KR20050083884A - 광노화를 예방하기 위한 조성물 및 방법 - Google Patents

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Abstract

카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물을 포함하는 조성물을 국소적으로 적용함으로써 광노화 및 일광 화상을 예방하는 방법을 제공한다. 또한, 카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물을 포함하는 광노화 및 일광화상 예방용 약학 조성물을 제공한다.

Description

광노화를 예방하기 위한 조성물 및 방법{COMPOSITIONS AND METHODS FOR PREVENTION OF PHOTOAGING}
광노화를 예방하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
인간의 피부가 일광에 노출되어 받을 수 있는 자외선의 영향은 오늘날의 생명 연장된 사람들에게 점점 증가하는 관심사이다. 노화된 외모와 관련된 변화의 대부분은 만성 일광-손상에 기인한다 (Warren et al., J. Am. Acad. Dermatol., 1991, 25:751-760: Frances, C. and Robert, L., Int. J. Dermatol., 1984, 23:166-179). 진피표층부(superficial dermis)의 극적인 변화는 광노화된 피부에 깊은 주름 및 이완을 동반한다. 광노화된 피부의 주요 조직병리학적 변화는 일반 조직병리학적 검사에서 엘라스틴의 염색 특성을 가져 광선탄력섬유증(solar elastosis)이라 불리는 물질의 축적이다. 면역조직화학적 염색은 엘라스틴(chen et al., J. Invest. Drmatol., 1986, 87:334-337: Mera et al., Br. J. Dermatol., 1987, 117: 21-27), 피브릴린 (Chen et al., J. Invet. Dermatol., 1986, 87:334-337; Dahlback et al., J. Invest. Dermal., 1990, 94: 284-291; Bernstein et al., J. Invest. Dermatol., 1994, 103: 182-186) 및 베르시칸(versican), 엘라스틴 섬유의 정상 구성요소로 구성된 광선탄력섬유증를 포함하는 불완전하게-형성된 섬유질을 보여준다 (Zimmerman et al., J. Cell. Biol., 1994, 124:817-825). 개체의 정상 피부에서 유래한 섬유아세포(fibroblast)와 비교하여, 동일한 개체의 광손상된 피부에서 유래한 섬유아세포에서 엘라스틴, 피브릴린 및 베르시칸 mRNA의 동등 증가가 보고되고 있다 (Bernstein et al., J. Invest. Dermatol., 1994, 103:182-186). 일광-손상된 피부의 증가된 엘라스틴 mRNA 수준은 클로람페니콜 아세틸트랜스퍼라제(chloramphenicol acetyltransferase, CAT) 리포터 유전자에 연결된 인간 엘라스틴 프로모터로 구성된 DNA 컨스트럭트로 섬유아세포의 일시적인 트랜스펙션에 의해 보여지듯이, 증진된 엘라스틴 프로모터의 활성에 기인한다 (Bernstein et al., J. Invest. Dermatol., 1994, 103:182-186).
카페인 또는 카페인과 구조적으로 관련된 화합물을 포함하는 조성물의 국소적 적용이 태양, 및 더욱 구체적으로는 자외선에 노출로 인한 광노화 및 다른 피부 손상을 예방하는 것으로 현재 생각되고 있다.
본 발명의 요약
본 발명에서, 카페인 또는 구조적으로 관련된 화합물을 포함하는 조성물에 대한 새로운 용도를 제공한다. 카페인 또는 구조적으로 관련된 화합물의 국소적 적용은 태양광선에 의한 일광화상과 같은 다른 일광-손상 및 광노화에 대한 보호를 할 수 있는 것으로 믿어진다. 따라서, 카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물은 일광차단제로서 유용할 수 있을 것으로 믿는다. 카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물을 포함하는 일광차단제용 조성물을 또한 제공한다.
만성 태양-노출에 의해 진피표층부에서는 심한 변화가 일어난다. 주요 변화는 광선탄력섬유증라 불리는 비정상적 엘라스틴 물질의 대량 침적이다. 광선탄력섬유증는 엘라스틴 및 피브릴린 mRNA 및 엘라스틴 프로모터의 활성의 증가를 수반하는 것임이 알려졌다. 피부 광손상을 억제할 수 있는 화합물을 테스트하기 위하여 클로람페니콜 아세틸트랜스퍼라제(CAT) 리포터 유전자에 연결된 인간 엘라스틴 프로모터를 포함하는 형질전환 마우스 모델을 개발하였다. 상기 마우스는 조직-특이적 및 발생학적으로 조절된 방식으로 인간 엘라스틴 프로모터 활성을 나타낸다. 상기 모델에서 프로모터 활성은 분석 민감성을 설명할 수 있는 자외선의 작은 증가의 함수로써 상기 모델에서 연구되어 질 수 있다. 추가적으로, 정량적인 결과는 자외선에 대한 단 한번의 노출 후에 얻을 수 있다. 시험 화합물을 인간 엘라스틴 프로모터를 발현할 수 있는 형질전환 마우스의 피부에 적용한다. 그런 다음 형질전환 마우스을 태양광선에 노출시키고 인간 엘라스틴 프로모터 활성을 결정한다. 시험화합물이 태양광선에 대한 보호를 제공할 수 있는지를 결정하기 위하여 인간 엘라스틴 프로모터의 활성을 시험화합물을 처리하지 않은 동일량의 태양광선에 노출된 형질전환 마우스의 것과 비교한다. 엘라스틴 프로모터 활성은 피부 노화의 주요 이벤트이기 때문에 상기 마우스는 인간 광노화의 마우스 모델을 대표한다.
상기 형질전환 마우스주를 이용하여 카페인 및 카페인과 구조적으로 유사한 화합물이 인간 엘라스틴 프로모터 활성에의 태양광선의 영향을 억제할 있는지를 결정할 수 있다. 상기 실험에서, 마우스는, 처리하지 않은 그룹, 국소적 적용용 약학적으로 허용가능한 담체 중 카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물의 용액 또는 현탁액을 마우스의 등에 적용한 그룹, 및 약학적으로 허용가능한 담체만을 마우스의 등에 적용한 세번째 그룹의 세 그룹으로 나뉠 것이다. 국소적 적용 후 약 15분 후, 마우스를 태양 자극 광선 (solar stimulating radiation, SSR) 20 인간 최소홍반선량(minimal erythema doses, MEDs)에 노출시켰다. 광처리 후, 마우스의 등을 임의의 과다 카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물을 제거하기 위하여 70% 이소프로필 알코올 패드로 2번 세정하였다. 상기 과정을 3일 연속 반복하였다.
세번째 광처리 후 24시간에 마우스를 희생시키고 CAT 활성을 결정하기 위하여 피부를 채취하였다. 광선 및 처리 받지 않은 대조군 마우스의 기준 CAT 활성을 하나의 수치로 기준화하였다. 담체만을 처리한 마우스에서의 CAT 활성의 상대적인 증가를 카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물을 포함하는 담체로 처리된 마우스에서의 CAT 활성을 비교하였다.
상기 실험의 결과는 카페인 또는 카페인과 구조적으로 관련된 화합물을 포함하는 조성물의 국소적인 피부에의 적용이 광노화 및 일광화상과 같은 다른 일광-손상에 대한 보호를 제공할 수 있는지를 설명할 수 있을 것으로 기대된다. "카페인과 구조적으로 유사한 화합물"에 있어서, 이는 카페인과 유사한 광손상 보호 성질을 보이는 유사한 화학식 및 구조를 가지고 있는 화합물을 의미한다. 예는, 이로 제한되는 것은 아니나, 메틸화된 크산틴 테오필린 및 테오브로민과 같은 추가적인 크산틴을 포함한다. 알려진 화합물과 유사한 구조를 가진 추가적인 화학적 화합물을 합리적으로 고안하는 방법은 당업자에 의해 잘 확립되어져 있고 일상적으로 사용되고 있다. 따라서, 본 발명을 읽으면 본 발명에 사용하기 위한 카페인과 구조적으로 유사한 화합물 및 테오필린 및 테오브로민과 같은 메틸크산틴을 당업자라면 일상적으로 알수 있을 것이다.
카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물을 포함하는 조성물의 예는, 이로 제한되는 것은 아니나, 크림, 로션 및 스프레이를 포함한다. 카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물을 크림, 로션 및 스프레이로 제형화하는 방법 및 상기 제형에 필요한 약학적 첨가제는 당업자에게 잘 알려져 있다. 상기 명세서에 개시된 것을 당업자라면 명확하게 이해할 수 있기 때문에, 상기 조성물은 추가의 제 2 또는 부가적 일광차단제 또는 이에 제한되는 것은 아니지만, 비타민 C 및 비타민 E 및 이의 유사물과 같은 자유래디칼 제거제(Free Radical Scavenger)를 추가적으로 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서 카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물을 포함하는 조성물을 햇빛에 노출하기 전에 피부에 적용한다. 그러나, 노출 후 상기 조성물의 적용은 상기 노출에 의한 피부의 임의의 손상 또한 경감할 수 있다. 본 발명의 조성물들은 이에 제한되는 것은 아니나 암으로 인한 소랄렌(psoralen) 치료, 건선 (Psoriasis) 및 다른 피부 증상을 치료 중인 개체; 피부 암, 건선 및 다른 피부 증상에 대한 광역학요법(Photodynamic Therapy)을 받는 개체; 색소성 건피증(Xeroderma pigmentosum), 백색증 (albinism) 또는 감소된 내생 멜라닌 색소에 의한 다른 증상과 같은 유전적 수선 결함으로 고통받는 개체와 같은 태양에 과도하게 민감한 개체를 보호하는데 특별히 유용할 것이다.
본 발명을 더 잘 설명하기 위하여 하기 제한받지 않는 실시예를 제공한다.
실시예 1: 인간 엘라스틴 프로모터를 발현하는 형질전환 마우스
5.2 kb의 CAT 리포터 유전자에 연결된 인간 엘라스틴 프로모터를 발현하는 형질전환 마우스의 동종접합 주(homozygous line)을 이용하였다 (Hsu-Wong et al., J. Biol. Chem., 1994, 269: 18072-18075). 상기 마우스는 조직특이적 및 발생적으로 조절된 방식으로 인간 엘라스틴 프로모터를 발현한다. 4 또는 5일된 마우스는 털이 아직 자라지 않았기 때문에 4 또는 5일된 마우스를 사용하였다.
실시예 2: 모의 태양광 방사
Schott WG 320 필터를 통해 여과되는 제논 아크 램프(xenon arc lamp)를 포함하는 Multiport Solar Stimulator(Solar Light Company, Pholadelphia, PA)를 모의 태양광 방사(solar stimulating radiation , SSR) 처리에 사용할 수 있다. 태양광 모의 장치의 출력은 3D UV 미터 (Solar Lght Company)로 측정하고 인간 최소 황반 선량(minimal erythema doses, MEDs)으로 나타내었다. 램프의 방출 스펙트럼은 지구의 표면에 도달하는 태양광선에 근접한다. 태양 모의 장치에서 나오는 광 가이드(light guide)를 SSR 처리동안 움직임을 막기위해 속박된 마우스의 등 표면의 빛 접촉 부위에 둔다. 조사되지 않은 대조군 마우스 또한 SSR 없이 속박한다.
실시예 3: CAT 분석
형질전환 마우스의 피부 및 상기 마우스에서 확립된 섬유아세포 배양물에서 인간 엘라스틴 프로모터/CAT 리포터 유전자 컨스트럭트의 발현을 측정하기 위하여, CAT활성을 측정하였다. 피부에서 CAT 추출을 위하여, 표본을 조직 분쇄균질기(Brinkmann Instrumnts, Inc. Westbury, NY)을 이용하여 0.25 Tri-HCl, pH 7.5에서 파쇄하였다. 파쇄액을 10,000 X g에서 15분 동안 4℃에서 원심분리하고 상층액의 단백질 농도를 상업적으로 판매되는 단백질 정량 키트 (Bio-Rad Laboratories, Richmond, CA)로 의해 측정하였다. 단백질 100 ㎍을 포함하는 상층액의 분취물을 주지된 절차에 따라 [14C] 클로람페니콜과 배양하여 CAT 활성의 정량에 사용하였다. 아세틸화된 및 비아세틸화된 형태의 방사성 클로람페니콜을 얇은 막 크로마토그라피로 분리하고 CAT 활성을 각 샘플에서의 총 방사성활성의 백분율로 아세틸화된 형태에서의 방사성활성으로 결정하였다.

Claims (7)

  1. 광노화 및 일광화상으로부터 피부를 보호하는데 유효한 양의 카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물을 포함하는 조성물을 인간의 피부에 국소적으로 적용하는 것을 포함하는 광노화 및 일광화상에 대하여 일광에 노출된 인간을 보호하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 조성물은 카페인, 테오필린 또는 테오브로민을 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 조성물을 피부가 일광에 노출되기 전에 적용하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 조성물을 피부가 일광에 노출된 후에 적용하는 방법.
  5. 개인이 태양에 노출되기 전에 카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물을 포함하는 조성물을 태양에 과도하게 민감한 개인의 피부에 국소적으로 적용하는 것을 포함하는 태양에서 유래된 손상으로부터 태양에 과도하게 민감한 개인을 보호하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 조성물은 카페인, 테오필린 또는 테오브로민을 포함하는 방법.
  7. 카페인 또는 카페인과 구조적으로 유사한 화합물 및 제 2의 일광차단제 또는 자유 라디칼 제거제(scavenger)를 포함하는 광노화 및 일광화상 예방용 약학 조성물.
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