬럼을 이용하여 분리하였다. 또한 글리세린과 스테아린산을 중합하여 글리세린 모노스테아레이트를 제조한 후 메틸기를 도입하고자 메틸클로라이드를 첨가하여 반응시킨 후에 컬럼을 이용하여 분리, 정제하였다. 유사한 방법으로 하기 표 2에 따른 실시예 1-9의 화합물을 제조하였다.

[화학식 1]

	R1	R2	R3
실시예 1	올레산	OH	OH
실시예 2	올레산	OH	OAc
실시예 3	올레산	OAc	OH
실시예 4	올레산	OAc	OAc
실시예 5	스테아르산	OH	OH
실시예 6	스테아르산	OH	OME
실시예 7	팔미트산	OME	OH
실시예 8	리놀린산	OME	OH
실시예 9	아라키돈산	OH	OH

<실험예 1> PPAR 알파 활성화 실험

상기 실시예 1-9에 따라 얻은 각각의 추출물에 대하여 PPAR 알파 활성능을 평가하였다. 마우스 myoblast 세포주인 C2C12 세포(ATCC CRL-1772)를 10% 우태아 혈청을 포함하는 DMEM 배지에 계대 배양하였다. 벡터는 3가지를 사용하였는데 1) pZEO 벡터(Invitrogen)의 SV40 프로모터에 효모의 전사인자인 GAL4-DBD(DNA Binding Domain)과 인간 PPAR 알파 LBD(Ligand Binding Domain)에서 Ser167에서 Tyr468을 암호하는 DNA단편(유전자 은행정보, NM_005036)을 포함하는 벡터, 2) GAL4 응답 서열을 루시퍼라이제를 발현하는 pGL3 벡터(Promega)의 다중제한 효소 인지 부위에 삽입된 벡터, 및 3) 트랜스팩션 대조군(transfection internal control)로 b-galactodisase을 발현하는 벡터를 사용하였다.

세포를 4×10⁴의 농도로 24웰 플레이트에 깐 후, 12시간 배양하고, 상기 세 종류의 플라스미드 유전자를 일시적인 리포팩타민(Invitrogen)을 이용하여 트랜스팩션(transient transfection)하였다. 8시간 후, 추출물을 농도별로 처리하고, 12시간 배양한 후, 1×PBS로 세척하고, 1×reporter lysis buffer로 세포를 깬 후, 루시퍼래이즈 분석 키트(Promega)와 b-galactodisase 분석 키트(Promega)를 사용하여, 루시퍼래이즈의 활성을 측정하였다. 즉, PPAR 알파 활성도는 '루시퍼래이즈 활성/b-galactosiase 활성'으로 측정하였다.

본 실험에서 양성 대조군은 PPAR 알파의 리간드 중 가장 강력한 것으로 알려진 WY-14,643(Calbiochem)을 사용하였고, 음성대조군으로는 시료를 녹일 때 사용한 DMSO 0.05%을 사용하였다.

실험예 1-1

상기 실험 방법에 따라, 상기 실시예 1-9을 각 최종농도가 0.005%(DMSO 0.05%)가 되도록 하여 C2C12 세포에 처리하여 PPAR 알파의 활성을 측정하였다. 3번 반복하여, 그 평균값을 하기 표 3에 나타내었다.

상기 표 3에 나타나는 바와 같이, 정제된 화합물인 WY-14,643와 비교했을 때, 실시예 1-9에 따라 얻어진 각 시료들은 매우 강력한 PPAR 알파 활성능이 있음을 알 수 있다.

실험예 1-2

실험예 1-1과 같은 방법으로 실시예 1, 4 및 7의 농도 변화에 따른 PPAR 알파 활성효과를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

상기 표 4의 결과에 나타난 바와 같이, 실시예 1, 4 및 7은 농도가 증가 함에 따라 PPAR 알파 활성도가 증가하였으나, 농도의 증가에 따른 PPAR 알파의 활성은 선형적으로 비례하지는 않았다. 이는 PPAR 알파의 활성에 효소 혹은 대사에 의한 기전이 숨겨져 있는 것으로 사료된다.

<실험예 2> 각질형성세포의 분화촉진능 평가

사람의 각질형성세포주인 HaCaT을 10% 우태아 혈청을 포함하는 DMEM에서 계대 배양한 후, T75 플라스크에 1×10⁶개를 넣고 24시간 부착시켰다. 세포가 플라스크의 30% 정도로 찼을 때, 1×PBS로 씻어낸 후, Ca^{2 +} free-KGM(Clonetics)으로 24시간 처리하여, Ca^{2 +}을 고갈시켰다. 그 후, 실시예 6, 12 및 18의 추출물이 0.05% 농도로 포함된 0.03mM Ca^{2 +}-KGM(Clonetics)처리한 후, 72시간 배양하였다. 이 세포를 수확한 후, RNA easy mini kit(Qiagen)으로 RNA을 분리하여, 각질형성세포의 분화 마커 중의 하나인 트랜스글루타미네이즈(transglutaminse)의 발현을 RT-PCR의 방법을 사용하여 측정하였다. 음성대조군으로는 0.03mM의 Ca^{2 +}을 포함하는 KGM을 사용하였고, 양성 대조군으로는 KGM에 Ca^{2 +} 1.2 mM을 첨가하여 사용하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

시료		트랜스글루타이네이즈 발현량 (음성대조군 대비%)
음성대조군(Low Ca2 +: 0.03 mM)		100
양성대조군(High Ca2 +: 1.2 mM)		127
실시예 2	0.005%	137
	0.05%	165
	0.1%	187
실시예 5	0.005%	155
	0.05%	187
	0.1%	210
실시예 8	0.005%	117
	0.05%	133
	0.1%	147

상기 표 5에 나타난 바와 같이, 실시예 2, 5 및 8은 음성 대조군에 비해 0.1% 농도에서 트랜스글루타이제이즈의 발현량을 1.5배 이상 증가시켰다. 또한 양성대조군보다도 상당히 많은 양이 발현되었다.

이하, 상기 일정 실시예 단독 또는 이들의 혼합물을 함유하는 화장료 또는 약학 조성물의 처방예를 제조예로 나타내었다.

<제조예 1-3 및 비교예 1>

실시예 1, 5 또는 9를 함유하는 조성물을 하기 표 6과 같이 제조하였다.

조성물	제조예 1	제조예 2	제조예 3	비교예 1
실시예 1	10	-	-	-
실시예 5	-	10	-	-
실시예 9	-	-	10	-
글리세린	10	10	10	10
에탄올	5	5	5	5
증류수	5	5	5	5
디메티콘	2	2	2	2
메틸 파라벤	적량	적량	적량	적량
경납	To 100	To 100	To 100	To 100

<실험예 3> 피부 장벽 회복력 측정

상기 제조예 1-3 및 비교예 1을 이용하여 피부 장벽 회복력을 측정하였다. 피실험자를 대상으로 이들을 처방하여 장기간의 피부 손상으로 인한 피부장벽의 회복에 미치는 효과를 평가하였다. 건강한 남여 20명씩을 선정하여 양팔의 하박부에 각각 두 개씩 2×2 cm² 크기로 아세톤을 1일 2회씩 4일 동안 도포하여 피부 장벽을 손상시켰다. 그 후, 7 및 14일째에는 아세톤으로 피부 장벽 손상시킨 후, 피부 면적 4 cm² 당 300ul씩, 제조예 1-3 및 비교예 1를 추가로 도포하고 7일 및 14일째에 경피 수분 손실의 회복도(Recovery Rate of Transepidermal Water Loss(TEWL))를 측정하였다. 경피 수분 손실 회복도는 하기 수학식 1에 따라 계산하였다. 그 결과를 표 7에 나타내었다.

	경피 수분 손실 회복도(%)
	7일차	14일차
비교예 1	15.6±0.15	23.4±0.22
제조예 1	39.2±0.27	58.2±0.14
제조예 2	27.9±0.22	47.3±0.28
제조예 3	25.3±0.12	42.3±0.24

상기 표 7에 나타나는 바와 같이, 실시예 1, 5 및 9를 포함한 조성물의 경우, 대조군인 비교예 1과 비교하여 계속적인 아세톤 처리로 인해 야기된 피부 장벽의 회복률을 높이는 것을 알 수 있다.

Claims (4)

1. 하기 화학식 1로 표시되는 지방산 글리세린 유도체를 유효 성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 피부각질세포 분화 촉진용 화장료 조성물:
   [화학식 1]
   

   

   
   상기 화학식 1에서, R₁은 n이 1 내지 22인 C_nH_2n의 포화지방산, 미리스톨레익산(Myristoleic acid), 팔미톨레익산(Palmitoleic acid), 사피에닉산(Sapienic acid), 올레익산(Oleic acid), 리놀레익산(Linoleic acid), 알파-리놀레닉산(α-Linolenic acid), 아라키도닉산(Arachidonic acid), 에이코사펜타에노익산(Eicosapentaenoic acid), 에루식산(Erucic acid) 또는 도코사헥사에노익산(Docosahexaenoic acid)이고, R₂ 및 R₃는 서로 독립적으로 하이드록시, 아세틸(acetal), 에톡시(ethoxy), 메톡시(methoxy), 부톡시(buthoxy) 또는 펜톡시(penthoxy)임.
2. 제 1항에 있어서, 상기 지방산 글리세린 유도체는 글리세릴 모노올레이트, 글리세릴 모노스테아레이트 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 지방산 글리세린 유도체의 함량이 조성물 총 중량 대비 0.0001 내지 99 중량%인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 피부각질세포 분화를 촉진하는 것에 의하여 피부건조 개선, 피부장벽 회복 또는 아토피 예방 또는 완화 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.