KR20160054087A - 피부자극완화, 탈모방지 및 발모촉진 효과를 나타내는 카페오일펜타펩타이드 및 이를 함유하는 탈모방지 및 발모촉진용 화장료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피부자극완화, 탈모방지 및 발모촉진 효과를 나타내는 카페오일펜타펩타이드 및 이를 함유하는 탈모방지 및 발모촉진용 화장료 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 카페익산과 펜타펩타이드를 화학결합으로 연결함으로써 피부자극완화, 탈모방지 및 발모촉진 효과를 갖도록 한 카페오일펜타펩타이드와 이를 함유함으로써 탈모방지 및 발모촉진 효과를 나타내는 화장료 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 카페오일펜타펩타이드는 수용성이며 장시간의 경시 변화에도 우수한 안정성을 나타내며 세포독성이 거의 없고 우수한 항산화 및 피부자극완화 효과와 탈모방지 및 발모촉진 효과를 나타낸다. 또한 UV에 대한 세포보호 작용도 있어 실생활에서 보다 효과적으로 작용할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 카페오일펜타펩타이드를 함유시킨 모발용 화장료를 제공하면 모발의 건강을 유지하는데 큰 도움이 될 수 있고, 현대인들의 큰 고민거리인 탈모증을 해소하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Description

피부자극완화, 탈모방지 및 발모촉진 효과를 나타내는 카페오일펜타펩타이드 및 이를 함유하는 탈모방지 및 발모촉진용 화장료 조성물{The composition of Caffeoylpentapeptide Cosmetic that has the Constitution of skin Anti-irritant for the Prevention of Hair Loss and the Promotion of Hair Growth}

본 발명은 피부자극완화, 탈모방지 및 발모촉진 효과를 나타내는 카페오일펜타펩타이드 및 이를 함유하는 탈모방지 및 발모촉진용 화장료 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 카페익산과 펜타펩타이드를 화학결합으로 연결함으로써 피부자극완화, 탈모방지 및 발모촉진 효과를 갖도록 한 카페오일펜타펩타이드와 이를 함유함으로써 탈모방지 및 발모촉진 효과를 나타내는 화장료 조성물에 관한 것이다.

인간의 머리에는 보통 평균적으로 80,000 ~ 100,000개의 성모가 있으며, 이들은 성장기(anagen), 퇴행기(catagen), 휴지기(telogen)의 주기적인 변화를 하면서 생성, 소멸을 반복한다. 모발을 구성하는 기본 성분으로는 18종의 아미노산으로 구성된 90% 케라틴과 10% 정도의 수분으로 이루어지며, 구성 원소는 탄소, 산소, 질소, 수소, 유황으로 이루어져 있다. 인간의 모발은 "모낭"에서 형성되게 된다. 모낭에는 모유두가 있는데, 이 부위에는 작은 혈관들이 분포되어 모발 성장에 필요한 영양분을 공급하며, 모유두 위 옆으로는 모발에 윤기를 주며 기름을 공급하는 피지선이 있다. 모낭을 좀 더 자세히 관찰해 보면 모낭은 중심부의 모발을 3겹의 원통형으로 둘러싸고 있는 형태로 되어있다. 가장 바깥에서부터 진피초, 외측모근초, 내측모근초의 순서로 되어있다. 모발 이식을 위해서는 이 세 부분이 온전히 보전되어야 한다. 모낭의 뿌리 부분을 모구라고 하는데, 모유두라는 독특하게 생긴 구조를 포함하고 있다. 모유두는 모발의 성장을 조절하는 사령부에 해당하는 곳으로 남성형 탈모에서 남성 호르몬이 작용하는 부위이기도 하다. 모유두에서의 조절에 따라 세포 분열이 일어나는 부위가 모기질이며 모발을 생성하는 부위이다.

모발은 임신 16 ~ 20주에서 자라기 시작한다. 이렇게 처음 자라는 털을 취모(솜털)라고 한다. 취모는 가늘고 색소가 부족하며 몸 전체를 덮는데 모체 자궁 내 8개월 중에 떨어져 나간다. 만일 취모가 늦게 떨어져 나가게 되면 아기는 털이 많은 상태로 출산된다. 또한 태아기 두 번째 취모가 자라는데 출산 후 2 ~ 4개월 안에 떨어져 나간다. 모낭은 7 ~ 10일 동안 이마에서 정수리 부분까지 주기적으로 휴지기에 들어가게 되며 임신 32 ~ 36주에 떨어져 나가게 된다. 모낭의 주기적 변화로 인해 후두부의 모낭은 여전히 성장기에 들어가 있으며, 출생 후 갑자기 휴지기에 들어가게 되는데 그 후 짧은 기간을 거쳐 떨어져 나가게 된다. 이처럼 한 살이 될 때까지 모발은 머리 전체에서 동시에 자라지 않으며 출산 후에는 모낭이 더 이상 생성되지 않는다.

남성에게 가장 잘 알려진 탈모 인자는 비정상적인 호르몬 영향이다. 사춘기가 되면 성호르몬이 활발하게 분비되면서 제2차 성징이 나타난다. 이러한 생리적인 변화의 영향은 체모에도 반영되어 일반적으로 유년기에 비해 더욱 굵고 짙어지게 된다. 이러한 변화는 남성호르몬인 안드로겐과 여성호르몬인 에스트로겐에 의한 것이다. 안드로겐은 눈썹부터 아래의 체모를 발육시키며 에스트로겐은 주로 두발의 성장을 촉진한다. 남성의 경우 대머리가 되는 것은 안드로겐이 과다 분비되기 때문인데, 과다 분비된 안드로겐은 에스트로겐의 작용을 억제한다. 남성 호르몬에 의한 남성 탈모 기전을 좀 더 자세히 살펴보면, 남성 호르몬의 하나인 테스토스테론(testosterone)은 5알파-리덕타아제(5a-reductase)라는 효소에 의해서 활성형 남성 호르몬인 디하이드로테스토스테론(dihydrotestosterone)으로 전환되고, 이렇게 활성화된 호르몬은 안드로겐 수용체와 결합하여 모낭세포의 단백질 합성을 지연시켜 결과적으로 모낭의 성장기가 단축된다. 여성은 상대적으로 남성에 비해 5알파-리덕타아제를 절반 밖에 가지고 있지 않기 때문에 동일한 기전의 탈모 빈도는 남성에 비해서 상당히 낮다. 또한 여성의 경우는 아로마타아제(aromatase)라는 효소를 많이 가지고 있다. 이 아로마타아제는 특히 앞머리의 모발선 근처에 많이 분포하고, 디하이드로테스토스테론의 생성을 억제한다. 이러한 이유 등으로 여성 탈모는 남성과는 다르게 나타난다. 일반적으로 여성은 안드로겐 호르몬의 양이 적기 때문에 남성처럼 이마가 벗겨지는 완전한 대머리로 발전하는 일은 거의 없다. 여성의 탈모는 일반적으로 유전적 소인이 더 강하다고 알려져 있으나 남성 호르몬에 의해 발현 유무가 좌우된다.

호르몬에 의한 탈모 같은 생리적 인자들과 더불어, 모발 손상의 원인에는 물리적 원인과 화학적 원인으로 나눌 수 있다. 물리적이라고 하는 것은 브러싱이나 역모 등의 기술적인 자극, 열 등에 의한 것으로 주로 형태적인 변화를 주지만, 웨이브제나 염색제 등에 의해 모발성분에 화학적 변화를 주어 질적 손상을 일으키는 경우가 있다. 이러한 원인들은 물리적 영향을 받으면 화학적 변화를 받기 쉽고, 역으로 화학적 변화를 받으면 물리적 영향을 받기 쉽다. 자외선에 의한 손상은 모발이 건조해지고, 약해지고, 거칠어지고, 변색되고, 윤기가 없어지며 그리고 절모현상이 발생되는 특징이다. 모발의 큐티클에서 시작된 손상은 모피질에까지 영향을 주게 되며 모발의 멜라닌 색소가 자외선에 의해 산화 반응이 일어나 탈색된다. 퍼머나 염색에 의한 손상의 대표적인 것으로 탈모를 들 수 있는데, 실제로는 모발이 빠지는 것이 아니라 모발이 두피 가까이에서 끊어지는 절단 현상이다. 퍼머나 염색 후에는 큐티클이 많이 들떠있어 모발이 거칠어지고 빗질이 잘 안되며 엉키는 모발의 원인이 된다. 큐티클도 얇고 일부 떨어져 나가거나 끝이 절단되어 약해진 상태이다. 열과 브러싱도 모발에 물리적인 자극이 되며, 특히 80℃가 넘는 열은 모발의 강도에 영향을 주게되고 강한 브러싱은 정전기를 유발하게 되어 탈모를 유발할 수 있다. 이외 커트, 대기오염, 마찰, 과도한 다이어트, 편식 등에 의하여도 모발의 손상이 일어난다. 특히 현대사회는 다양한 오염물질, 물리적 자극인자, 과도한 흡연, 음주 및 스트레스에 의해 다종의 산화적 스트레스를 받게 된다. 최근의 연구 보고에 의하면 화학적으로 유도된 산화적 스트레스를 두피에 가할 경우, 모발의 주기가 유의적으로 단축되고 피지의 산화로 유발되는 탈모가 일어난다고 알려져 있다.

탈모는 외모에 직접적인 영향을 미치기 때문에 대인관계에서의 자신감 결여 그리고 심할 경우 우울증을 겪을 수도 있어 현대인들에게 있어서 큰 문젯거리가 아닐 수 없다. 이에 본 발명자들은 다양한 물리적 화학적 스트레스로 인해 겪을 수 있는 탈모 등의 부작용을 완화하고 모발을 건강하게 유지할 수 있도록 도울 수 있는 방법을 개발하기 위하여 예의 연구 노력하였으며, 이의 결과 인간유래 각질형성 세포에 대한 세포자극이 없으며, 우수한 안정성과 강력한 항산화 효과를 통해 육모 및 양모, 그리고 탈모 예방에 효과적이고 발모촉진 및 피부자극 완화 효과가 우수한 카페오일펜타펩타이드를 개발할 수 있었다.

본 발명에서 카페오일펜타펩타이드의 피토케미칼(phytochemical) 부분은 천연의 식물체에 존재하는 것의 하나로, 매우 강력한 항염작용, 항암작용 및 항산화작용이 알려진 물질이다. 다양한 항산화 물질들이 탈모의 예방 및 발모 촉진에 효과가 있음이 알려져 있다. 피토케미칼은 식물을 뜻하는 파이토(phyto), 화학물질을 의미하는 케미컬(chemical)의 합성어로, 현재는 식물 속에 포함된 2차 대사산물(Second metabolite)을 통칭하는 용어로 사용되고 있으며, 지금까지 약 2만 5,000 가지나 발견됐다. 그러나 일반인에게 널리 알려진 것은 얼마되지 않으며, 아이소플라본, 라이코펜, 카테킨, 캡사이신, 진저롤, 쿼세틴, 파이토스테롤, 알리신이 그 대표적인 예이다. 또한, 카페인과 카페익산(caffeic acid), 테오브로민(카카오씨와 코코아에 함유, 이뇨제로 사용), 테오필린(차잎에 함유, 기관지 확장 및 천식 치료제로 사용) 등도 대표적인 알칼로이드도 피토케미칼로 분류된다. 이러한 피토케미칼은 크게 플라보노이드와 카로티노이드 등으로 분류된다. 이들, 플라보노이드는 5,000종, 카로티노이드는 700종에 달하며, 이름이 비슷하지만 루틴(rutin)은 플라보이드, 루테인(lutein)은 카로티노이드의 일종이다.

특히, 본 발명에서 사용하는 카페익산은 원두속에 존재하는 100여 종의 산(acid)의 일종이다. 이러한 산들 중 주요한 산들로 chlorogenic acids, quinic acids, malic acid, 그리고 citric acid 등이 존재하며, 원두를 볶는(roasting)과정에서 chlorogenic acids는 대부분 작은 화합물로 분해된다. 이때, 카페익산이 다량 생성된다. 200g의 커피속에는 70mg에서 350mg의 chlorogenic acids가 존재하며, 이것으로부터 35mg에서 175mg의 카페익산이 공급된다. 이러한 카페익산은 최근 다양한 연구결과 매우 강력한 항알레르기 및 항염효과가 밝혀지고 있어, 의약적 및 산업적 가치가 크게 증대되고 있는 소재이다. 특히, 카페익산은 세포내의 내인성 항산화제(SOD, Catalase 등)의 기능을 유지 및 발현 증대시키는 생리적 효과가 매우 우수하며, 피부 세포에 UVB를 조사했을 경우, 염증관련 COX-2 발현을 농도 의존적으로 억제한다고 보고되고 있다. 그러나 카페익산이 우수한 항산화, 항염, 항알러지 기능을 가지고 있음에도 안정성이 매우 낮으며 난용성으로 인해 화장품 소재 및 생활용품 소재로서 활용도가 적었다.

본 발명자는 이러한 카페익산을 모발에 적용하고자 하였으며, 카페익산의 단점을 해소하기 위하여 카페익산에 펩타이드(peptide)를 결합하는 방법을 시도하였다. 이때 펩타이드는 기존에 hair bulb keratincyte의 증식을 촉진한다고 보고된 펜타펩타이드(pentapeptide, Glycine-Proline-Isoleucine-Glycine-Serine ;글리실-프롤릴-이소루실-글리실-세린)를 적용함으로써 모발 건강 유지에 보다 도움이 될 수 있을 것이라 기대하였다.

이의 결과, 합성된 카페오일펜타펩타이드는 카페익산에 GPIGS의 펜타펩타이드가 결합된 아마이드(amide) 결합의 안정된 구조를 형성함으로써 순수한 카페익산 비해 안정성이 향상되어 쉽게 변색되거나 물성이 바뀌지 않는 우수한 안정성과 용해성을 나타내었다. 본 발명에서의 카페오일펜타펩타이드는 카페익산과 수용성인 penta peptide가 아마이드 (amide) 형태의 안정된 결합을 형성하여 순수한 카페익산에 비해 상대적으로 우수한 안정성과 높은 용해성을 나타내었다. 펜타펩타이드가 결합되었더라도 카페익산 고유의 항산화 효능을 그대로 나타낼 수 있으며, 이들이 시너지 효과를 나타내어 모발의 건강을 유지하는데 큰 도움이 되는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

한편, 최근 일본 특허(일본 특개평10-279501호)에 의하면 FGF-10 유래 펩타이드를 유효성분으로 하는 육모제가 개발되었으며, 국내의 경우에도 FGF-10 유래 펩타이드를 유효성분으로 하는 탈모 개선 및 피부 개선 조성물에 대한 연구가 있었다. 또한 천연물을 이용한 피부 개선 조성물과 탈모방지제에 관한 연구가 이루어지고 있으나, 본 발명에서와 같이 펩타이드에 피토케미칼이 결합된 피부 자극완화 및 탈모방지, 모발 촉진제에 대한 연구는 아직은 미미한 실정이다.

일본 공개특허 제10-279501호 대한민국 등록특허 제10-1187871호 대한민국 등록특허 제10-0444599호 대한민국 등록특허 제10-1044068호

Staniforth, V., et al. (2006). Caffeic acid suppresses UVB radiation-induced expression of interleukin-10 and activation of mitogen-activated protein kinases in mouse. Carcinogenesis, 2006;27(9): 1803-1811. Caffeic acid inhibits compound 48/80-induced allergic symptoms in mice. Biol Pharm Bull. 2006;29(1):64-6. Jung, UJ, Lee, MK, Park, YB, Jeon, SM and Choi, MS. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. Antihyperglycemic and antioxidant properties of caffeic acid in db/db mice. 2006;318:476-483.

본 발명의 주된 목적은 우수한 항산화와 안정성으로 피부 자극완화 효과 및 부작용이 적고 뛰어난 탈모방지 및 모발성장촉진 효과를 갖는 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 하기 화학식 1으로 표시되는 피부자극완화, 탈모방지 및 발모촉진 효과를 나타내는 카페오일펜타펩타이드를 제공한다.

[화학식 1]

본 발명의 카페오일펜타펩타이드는 Glycine - Proline - Isoleucine - Glycine - Serine의 아미노산 서열을 갖는 다섯 개의 아미노산으로 이루어지는 펜타펩타이드에 카페익산이 화학결합으로 연결된 화합물이다.

상기 펜타펩타이드는 통상의 펩타이드 합성방법, 예를 들어 Bruce Merrifield가 1963년도에 고안한 고체상 펩타이드 합성법(Solid-Phase Peptide Synthesis; SPPS) 등을 이용하여 제조할 수 있으며, 여기에 카페익산을 반응시켜 최종적으로 본 발명의 카페오일펜타펩타이드를 제조할 수 있다. 카페익산은 커피원두와 같은 카페익산을 함유하는 식물체로부터 통상의 정제방법을 사용하여 수득할 수 있다.

본 발명에 따르면 상기 카페오일펜타펩타이드는 항산화 효과 등 카페익산 고유의 효과를 나타내면서 안정성을 갖고, UV에 대한 세포보호 효과와 피부자극완화 효과를 나타낼 뿐만 아니라 매우 우수한 발모 효과(탈모예방 및 발모촉진)를 갖는다. 이는 카페익산과 펜타펩타이드의 결합으로 인한 시너지 효과인 것으로 판단된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 이러한 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 특성을 바탕으로 하여, 상기 카페오일펜타펩타이드를 유효성분으로 함유하는 탈모방지 및 발모촉진용 화장료 조성물을 제공한다.

본 발명의 탈모방지 및 발모촉진용 화장료 조성물에 있어서, 상기와 같은 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 효과를 충분히 발휘할 수 있도록 상기 카페오일펜타펩타이드가 500 내지 50,000ppm으로 함유되는 것이 바람직하다. 이는 본 발명의 카페오일펜타펩타이드의 농도별 안전성(세포독성 등에 대한), 항산화 효과, 세포보호 효과, 안정성, 모발생장촉진 효과, 피부자극완화 효과 등의 실험결과를 바탕으로 유효량을 기준으로 판단하여 결정한 것이다.

본 발명의 화장료 조성물은 화장품학적으로 허용된 담체를 포함할 수 있으며, 화장수, 영양로션, 영양크림, 맛사지 크림, 팩 및 영양 에센스로 이루어진 군에서 선택된 형태로 제조되어 사용될 수 있다. 이때, 상술한 형태의 화장품 제조방법과 담체는 당업자에게 자명한 사항으로 구체적인 제조방법의 기재는 생략하기로 한다.

본 발명의 카페오일펜타펩타이드는 수용성이며 장시간의 경시 변화에도 우수한 안정성을 나타내며 세포독성이 거의 없고 우수한 항산화 및 피부자극완화 효과와 탈모방지 및 발모촉진 효과를 나타낸다. 또한 UV에 대한 세포보호 효과도 있어 실생활에서 보다 효과적으로 작용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 카페오일펜타펩타이드를 함유시킨 모발용 화장료를 제공하면 모발의 건강을 유지하는데 큰 도움이 될 수 있고, 현대인들의 큰 고민거리인 탈모증을 해소하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 화학구조이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에서 합성 후 정제한 카페오일펜타펩타이드를 HPLC로 분석한 결과이다.
도 3은 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 안전성을 피부세포를 이용하여 확인한 결과이다. A: Keratinocyte, B: Fibroblast.
도 4는 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 항산화 효과를 확인한 결과이다.
도 5는 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 UV에 대한 세포보호 효과를 확인한 결과이다.
도 6은 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 안정성을 확인한 결과이다. a: 정제수 + 트윈80(1,000ppm) 샘플의 제조 직후 상태, a-1: 정제수 + 트윈80(1,000ppm) 샘플의 제조 180일 후 상태, b: 카페익산(1,000ppm) + 트윈80(1,000ppm) 샘플의 제조 직후 상태, b-1: 카페익산(1,000ppm) + 트윈80(1,000ppm) 샘플의 제조 180일 후 상태, c: 카페오일펜타펩타이드(1,000ppm) + 트윈80(1,000ppm) 샘플의 제조 직후 상태, c-1: 카페오일펜타펩타이드(1,000ppm) + 트윈80(1,000ppm) 샘플의 제조 180일 후 상태.
도 7은 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 모발생장촉진 효과를 동물을 대상으로 하여 확인한 결과이다.
도 8은 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 피부자극완화 효과를 확인한 결과이다. a: 증류수 + 트윈80(1,000ppm), b: SLS(10%) + 트윈80(1,000ppm) + 카페익산(1,000ppm), c: SLS(10%) + 트윈80(1,000ppm) + 카페오일펜타펩타이드(1,000ppm).
도 9는 본 발명의 카페오일펜타펩타이드를 함유하는 화장료(헤어토닉)의 탈모방지 및 발모촉진 효과를 확인한 결과이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

실시예 1. 카페오일펜타펩타이드(Caffeoyl-Gly-Pro-Ile-Gly-Ser)의 합성

Glycine-Proline-Isoleucine-Glycine-Serine의 서열을 갖는 펜타펩타이드에 피토케미칼인 카페익산을 연결체로 합성하는 신소재를 개발하였다(도 1 참조).

펩타이드는 두 개 이상의 아미노산이 펩타이드 결합(peptide bond)이라는 화학결합 형태로 연결된 물질로 요즘은 대부분 Bruce Merrifield가 1963년도에 고안한 고체상 펩타이드 합성법(Solid-Phase Peptide Synthesis; SPPS)을 이용한다. 본 실시예에서도 카페오일펜타펩타이드의 고효율 생산을 위하여 고체상 합성 플랫폼을 기반으로 한 합성방법을 사용하였다. 불용성의 폴리스티렌 수지에 보호기를 가지고 있는 아미노산을 연속적으로 첨가하여 펩타이드 부분인 펜타펩타이드를 우선 합성한 후, 이를 합성지지체에서 분리하지 않고 마지막 서열인 카페익산을 결합시켰다. 이후 결합되지 않은 카페익산은 반응체에서 제거함으로써 순도 높은 카페오일펜타펩타이드를 합성하였다.

합성된 카페오일펜타펩타이드는 Reverse Phase-High Performance Liquid Chromatogrphy(RP-HPLC)로 정제하였으며, 이때 사용한 컬럼은 C18 column으로 정제 용매는 용매 A(0.1% TFA가 포함된 water)와 용매 B(0.1% TFA가 포함된 acetonitril)사용하였고, 용매 기울기 조건(gradient)을 이용하여 정제하였다. 이때 purity는 95% 이상이였다(도 2)

실험예 1. 카페오일펜타펩타이드의 안전성

본 발명의 카페오일펜타펩타이드의 안전성을 확인하기 위하여 인간 각질형성 세포인 HaCaT 세포주를 사용하였다.

HaCaT 세포주는 37℃, 95% CO₂ 배양기에서 배양하였다. 배양 용기의 85 ~ 90%의 면적만큼의 배양도를 보이면, trypsin 처리로 세포를 탈착시켜 계수한 다음, 5×10³ cells/㎠로 계대배양하였다. 세포배양에는 10% Fetal Bovine Serum(FBS, GIBCO, Cat. No., 26140-079, USA)과 100U/㎖ penicillin, 그리고 100㎍/㎖ streptomycin이 첨가된 Dulbecco's Modified Eagle Medium(DMEM, GIBCO, Cat. No. 11995-065, USA)을 사용하였다. 계대배양을 위해서 75 T-flask(NUNC, Cat. No. 156499, Danmark)를 사용하였으며, 세포 독성 시험을 위해서는 24 well plate (NUNC, Cat. No., 142475, Danmark)를 사용하였다.

카페오일펜타펩타이드를 장기간 사용하더라도 두피 자극 없이 탈모방지 및 발모촉진 효과를 보일 수 있는지를 확인하기 위하여, 인간 각질형성 세포에 대한 세포 독성 유무를 시험하였다. 구체적인 시험방법으로는 인간 각질형성 세포를 24 well plate에 5×10³ cells/well 씩 동일하게 hemacytometer를 이용하여 계수한 후 분주하였다. 10% FBS를 함유하는 DMEM에서 48시간 배양하여 배양용기 표면적의 40 ~ 50%만큼 배양되면, 카페오일펜타펩타이드가 각각 50ppm, 100ppm으로 함유된 FBS-free DMEM으로 교체하여 24시간 더 배양하였다. 배양 후 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide(MTT, Sigma M5655, USA) 용액(2.5㎎/㎖)을 50㎕ 첨가하고 3시간 추가로 배양하였다. 그 후, 세포 배양액을 전부 버리고, 200㎕의 dimethyl sulfoxide(DMSO, Sigma D2650, USA)를 각 well 당 200㎕ 처리하여 교반한 후, 100㎕ 씩을 취하여 96 well로 옮기고 Enzyme-Linked Immunosorbent Assay(ELISA)로 570nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포 독성 정도는 순수한 물을 사용한 대조군의 흡광 강도를 기준으로 백분율로 표시하여 도 3에 나타내었다.

장기간 사용 시 유발될 수 있는 피부와 두피 자극에 대한 간접적인 평가로 인간 유래의 각질형성 세포주 HaCaT cell line과 인간 섬유아세포인 CCD986-sk cell line을 이용한 MTT 시험을 수행하였다. Well 당 초기 배양 5×10³ 세포들이 배양용기 표면적의 40 ~ 50% 만큼 배양된 시점에서 카페오일펜타펩타이드를 50ppm, 100ppm을 첨가하여 대조군과 비교한 세포 독성은 없는 것으로 확인되었다(도 3 참조). 본 실험결과는 카페오일펜타펩타이드를 장기간 사용하여도 세포독성에 의한 피부 및 두피 자극이 유발되지 않음을 의미하는 것이다.

실험예 2. 카페오일펜타펩타이드의 항산화 효과

카페오일펜타펩타이드의 탈모방지 및 발모촉진 효과에 대한 주요한 메커니즘의 하나로 항산화력을 조사하였다.

화합물 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl(DPPH, Sigma D9132-1G, USA)는 에탄올 내에서 자유라디칼을 발생한다. 제조된 카페오일펜타펩타이드와 일정 비율로 혼합하여 생성된 자유라디칼의 양이 어느 정도 감소하는지를 확인하였다. 간략하게는, 에탄올 0.2㎖에 에탄올로 제조된 0.1mM DPPH 용액 0.5㎖ 그리고 최종농도가 각각 1, 5, 10, 50, 100, 500, 1000ppm이 되도록 카페오일펜타펩타이드 용액 0.3㎖을 첨가하였다. 10초간 강하게 vortexing하고, 냉암소에서 30분간 보관한 다음, ELISA를 이용하여 517nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성대조군으로는 ascorbic acid(1000ppm)을 사용하였다. 항산화력의 정도는 순수한 물을 사용한 대조군의 흡광 강도를 기준으로 백분율로 표시하였다(도 4 참조).

측정값은 다음과 같이 전자공여능으로 표시하였다.

전자공여능(%) = (1 - 시료첨가군의 흡광도 / 무첨가군의 흡광도) × 100

환경 오염의 심화에 의한 오염 물질들 그리고 과도하게 사용되는 모발 제품들의 의한 물리적 화학적 인자들이 모발에 가해지는 산화적 스트레스의 주범으로 들 수 있다. 과도한 산화적 스트레스는 성장기 모발을 휴지기로 전환시킬 수 있으며, 다양하게 모발 상태를 악화시켜 탈모의 원인이 될 수 있다. 또한 산화적 스트레스는 모낭 주위의 제 2형 베타-코르티코르틴 분비 호르몬 수용체를 활성화시키는 기전으로 원형탈모증의 원인 될 수도 있다고 알려져 있다. 본 발명의 카페오일펜타펩타이드가 항산화력을 보임으로써 모발 보호 및 탈모 예방용 효과를 갖을 수 있는지를 DPPH의 자유라디컬 소거능으로 확인하였다.

도 4에서 알 수 있듯이 카페오일펜타펩타이드의 항산화 효과가 50ppm에서 이미 고점에 도달하는 것으로 나타나, 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다. 특히 세포독성이 적으면서 유의적인 항산화 효능으로 모발 보호 및 탈모 예방 효과를 나타냄을 보여주는 것이다.

실험예 3. 카페오일펜타펩타이드의 세포보호효과

UV에 대한 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 세포보호 효과를 확인하기 위하여 인간각질형성세포주를 이용하여 실험하였다. 이를 위하여 인간각질형성세포주를 6well에 1×10⁴ cells/well로 분주한 후 이 세포의 confluence가 약 50%일 때 UV-B를 50mJ로 조사하고, 카페오일펜타펩타이드를 각각 50ppm, 100ppm 처리하여 24시간 추가 배양하였다. 배양 후 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide(MTT, Sigma M5655, USA) 용액(2.5㎎/㎖)을 50㎕ 첨가하고 3시간 추가로 배양하였다. 그 후, 세포 배양액을 전부 버리고, 200㎕의 dimethyl sulfoxide(DMSO, Sigma D2650, USA)를 각 well 당 200㎕ 처리하여 교반한 다음, 100㎕ 씩을 취하여 96 well로 옮기고, Enzyme-Linked Immunosorbent Assay(ELISA)로 570nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포 독성 정도는 순수한 물을 사용한 대조군의 흡광 강도를 기준으로 백분율로 표시하였다(도 5 참조).

이의 결과 도 5와 같이 카페오일펜타펩타이드를 처리하였을 때 손상된 세포가 20% 이상 회복되는 것으로 나타났다.

실험예 4. 카페오일펜타펩타이드의 안정도

카페익산과 카페오일펜타펩타이드 각각 1,000ppm을 트윈 80 1,000ppm과 정제수에 용해 후 밀봉하여 25℃, 실온에 180일 동안 방치하였다. 이의 결과를 도 6에 나타내었다. 카페익산과 비교 시 카페오일펜타펩타이드의 우수한 안정성을 확인할 수 있다. 카페익산은 색상의 변화가 뚜렷하여 변성을 확인할 수 있었으나 카페오일펜타펩타이드는 색상의 변화가 거의 없었다. 이러한 현상은 카페익산을 안정화시킴으로 카페익산의 기능을 유지할 수 있다는 것을 나타낸다.

살험예 5. 카페오일펜타펩타이드의 모발생장촉진 효과

7주령의 C57BL/6N mouse를 사용하였으며, C57BL/6N mouse가 두 번째 catagen(퇴행기) 시기로 진입하는 생 후 49 ~ 51일째에 왁스를 이용하여 등의 털을 완전히 제거하였다. 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 모발생장촉진 효과를 확인하기 위하여, 24일간 하루 100ppm을 1회씩 처리하였다.

이의 결과, 도 7에서와 같이 GPIGS 처리군에서는 약 17일부터 변화가 관찰되는 반면 카페오일펜타펩타이드 처리군에서는 11일째부터 변화가 관찰되었다. 특히 15일째를 대조군인 GPIGS 처리군과 비교하였을 때, 카페오일펜타펩타이드 처리군에서는 이미 털이 모두 자랐으며, 이는 카페오일펜타펩타이드가 동물실험에서 매우 유의적으로 발모 효과가 있으며 GPIGS 처리군보다 우수하다는 것을 나타낸다.

실험예 6. 카페오일펜타펩타이드의 피부자극완화 효과

시험 실시 전 피부에 상처와 피부질환이 없다고 판정된 건강한 30대 여성을 피험자로 설정하였다. 시험에서 사용한 자극 물질은 부식성 특징을 가진 시약으로 sodium lauryl sulfate(SLS, 98%, maker: WAKO)이며, 10% 농도가 되도록 증류수로 희석하여 사용하였다. SLS는 피부자극시험평가에 일반적으로 사용되어온 자극 물질로써 대부분 0.1% 이하의 농도에서도 피부 자극이 발생된 것으로 보고되고 있다.

피검자의 좌측 전완부(a)에 트윈80 1,000ppm의 증류수 용액을 그리고 중간 부위(b)와 우측 전완부(c)는 각각 트윈80 1,000ppm이 함유된 10.0% SLS 용액을 도포하였다. 6시간 후 다시 좌측 전완부(a)에는 트윈80 1,000ppm의 증류수 용액, 중간 부위는 트윈80 1,000ppm의 1,000ppm 카페익산 용액, 그리고 우측 전완부는 트윈80 1,000ppm과 카페오일펜타펩타이드 1,000ppm 용액을 도포하여 24시간 후, 48시간 후의 피부 상태를 관찰하여 도 8에 나타내었다.

도 8에서와 같이, 카페오일펜타펩타이드를 도포한 부위가 카페익산을 도포한 부위보다 자극완화 효과가 우수함을 확인하였다.

제조예 1. 헤어토닉

카페오일펜타펩타이드를 이용하여 다음 표 1과 같은 비율로 헤어토닉 500g을 제조하였다. 각각의 원료(중량%)를 계량하여 Agi Mixer 100rpm으로 10분간 교반한 후 여과하였다.

배합순서	배합목적	원료명	실시예	비교예
1	용제	정제수	적량	적량
2	용제	에탄올	5.0	5.0
3	보습제	부틸렌글라이콜	4.0	4.0
4	보습제	글리세린	1.0	1.0
5	킬레이트제	디소듐이디티에이	0.03	0.03
6	헤어영양제	카페오일펜타펩타이드	0.10	-
7	헤어영양제	지피아이지에스	-	0.10
8	방부제	페녹시에탄올	0.20	0.20
9	방부제	메칠파라벤	0.10	0.10
10	계면활성제	트윈80	0.50	0.50
11	착향제	향료	적량	적량

* 단위: 중량%

실험예 7. 카페오일펜타펩타이드의 탈모방지 및 발모촉진 임상실험평가

상기 제조예 1에서 제조한 헤어토닉으로 탈모방지 및 발모촉진 효과를 평가하였다. 탈모증이 있는 30대 남성 환자에게 탈모 부위에 1회/1일 0.40∼0.70g 도포하여 10 주후 두피 상태를 측정하여 도 9에 나타내었다. 실험 결과 본 발명 카페오일펜타펩타이드의 탈모증 억제효과를 확인하였다. 비교예에는 동일한 방법으로 펜타펩타이드(GPIGS)가 함유된 헤어토닉을 제조하여 동일 연령대의 남성에게 동일한 방법으로 도포하여 비교하였으며 카페오일펜타펩타이드를 함유한 헤어토닉이 GPIGS를 함유한 헤어토닉보다 더 우수함을 확인하였다.

Claims (3)

1. 하기 화학식 1으로 표시되는 피부자극완화, 탈모방지 및 발모촉진 효과를 나타내는 카페오일펜타펩타이드.
   [화학식 1]
   

   
2. 제 1항의 카페오일펜타펩타이드를 유효성분으로 함유하는 탈모방지 및 발모촉진용 화장료 조성물.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 카페오일펜타펩타이드가 500 내지 50,000ppm으로 함유되는 것을 특징으로 하는 탈모방지 및 발모촉진용 화장료 조성물.
   

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