KR20210055576A - 푸코스테롤을 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 조성물 - Google Patents

푸코스테롤을 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20210055576A
KR20210055576A KR1020200059785A KR20200059785A KR20210055576A KR 20210055576 A KR20210055576 A KR 20210055576A KR 1020200059785 A KR1020200059785 A KR 1020200059785A KR 20200059785 A KR20200059785 A KR 20200059785A KR 20210055576 A KR20210055576 A KR 20210055576A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fucosterol
fine dust
cells
skin
cpm
Prior art date
Application number
KR1020200059785A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102277577B1 (ko
Inventor
전유진
김현수
이효근
Original Assignee
제주대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제주대학교 산학협력단 filed Critical 제주대학교 산학협력단
Publication of KR20210055576A publication Critical patent/KR20210055576A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102277577B1 publication Critical patent/KR102277577B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/63—Steroids; Derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/56—Compounds containing cyclopenta[a]hydrophenanthrene ring systems; Derivatives thereof, e.g. steroids
    • A61K31/575—Compounds containing cyclopenta[a]hydrophenanthrene ring systems; Derivatives thereof, e.g. steroids substituted in position 17 beta by a chain of three or more carbon atoms, e.g. cholane, cholestane, ergosterol, sitosterol
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q17/00—Barrier preparations; Preparations brought into direct contact with the skin for affording protection against external influences, e.g. sunlight, X-rays or other harmful rays, corrosive materials, bacteria or insect stings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00—Preparations for care of the skin
    • A61Q19/08—Anti-ageing preparations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07J—STEROIDS
    • C07J9/00—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of more than two carbon atoms, e.g. cholane, cholestane, coprostane
    • C07J9/005—Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of more than two carbon atoms, e.g. cholane, cholestane, coprostane containing a carboxylic function directly attached or attached by a chain containing only carbon atoms to the cyclopenta[a]hydrophenanthrene skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602—Vertebrate cells
    • C12N5/0625—Epidermal cells, skin cells; Cells of the oral mucosa
    • C12N5/0629—Keratinocytes; Whole skin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2506/00—Differentiation of animal cells from one lineage to another; Differentiation of pluripotent cells
    • C12N2506/13—Differentiation of animal cells from one lineage to another; Differentiation of pluripotent cells from connective tissue cells, from mesenchymal cells
    • C12N2506/1307—Differentiation of animal cells from one lineage to another; Differentiation of pluripotent cells from connective tissue cells, from mesenchymal cells from adult fibroblasts

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Gerontology & Geriatric Medicine (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은 푸코스테롤(fucosterol)을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 조성물에 관한 것으로, 사르가숨 빈데리(Sargassum binderi)에서 분리한 푸코스테롤(fucosterol)이 미세먼지에 의해 유도되는 산화적 스트레스 및 염증이 억제하고, 세포 사멸을 억제함을 확인하였으며, 콜라겐분해효소, 엘라스타제 및 MMP의 활성을 저해하여 주름형성을 억제함을 확인하였다.
따라서 본 발명의 푸코스테롤(fucosterol)을 미세먼지에 대한 피부 보호 용도로 화장품, 피부외용제, 의약외품 등에 유용하게 이용될 수 있다.

Description

푸코스테롤을 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 조성물{Composition comprising fucosterol for protecting skin against particulate matter}
본 발명은 푸코스테롤(fucosterol)을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 조성물에 관한 것이다.
피부는 외부 환경에 직접적으로 노출되는 신체 부위로서, 우리 몸의 중요한 기관들을 보호하는 보호막 역할을 할 뿐만 아니라 수분 증발을 조절하고 외부 감염으로부터 몸을 보호하는 역할을 한다. 하지만, 아무리 외부로부터의 바이러스 침투를 막아내는 피부일지라도 과도한 자외선, 오염된 환경 등 외부로부터 받는 스트레스는 피부 자극을 유발하게 되고, 결국에는 피부 노화로 이어지게 된다.
최근의 역학 연구에 따르면, 대기 미립자 물질(PM) 또는 미세먼지가 피부 손상의 원인물질이라는 것을 보고하였다. 그 효과는 주로 PM-유발 산화적 스트레스 및 염증에 기인한다. 이 대기 오염 물질은 크기, 조성 및 원천이 미세 환경에 따라 달라지는 고체 입자와 화학 물질의 이종 혼합물이다. 현재 중국, 한국, 일본과 같은 동아시아 국가에서는 미세먼지 대기오염이 주요 문제가 되었다. 이러한 배출은 환경 요인(몽골 사막에서 발생한 모래바람)과 인위적 활동 (산업 및 교통 배출)으로 인해 발생한다. 중국의 수도인 베이징은 대형 산업단지로 인해 이러한 문제를 악화시키는 데 기여하는 중심에 있다. 때때로 베이징의 미립자 물질(PM2.5) 수준은 WHO 안전 한계(PM2.5의 경우 25㎍m-3)보다 20배 높은 500㎍m-3까지 급등한 것으로 보고되었다. 인위적 배출을 줄이기 위해 강력한 조치가 시행되었지만 다양한 PM 관련 질병 상태의 발생으로 이러한 상태에 대응하는 효과적인 약물을 조사하라는 경각심을 불러일으켰다.
미세먼지 노출은 세포 산화적 스트레스를 증가시켜 피부질환의 악화에 영향을 미치며, 이는 염증 반응을 악화시키고 MMP를 증가시켜 결합조직 분해를 일으킨다. 미세먼지 유발 만성 염증성 피부질환은 여드름, 아토피성 피부염 및 건선을 포함한다. 또한 미세먼지에 의해 피부 결합조직의 분해되어 피부 주름 등의 노화를 야기한다. 그 외에서 미세먼지에 포함된 이산화질소, 이산화황, 카본블랙, 다환 방향족 탄화수소(PAHs) 및 기타 자극제와 같은 발암제로 인한 피부암의 원인이 되기도 한다.
MAPK (mitogen-activated protein kinase) 신호전달 경로는 PM-유발된 ROS에 의해 활성화되는 것으로 알려져 있다. 이것은 c-Jun N-말단 키나제(JNK), 세포외 신호-조절 키나제(ERK)1/2 및 p38 MAPK의 활성화(인산화)로 나타내진다. 활성화된 MAPK는 AP-1 및 핵 인자 카파 B (NF-κB)와 같은 전사 인자를 유도할 수 있다. 염증성 사이토카인 및 MMP(matrix metalloproteinases)는 핵 전위(translocation)의 결과로 합성된다. 인터루킨(IL)-1α, IL-6, IL-8 및 종양 괴사인자(TNF)-α와 같은 사이토카인은 염증성 피부질환 및 피부노화와 밀접한 관련이 있다. 결합조직의 분해는 MMPs의 작용을 통해 진행된다. 콜라겐의 분해는 콜라겐분해효소(MMP-1)를 통해 개시되고, 스트로멜리신(MMP-3) 및 젤라티나제(MMP-2 및 MMP-9)에 의해 추가로 분해되어 피부노화를 초래한다. 또한 ROS는 피부노화 과정을 악화시키는 피부 내구성을 손상시킨다.
해양-유래 천연 생성물은 최근 다양한 생물활성 특성을 갖는 생물활성 대사 산물의 공급원으로서 주목을 받고 있다. 푸코스테롤은 갈조류에서 가장 눈에 띄는 스테롤 중 하나이다. 이에 본 발명자들은 푸고스테롤을 이용하여 미세먼지에 대한 피부보호용 조성물을 개발하고자 하였다.
국내등록특허 제10-1653755호
본 발명의 목적은 푸코스테롤(fucosterol)을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 푸코스테롤(fucosterol)을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 의약외품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 푸코스테롤(fucosterol)을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 피부외용제 조성물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 하나의 양태로 본 발명은 푸코스테롤(fucosterol)을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명에서 “푸코스테롤(fucosterol)”은 화학식 1의 구조를 가지는 화합물이다.
Figure pat00001
본 발명의 일 실시예에서 사르가숨 빈데리(Sargassum binderi) 분말을 70% 에탄올로 추출하고 조 추출물을 수득하고 상기 조 추출물에서 헥산 분획물을 분획하였으며, 상기 분획물을 2번의 연속 실리카 오픈 컬럼 및 분취용 박층 크로마토그래피(preparative thin-layer chromatography)로 추가 정제하여 푸코스테롤(fucosterol)을 수득하였다.
따라서, 본 발명의 푸코스테롤(fucosterol)은 사르가숨 빈데리(Sargassum binderi)에서 분리된 것일 수 있다.
본 발명에서 사르가숨 빈데리(Sargassum binderi)는 모자반속(Sargassum) 갈조류로, 학명은 사르가숨 빈데리(Sargassum binderi)이다. 열대 또는 온난한 기후대의 지역에 분포하며, 주로 동남아시아 해역의 조간대 해역에 서식한다. 상기 사르가숨 빈데리는 기저의 원반모양의 부착기를 통해 착생생활을 하는 착생 해조류의 일종이다.
본 발명에서 “미세먼지”는 아황산가스, 질소 산화물, 오존, 일산화탄소, 다환 방향족 탄화수소 (Polycyclic aromatic hydrocarbon, PAH) 및 다양한 유해 중금속을 포함하는 대기오염 물질로서 지름이 14㎛ 이하(PM14)이고, 대부분이 지름이 5㎛ 이하(PM5)이다.
본 발명의 실시예에서 미세먼지의 입자 크기 및 조성 분석결과 미세먼지가 1 내지 14 ㎛의 직경을 가진 금속 또는 PAH 입자로 구성되어 있음을 확인하였다. 또한 대부분의 CPM 입자는 5㎛ 미만의 직경을 가짐을 확인하였다. 구성성분 분석결과, 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 칼륨(K) 및 나트륨(Na)을 주요하게 포함함을 확인하였다. 또한, 납(Pb, 403.0 ± 32.0 ppm), 비소(As, 90.2 ± 10.7 ppm) 및 카드뮴(Cd, 5.6 ± 0.4 ppm)와 같은 독성 중금속은 포함되어 있음을 확인하였다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 플루오란테인(Fluoranthene), 피렌(Pyrene), 벤조안트라센(Benz[a]anthracene), 벤조B플루오란텐(Benzo[b]fluoranthene), 벤조K플루오로란텐(Benzo[k]fluoranthene), 벤조에이피렌(Benzo[a]pyrene), 펜조페릴렌(Benzo[ghi]perylene) 및 인데노피렌(Indeno[1,2,3-cd]pyrene)의 다환방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)를 포함함을 확인하였다.
따라서 본 발명의 미세먼지는 금속 또는 다환방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 금속은 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 나트륨(Na), 납(Pb), 비소(As) 및 카드뮴(Cd)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다환방향족 탄화수소(PAHs)는 플루오란테인(Fluoranthene), 피렌(Pyrene), 벤조안트라센(Benz[a]anthracene), 벤조B플루오란텐(Benzo[b]fluoranthene), 벤조K플루오로란텐(Benzo[k]fluoranthene), 벤조에이피렌(Benzo[a]pyrene), 펜조페릴렌(Benzo[ghi]perylene) 및 인데노피렌(Indeno[1,2,3-cd]pyrene)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 미세먼지는 구체적으로 1 내지 14㎛의 직경을 가진 금속 또는 PAH 입자일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 푸코스테롤이 HaCaT 세포 또는 HDF 세포에서 미세먼지 자극에 의해 유도되는 산화적 스트레스(ROS), 세포 사멸, 세포 자살 (Apoptosis)를 억제하여 피부세포를 보호함을 확인하였다.
따라서 본 발명의 푸코스테롤은 미세먼지에 의해 유발되는 산화적 스트레스(ROS), 세포사멸, 세포자살을 억제하여 피부 세포를 보호할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, HaCaT 세포 또는 HDF 세포에서 미세먼지에 의해 유도되는 염증을 억제함을 확인하였다. 구체적으로 염증에 관여하는 PGE2 및 COX-2 를 감소시키고, 염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-1β 및 IL-6을 감소시킴을 확인하였으며, p65 및 p50의 세포질로부터 핵으로 전위를 억제함을 확인하였다. 또한, 염증반응에 중요한 역할을 하는 MAPK/ERK JNK pathway를 억제함을 확인하였다.
즉, 본 발명은 푸코스테롤이 미세먼지에 의해 유도되는 염증을 억제하여 피부세포를 보호함을 확인하였다.
따라서 본 발명의 푸코스테롤은 미세먼지에 의해 유발되는 염증을 억제하여 피부 세포를 보호할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 푸코스테롤이 피부세포에서 미세먼지에 의해 유발되는 주름 형성을 억제함을 확인하였다. 구체적으로 콜라겐분해효소, 엘라스테이스, MMP-1 및 MMP-2의 활성을 억제함을 확인하였다.
콜라겐분해효소 및 엘라스테이스(elastase)는 결합조직을 분해하는 프로테아제이고, MMP는 세포외기질 단백질을 분해할 수 있는 프로테아제 계열이다.
따라서 각질형성세포 또는 섬유모세포에서 콜라겐분해효소, 엘라스테이스 및 MMP의 활성을 감소시켜 피부 주름을 감소 또는 억제시킬 수 있다.
따라서 푸코스테롤이 미세먼지에 의해 유도되는 콜라겐분해효소, 엘라스테이스, MMP-1 및 MMP-2의 활성을 억제하며, 피부 주름 형성을 억제 또는 감소시킬 수 있다.
본 발명에서 “피부 보호”는 미세먼지에 의해 유도되는 피부 손상 억제, 피부 사멸 억제, 주름형성 억제 및 감소를 의미한다.
또한 본 발명의 실시예에서 푸코스테롤이 미세먼지에 의해 유도되는 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 소거(scavenging) 작용을 통해 피부보호 활성을 나타낼 수 있는 바, 미세먼지에 대한 피부보호 효과와 더불어, 항산화 효과도 가진다.
본 발명의 화장료 조성물의 유효성분으로서 상기 푸코스테롤(fucosterol) 뿐만 아니라 이의 화장품학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용될 수 있다. 유리산(free acid)에 의해 형성되는 산부가염 또는 염기에 의해 형성되는 금속염일 수 있다. 상기 유리산으로는 무기산과 유기산을 사용할 수 있다. 무기산으로는 염산, 황산, 브롬산, 아황산 또는 인산 등을 사용할 수 있고, 유기산으로는 구연산, 초산, 말레인산, 푸마산, 글루콘산, 메탄술폰산 등을 사용할 수 있다. 또한, 금속염으로는 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염, 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일실시예에서 3.125㎍/㎖ 내지 12.5㎍/㎖ 내지 농도로 푸코스테롤을 처리한 CPM-자극 HaCaT 세포(F-CPMHM)로부터의 전처리된 배지를 처리한 HDF 세포(D,E,F 그룹)은 처리 농도가 낮아 미세먼지에 의한 HDF 세포의 세포사를 억제하지 못하는 것으로 판단되며, 25㎍/㎖ 및 50㎍/㎖ 농도로 푸코스테롤을 처리한 CPM-자극 HaCaT 세포(F-CPMHM)로부터의 전처리된 배지를 처리한 HDF 세포(G, H그룹)의 경우, FST 처리에 의해 미세먼지로부터 세포를 보호하여 생존율이 C 그룹보다 증가했으며, 100㎍/㎖ 농도의 푸코스테롤을 처리한 I 그룹의 경우, 고농도의 FST가 독성을 보여 세포생존율이 감소한 것으로 판단된다.
즉, 푸코스테롤을 25 내지 50㎍/㎖농도로 처리한 CPM-자극 HaCaT 세포(F-CPMHM)로부터의 전처리된 배지를 처리한 HDF 세포에서 미세먼지에 의한 세포사멸을 억제하여 세포 생존율이 증가하고, 세포내 ROS 수준을 감소하였다.
따라서, 본 발명의 조성물은 20 내지 60 ㎍/㎖ 푸코스테롤(fucosterol)를 포함할 수 있으며, 구체적으로 50 ㎍/㎖를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 화장료 조성물은 상기 유효성분 이외에 통상적으로 허용되는 성분들을 제한없이 포함할 수 있으며, 예컨대 항산화제, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제, 그리고 담체를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 화장료 조성물은 용액, 외용연고, 크림, 폼, 영양화장수, 유연화장수, 팩, 유액, 메이크업베이스, 에센스, 액체 세정료, 입욕제, 선 스크린크림, 선오일, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클렌징, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션, 패치 및 스프레이로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 제형으로 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 “화장료 조성물”은 일반 피부 화장료에 배합되는 화장품학적으로 허용 가능한 담체를 1 종 이상 추가로 포함할 수 있으며, 통상의 성분으로 예를 들면 유분, 물, 계면활성제, 보습제, 저급 알콜, 증점제, 킬레이트제, 색소, 방부제, 향료 등을 적절히 배합할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 화장료 조성물에 포함되는 화장품학적으로 허용 가능한 담체는 제형에 따라 다양하다.
본 발명의 다른 양태로 푸코스테롤을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 의약외품 조성물을 제공한다.
본 발명에서 푸코스테롤, 미세먼지, 피부 보호에 관한 설명은 전술한 바와 같다.
본 발명에서 “의약외품”은 사람이나 동물의 질병을 진단, 치료, 개선, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용되는 물품들 중 의약품보다 작용이 경미한 물품들을 의미하는 것으로, 예를 들어 약사법에 따르면 의약외품이란 의약품의 용도로 사용되는 물품을 제외한 것으로, 사람ㆍ동물의 질병 치료나 예방에 쓰이는 섬유ㆍ고무 제품, 인체에 대한 작용이 경미하거나 직접 작용하지 않으며, 기구 또는 기계가 아닌 것과 이와 유사한 것, 감염병을 막기 위한 살균ㆍ살충제 등이 이에 포함된다.
본 발명의 의약외품 조성물의 종류나 제형은 특별히 제한되지 아니하나, 바람직하게는 소독 청결제, 샤워폼, 가그린, 물티슈, 세제 비누, 핸드 워시, 가습기 충진제, 마스크, 연고제 또는 필터 충진제 등일 수 있다.
본 발명의 조성물을 미세먼지에 대한 피부보호 목적으로 의약외품에 포함시킬 경우, 상기 조성물을 그대로 포함하여 사용하거나 다른 의약외품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합량은 사용 목적에 따라 적합하게 결정할 수 있으며, 본 발명에 의한 의약외품 조성물은 상기 푸코스테롤을 조성물 총 중량에 대하여 0.01~ 20 중량%로 함유할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태로 푸코스테롤(fucosterol)을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 피부외용제 조성물을 제공한다.
본 발명에서 푸코스테롤, 미세먼지, 피부 보호에 관한 설명은 전술한 바와 같다.
본 발명에 의한 피부외용제 조성물은, 예를 들어, 연고, 로션, 가용화상, 현탁액, 에멀젼, 크림, 젤, 스프레이, 파프제, 경고제, 패치제 또는 물파스 등을 들 수 있지만, 이들에만 한정되지 않고, 당업계에 주지된 어떠한 기제에도 배합될 수 있다. 본 발명에 의한 피부 외용제 조성물은 상기 푸코스테롤(fucosterol) 또는 이의 화장품학적으로 허용 가능한 염을 조성물 총 중량에 대하여 0.01 ~ 20 중량%로 함유할 수 있다.
본 발명은 푸코스테롤(fucosterol)을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 조성물에 관한 것으로, 사르가숨 빈데리(Sargassum binderi)에서 분리한 푸코스테롤(fucosterol)이 미세먼지에 의해 유도되는 산화적 스트레스 및 염증이 억제하고, 세포 사멸을 억제함을 확인하였으며, 콜라겐분해효소, 엘라스타제 및 MMP의 활성을 저해하여 주름형성을 억제함을 확인하였다.
따라서 본 발명의 푸코스테롤(fucosterol)을 미세먼지에 대한 피부 보호 용도로 화장품, 피부외용제, 의약외품 등에 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 중국에서 수집한 미세먼지(CPM)의 특성 분석결과이다. (A)는 미세먼지의 주사 전자 현미경(SEM) 사진이다. (B)는 원소 (금속) 조성, (C)는 입도 분포, (D)는 미세먼지의 다환 방향족 탄화수소 (PAH) 조성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 각질형성세포와 섬유모세포의 배양 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 CPM-자극 HaCaT 세포 및 전처리된 HaCaT 세포 배지 처리한 HDF 세포에서 산화적 스트레스 및 세포자멸사에 대한 푸코스테롤(FST)의 보호 효과를 나타낸 분석한 결과이다. 도 3a는 HaCaT 세포에 CPM-자극 및 푸코스테롤(FST) 처리 농도에 따른 세포내 ROS 생성 및 세포 생존률 변화를 분석한 결과이다. 도 3b는 HDF 세포에 CPM-자극 및 푸코스테롤(FST)를 전처리한 HaCaT 세포 배지를 처리한 후 세포내 ROS 생성 및 세포 생존률 변화를 분석한 결과이다. 도 3c는 도 3a의 HaCaT 및 도 3b의 HDF 세포에서 핵 형태를 분석한 결과로 화살표는 세포자멸사를 나타낸다. 분석결과는 3번의 독립적인 실험을 기반으로 한 평균 ±SD이다 (n = 3). *P<0.05 및 **P<0.01는 각각의 개별 실험에서 CPM-처리된 그룹의 값과 상당히 다른 값을 나타낸다.
도 4는 CPM-자극 HaCaT 세포 및 전처리된 HaCaT 세포 배지 처리한 HDF 세포에서 결합조직 분해를 감소시키는 것에 대한 푸코스테롤 (FST)의 효과를 분석한 결과이다. (A)는 콜라겐분해효소 및 엘라스타제 효소에 대한 푸코스테롤의 억제활성 분석을 나타낸다. (B)는 CPM-자극 HaCaT 세포에서 세포내 콜라겐분해효소 및 엘라스타제 활성에 대한 푸코스테롤의 효과를 나타낸다. (C)는 HDF 세포에서 세포내 콜라겐분해효소 및 엘라스타제 활성에 대한 전처리된 HaCaT 세포 배지의 효과를 나타낸다. CPM-자극 HaCaT 세포에서 MMP-1 및 MMP-2 수준에 대한 푸코스테롤의 효과(D) 및 통합 HDF 세포에서 MMP-1 및 MMP-2 수준에 대한 전처리된 HaCaT 세포 배지의 효과(E)에 대한 ELISA 결과이다. 분석결과는 3개의 독립적인 시험에 의해 확인하였으며, 평균 ±SD 나타냈다. *P<0.05 및 **P<0.01는 각각의 개별 실험에서 CPM-처리된 그룹의 값과 상당히 다른 값을 나타낸다.
도 5는 CPM-자극 HaCaT 세포 및 전처리된 HaCaT 세포 배지-처리된 HDF 세포에서 염증 반응 감소에 대한 푸코스테롤(FST)의 효과를 분석한 결과이다. (A)는 PGE2 및 COX-2, (B) TNF-α, IL-1β 및 IL-6을 포함한 전-염증성 사이토카인을 나타낸다, (C)는 NF-κB-p65의 인산화 및 핵 전위를 나타낸다. 그리고 (D)는 p38 MAPK, Erk1/2 및 JNK의 인산화의 수준에 대한 푸코스테롤-처리된 CPM-자극 HaCaT 세포의 분석을 나타낸다. 분석결과는 3개의 독립적인 시험에 의해 확인하였으며, 평균 ±SD 나타냈다. *P<0.05 및 **P<0.01는 각각의 개별 실험에서 CPM-처리된 그룹의 값과 상당히 다른 값을 나타낸다.
도 6은 HDF 세포에서 염증 반응 억제에 대한 전처리된 HaCaT 세포 배지에서 푸코스테롤 처리의 효과를 분석한 결과이다. (A)는 PGE2 및 COX-2 수준을 나타내고, (B)는 TNF-α, IL-1β 및 IL-6을 포함한 전-염증성 사이토카인을 나타내고, (C)는 NF-κB-p65의 인산화 및 핵 전위를 나타내고, 그리고 (D)는 p38 MAPK, Erk1/2 및 JNK의 인산화의 수준에 대한 HaCaT 세포 배지 통합 HDF 세포의 분석을 나타낸다. 결과의 3개의 독립적인 시험에 의해 확인하였으며, 평균 ±SD 나타냈다. *P<0.05 및 **P<0.01는 각각의 개별 실험에서 CPM-처리된 그룹의 값과 상당히 다른 값을 나타낸다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<재료 및 방법>
1. 세포 및 시약 준비
중국의 베이징에서 수집한 미세먼지(CPM)인 도시 에어로졸(CRM No. 28)을 일본 이바라키 환경 연구소 (National Institute for Environmental Studies)에서 에서 구입하였다. 아크리딘 오렌지, 에티디움 브로마이드, 3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸륨 브로마이드(MTT), 및 2', 7'-디클로로디하이드로플루오레세인 디아세테이트(DCFH2-DA)는 시그마-알드리히사(Sigma-Aldrich Corp, 미국 미주리주 세인트루이스)에서 구입하였다. HaCaT 각질형성세포(keratinocyte) 및 인간 피부 섬유모세포(human dermal fibroblasts, HDF)는 한국 세포주 은행(KCLB, 대한민국 서울)에서 구입하였다. DMEM 배지 (Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium), 햄스(Ham’s) F12 영양 혼합물, 소태아혈청(FBS) 및 항생제(페니실린 및 스트렙토마이신)는 서모 피셔 사이언티픽(Thermo Fisher Scientific, 미국 매사추세츠주 월섬)에서 구입하였다. 웨스턴 블롯 분석을 위한 항체는 산타 크루즈 바이오테크놀로지 (Santa Cruz Biotechnology, 미국 텍사스 달라스)로부터 구입하였다. 사이토카인 키트는 R & D Systems (미국 미네소타주 미니애폴리스), 서모피셔 사이언티픽 (미국 매사추세츠주 월섬), 인비트로겐(Invitrogen) (미국 캘리포니아주 칼즈배드) 및 벡톤 딕킨슨 앤드 컴퍼니(Becton Dickinson & Co., 미국 뉴저지주 프랭클린 레이크스)에서 구입하였다.
2. 미세먼지(CPM)의 특성 분석
중국의 베이징에서 수집한 미세먼지(CPM)의 조성 및 크기를 분석하였다. CPM의 주사 전자 현미경 사진은 JSM-6700F 전계방출 현미경 (JEOL, 일본 도쿄)을 사용하여 촬영하였다.
3. 사르가숨 빈데리( Sargassum binderi )에서 푸코스테롤의 분리
2018년 1월에 스리랑카의 히카두와 지역에서 사르가숨 빈데리(Sargassum binderi)를 수집하였다. 사르가숨 빈데리(Sargassum binderi) 분말을 70% 에탄올로 추출하고 에탄올을 증발시켜 조 추출물을 수득하였다. 상기 조 추출물을 물에 현탁시키고 헥산으로 분획하였다. 헥산 분획물을 2번의 연속 실리카 오픈 컬럼 및 분취용 박층 크로마토그래피(preparative thin-layer chromatography)로 추가 정제하여 푸코스테롤(fucosterol)을 수득하였다.
수득한 푸코스테롤은 GC-MS/MS (Shimadzu GCMS-TQ8040 시스템, 일본 교토) 및 NMR (JNM-ECX400, JEOL, 일본)을 이용하여 구조를 분석하였다.
4. 엘라스테이스(elastase) 및 콜라겐분해효소 억제효과 평가
다음으로 분리한 푸코스테롤(fucosterol, FST)의 엘라스테이스 및 콜라겐분해 효소 억제효과를 평가하였다. 돼지 췌장 유래 엘라스테이스(elastase) 및 클로스트리디움 히스토리티쿰(Clostridium histolyticum) 유래 콜라겐분해효소를 분석에 사용하였다. 효소 기질로는 N-숙시닐-Ala-Ala-Ala-p-니트로아닐리드 및 아조 염료-함침 콜라겐을 각각 사용하였다. 각 기질과 33.33㎍/㎖, 66.67㎍/㎖ 및 133.33㎍/㎖의 상이한 농도의 푸코스테롤(FST)을 포함하는 혼합물을 최적의 온도에서 특정 기간 동안 각각의 효소와 함께 배양하고 흡광도를 측정하였다. 각 효소의 억제율(%)은 배양 전(대조군)과 배양 후 샘플에 측정된 흡광도의 차이를 이용하여 수학식 1과 같이 계산하였다. 모든 데이터 값은 양성대조군인 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG, 66.7㎍/㎖)와 비교하였다.
Figure pat00002
5. 세포주
HDF(인간피부 섬유모세포) 및 HaCaT(인간 각질형성세포)는 ATCC (ATCC, Rockville, MD, USA)로부터 구입하였다. HaCaT(인간 각질형성세포)는 10% FBS, 및 1% 페니실린 및 스트렙토마이신이 첨가된 DMEM 배지를 이용하여 37℃, 5% 이산화탄소의 습도환경에서 배양하였다. HDF(인간피부 섬유모세포)는 상기 10% FBS, 및 1% 페니실린 및 스트렙토마이신이 첨가된 DMEM 배양배지에 Ham’s F12 영양소 혼합물을 1/3의 비율(v/v)로 혼합한 배지로 배양하였다. 각 세포를 주기적으로 계대 배양하고 대수기(exponential growth) 세포를 실험에 사용하였다.
6. HaCaT 및 HDF 세포의 배양
중국에서 수집한 미세먼지(CPM) 및 푸코스테롤의 용량과 처리시간에 따른 세포 반응을 분석하기 위해 도 2의 각질형성세포와 섬유모세포의 변형된 배양 시스템을 이용하여 분석을 수행하였다. 푸코스테롤 샘플은 DMSO(80㎎/㎖)에 용해시켜 유화시키고 PBS로 희석하여 제조하였다. CPM은 DMEM 배지에 현탁 시켜 사용하였다.
각질형성세포(HaCaT)는 CPM 또는/및 푸코스테롤으로 전처리(preconditioned) 하였다. 각질형성세포 전처리된 배지를 사용하여 섬유모세포(HDF)를 자극하였다. 지정된 배양기간 후에 배양 배지 및 세포를 회수하여 분자 매개체의 수준을 분석하였다.
구체적으로, HaCaT 세포를 1 × 105 세포/㎖의 농도로 접종하고 24 시간 동안 배양하였다. 이어서, 세포를 3.125 내지 100㎍/㎖ 농도의 푸코스테롤로 처리하였다. 1 시간 후, 세포에 중국에서 수집한 미세먼지(CPM)를 125㎍/㎖로 처리하고 30분 동안 배양하였다. 그 후 세포를 새로운 배양 배지로 2회 세척하여 CPM을 제거하고 새로운 배지로 교체하여 24시간 동안 배양하였다. 배양 24 시간 후, 세포 배지를 수집 및 여과하고 추후 사용까지 -80℃에서 저장하였다.
한편, HDF 세포를 웰 플레이트에 1 × 105 세포/㎖의 농도로 접종하고 24 시간 동안 배양하였다. 해당하는 HaCaT 세포 처리 그룹에서 수집한 전처리된 배지를 HDF 세포로 처리하고 30분 동안 배양하였다. 그 다음, 웰을 비우고 새로운 배양 배지로 2회 세척하여 남아있는 전처리된 배지를 제거하고 새로운 배양 배지로 교체하였다. 그 다음 자극된 HDF 세포를 48 시간 동안 배양하였다. 이후, MMPs 및 염증성 사이토카인을 평가하기 위해 세포 배지를 수집하였다.
7. 세포 생존력 및 ROS 생성 억제 효과 분석
7.1. 세포 생존력 분석
세포의 생존력은 MTT 비색 분석으로 평가하였다. 세포에 샘플을 처리하고 24 시간 배양한 후, MTT를 웰에 첨가하고 3시간 동안 배양하였다. 포르마잔 결정을 DMSO에 용해시킨 후 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.
7.2. ROS 생성 억제 효과 분석
디클로로-디하이드로-플루오레신 다이아세테이트(DCFH-DA) 분석을 이용하여 세포 내 ROS 소거능을 측정하였다. 세포 내 ROS를 측정하기 위해, 각 샘플을 세포에 처리 후 2 시간 배양한 후, 웰에 DCFH-DA를 첨가하였다. 배양 10분 후, 485㎚의 여기 파장(excitation wavelength) 및 530㎚의 방출 파장에서 형광을 측정하였다.
8. 핵 형태의 평가
중국에서 수집한 미세먼지(CPM) 및 푸코스테롤 처리에 따른 세포의 핵 형태 변화를 분석하였다. CPM 또는/및 푸코스테롤를 처리한 후 HaCaT 세포와 상기 HaCaT 세포에서 분리한 전처리 배지로 자극한 HDF 세포에 10㎍/㎖의 아크리딘 오렌지 및 에티디움 브로마이드 염색시약을 첨가하며 10분간 배양하였다. 형광 이미지는 CoolSNAPPro 디지털 카메라가 장착된 형광 현미경을 사용하여 촬영되었다.
9. 웨스턴 블롯 분석
일부 주요 분자 매개체의 수준을 평가하기 위해 웨스턴 블롯 분석을 수행하였다. COX-2(cyclooxygenase)의 수준을 분석하기 위해, 샘플 처리 후 24시간 배양한 세포를 수집하였고, MAPK(mitogen-activated protein kinases) 및 NF-κB(nuclear factor-kappaB) 경로의 상류 분자 매개체의 분석을 위해, 자극 25분 후에 세포를 수집하였다.
10. 세포 콜라겐분해효소 및 엘라스테이스(elastase) 활성 및 MMP 수준의 분석
각각의 처리 그룹으로부터 수집된 세포를 PBS로 세척하고, 용해시킨 후 4℃에서 20분 동안 40,000 × g로 원심 분리하였다. 정량 후 단백질 수준을 표준화 한 상층액을 각질형성세포와 섬유모세포 효소 용액으로 사용하였다. 엘라스테이스(elastase) 및 콜라겐분해효소 활성은 합성 기질 아조염료-함침 콜라겐 및 N-숙시닐-Ala-Ala-Ala-p-니트로아닐리드를 각각 사용하여 측정하였다.
각 처리 그룹으로부터 수집된 배양 배지를 프로스타글란딘 E2(PGE2) 염증성 사이토카인(TNF-α, IL-1β 및 IL-6) 및 MMPs(Matrix Metalloproteinases)의 단백질 수준을 ELISA를 이용하여 분석하였다.
폴드(fold) 유도는 수학식 2를 이용하여 계산하였다.
Figure pat00003
11. 통계 분석
모든 데이터 값은 최소 3회의 독립적인 실험을 기준으로 평균 ± 표준 편차(SD)로 표시하였다. P<0.05 "*" 및 P<0.01"**"에서 던칸의 다중검정 (Duncan’s multiple range test, DMRT)을 이용한 일원 분산 분석 (one-way ANOVA)을 통해 데이터 간의 유의한 차이를 얻었다. 통계 분석은 IBM SPSS Statistics v. 20 소프트웨어를 이용하였다.
<결과>
실시예1. 미세먼지(CPM)의 특성 분석 결과
미세먼지의 크기와 화학 조성은 건강에 미치는 영향을 이해하는 데 필수적이다. 도 1은 중국 베이징에서 수집한 미세먼지(CPM)의 입자 크기 및 구성을 분석한 결과이다. 도 1을 참고하면, 미세먼지는 1 내지 14㎛의 직경을 가진 금속 또는 PAH 입자로 구성되어있으며, 구체적으로 도 1(C)과 같이 대부분의 CPM 입자는 5㎛ 미만의 직경을 가짐을 확인하였다.
구성성분 분석결과, 도 1(B)를 참조하면 CPM의 주요금속 원소는 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 칼륨(K) 및 나트륨(Na)이다. 또한, 납(Pb, 403.0 ± 32.0 ppm), 비소(As, 90.2 ± 10.7 ppm) 및 카드뮴(Cd, 5.6 ± 0.4 ppm)와 같은 독성 중금속은 포함되어 있음을 확인하였다. PM의 미량 금속은 히드록시와 같은 자유 라디칼의 생성에 기여함으로써 조직 염증에 영향을 미친다. 이론적으로, 금속이 산화환원 작용을 하고 화학반응을 유도하거나 촉진하여 자유 라디칼 생성을 유도한다.
또한, 도 1(D)를 참조같이 플루오란테인(Fluoranthene), 피렌(Pyrene), 벤조안트라센(Benz[a]anthracene), 벤조B플루오란텐(Benzo[b]fluoranthene), 벤조K플루오로란텐(Benzo[k]fluoranthene), 벤조에이피렌(Benzo[a]pyrene), 펜조페릴렌(Benzo[ghi]perylene) 및 인데노피렌(Indeno[1,2,3-cd]pyrene)의 다환방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)을 포함함을 확인하였다. 유기 물질의 불완전 연소 또는 열분해에 의해 생성된 PAH는 세포 독성, 내분비 교란 및 돌연변이 유발 효과를 야기하는 미세먼지의 주요 성분이다. 저용량에서 PAH는 산화적 스트레스를 증가시키고 염증을 유발할 수 있다.
실시예2. 미세먼지 자극에 대한 푸코스테롤의 세포 보호 효과
미세먼지 자극에 의해 유도되는 세포 손상에 대한 푸코스테롤의 보호효과를 확인하기 위해 HaCaT 세포 및 HDF 세포에서 ROS 생성 억제 효과, 세포생존율 변화 및 세포사멸체 형성(apoptotic body) 억제 효과를 분석하였다.
ROS는 세포 신호전달 경로의 중요한 매개자이지만, 과도한 생산 및 제어되지 않은 ROS 조절은 유해한 영향을 초래한다. 도 3a에 참조하면, 미세먼지(CPM) 자극에 의해 HaCaT 세포(처리 그룹 2)의 세포내 ROS 수준 증가하였으며, 세포 생존력을 감소하였다.
처리그룹 3 내지 8에서 푸코스테롤 처리 농도가 3.125㎍/㎖ 에서 100㎍/㎖ 증가함에 따라, 세포내 ROS 수준은 감소되고, 세포 생존력은 증가하였다.
또한, 도 3b을 참조하면, HaCaT 세포(자극되지 않은)로 전처리된 배지(처리 그룹 1)를 처리한 HDF 세포(처리그룹 B)에서 무처리 세포(처리그룹 A)와 비교하여 생존률이 증가함을 확인하였다. 반면, CPM-자극 HaCaT 전처리된 배지(CPMHM, 처리 그룹2)를 처리한 HDF 세포(처리 그룹C)는 세포 생존율이 감소하고, 세포내 ROS 수준을 증가하였다.
도 3b를 참조하면, 3.125㎍/㎖ 내지 12.5㎍/㎖ 내지 농도로 푸코스테롤을 처리한 CPM-자극 HaCaT 세포(F-CPMHM)로부터의 전처리된 배지를 처리한 HDF 세포(D,E,F 그룹)은 처리 농도가 낮아 미세먼지에 의한 HDF 세포의 세포사를 억제하지 못하는 것으로 판단되며, 25㎍/㎖ 및 50㎍/㎖ 농도로 푸코스테롤을 처리한 CPM-자극 HaCaT 세포(F-CPMHM)로부터의 전처리된 배지를 처리한 HDF 세포(G, H그룹)의 경우, FST 처리에 의해 미세먼지로부터 세포를 보호하여 생존율이 C 그룹보다 증가했으며, 100㎍/㎖ 농도의 푸코스테롤을 처리한 I 그룹의 경우, 고농도의 FST가 독성을 보여 세포생존율이 감소한 것으로 판단된다.
즉, 푸코스테롤을 25 내지 50 ㎍/㎖농도로 처리한 CPM-자극 HaCaT 세포(F-CPMHM)로부터의 전처리된 배지를 처리한 HDF 세포에서 미세먼지에 의한 세포사멸을 억제하여 세포 생존율이 증가하고, 세포내 ROS 수준을 감소하였다.
도 3c의 핵 이중 염색을 토한 핵 형태 분석결과, CPM은 생존 세포를 나타내는 대조 그룹에서 녹색 핵에 비해 단편화된 주황색 및 녹색 핵으로 표시된 HaCaT 각질형성세포에서 세포사멸체 형성(apoptotic body) (초기 및 후기 세포자멸사 단계)를 증가시켰다. 푸코스테롤은 미세먼지(CPM) 처리된 HaCaT 세포에서 세포사멸체를 농도 의존적으로 감소시켰다.
또한, 자극되지 않은 HDF 세포와 비교하여, 전처리된 HaCaT 세포 배지가 HDF 세포에 처리시 세포의 밀도 증가가 관찰되었다. 핵 형태의 분석 결과, 미세먼지(CPM)는 HaCaT 세포에서 세포사멸체 형성을 유도하였으나 HaCaT 세포 배지가 처리된 섬유모세포 중 어느 것도 세포자멸사를 나타내지 않았다.
상기 결과에서 전처리된 HaCaT 세포 배지의 처리에 의해 HDF 세포의 증식이 약간 증가되었다. 이는 특정 스트레스 조건 하에서 섬유모세포의 보호효과 때문일 수 있다.
실시예3. 푸코스테롤의 미세먼지 유발 주름형성 억제효과
실시예3 내지 실시예 5에서 푸코스테롤 처리 농도를 12.5㎍/㎖(처리그룹 3), 25㎍/㎖(처리그룹 4) 및 50㎍/㎖(처리그룹 5)로 사용하였으며, 각각의 전처리 HaCaT 세포 배양 배지로 처리한 HDF 세포를 각 처리그룹 D, E, F로 표기하였다(도 4 내지 6).
미세먼지에 의해 유발되는 주름 형성 억제효과를 확인하고자, 콜라겐분해효소, 엘라스테이스(elastase) 및 MMP(matrix metalloproteinases)에 대한 푸코스테롤의 억제 효과를 확인하였다.
콜라겐분해효소 및 엘라스테이스(elastase)는 결합조직을 분해하는 프로테아제이다. 각질형성세포 또는 섬유모세포에서 콜라겐분해효소 및 엘라스테이스(elastase)의 활성을 감소시키는 것을 피부 주름을 감소 또는 억제시키는데 효과적이다.
도 4A를 참조하면, 기질에 콜라겐분해효소 또는 엘라스테이스만 처리된 경우(억제율 0%)와 비교하여 푸코스테롤은 처리한 경우, 기질의 분해를 농도 의존적으로 억제되었다. 그러나, 푸코스테롤의 콜라겐분해효소 또는 엘라스테이스 억제 효과는 양성 대조군 에피갈로카테킨-3-갈레이트 (EGCG)의 억제 효과와 비교하여 더 강하지 않았다.
그 다음, 푸코스테롤 또는/및 미세먼지(CPM)을 처리 유무에 따른 세포내 콜라겐분해효소 또는 엘라스테이스 억제 활성을 분석하였다.
HaCaT 세포에 푸코스테롤 또는/및 미세먼지(CPM)를 처리하고(도 4의 처리그룹1 내지 5), 푸코스테롤 또는/및 미세먼지(CPM) 전처리한 HaCaT 세포의 배양 배지를 HDF 세포(도 4의 처리그룹 A 내지 F)에 처리한 후, 세포의 용해물을 사용하여 각 효소의 활성을 평가하였다.
미세먼지 처리는 HaCaT 세포에서 콜라겐분해효소 및 엘라스테이스(elastase) 활성을 증가시켰으나(도 4B), 푸코스테롤 처리 농도에 의존적으로 콜라겐분해효소 및 엘라스테이스(elastase) 활성이 감소되었다. 푸코스테롤 또는/및 미세먼지(CPM) 전처리한 HaCaT 세포의 배양 배지를 처리한 HDF 세포에서 미세먼지를 전처리한 처리그룹 2의 배지를 처리한 처리그룹 C에서 콜라겐분해효소과 엘라스테이스(elastase) 활성이 증가하였다(도 4C). 그러나, 콜라겐분해효소 및 엘라스테이스(elastase) 활성 모두는 푸코스테롤을 전처리한 HCF 세포(도 4의 처리 그룹 D 내지 F)에서 그룹 C와 비교하여 감소하는 것을 확인하였다.
MMP(matrix metalloproteinases)는 세포외기질 단백질을 분해할 수 있는 프로테아제 계열이다. 도 4D를 참조하면, CPM 자극 후 (도 4의 처리그룹 C) HaCaT 각질형성세포에서 MMP-1 및 MMP-2 수준이 증가하였고, 푸코스테롤 처리에 따라 농도 의존적으로 감소하였다(도 4의 처리그룹 D 내지 F). 이와 유사하게, CPM 자극 전처리한 HaCaT 세포 배양 배지로 처리한 HCF 세포(도 4의 처리 그룹 C)에서, 처리되지 않은 HDF 세포(도 4의 처리그룹 A)보다 MMP-1 및 MMP-2 수준이 증가하였으며, 구체적으로 MMP-1는 약 5배, MMP-2는 약 3배 증가하였다. 또한, 푸코스테롤 처리에 따라 MMP-1 및 MMP-2 수준이 농도 의존적으로 감소하였다(도 4E).
따라서, 푸코스테롤이 피부세포에서 미세먼지에 의해 유발되는 콜라겐분해효소, 엘라스테이스, MMP-1 및 MMP-2의 활성을 억제함을 확인하였는바, 푸코스테롤은 미세먼지에 의한 주름 형성을 억제 또는 감소시킬 수 있다.
실시예4. HaCaT 세포에서 푸코스테롤의 항염증 효과
염증반응이 MMP(matrix metalloproteinases) 발현을 유도하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, COX-2, PGE2, 전-염증성 사이토카인(TNF-α, IL-1β 및 IL-6), MAPK 및 NF-κB 경로 단백질을 포함하는 상류 조절 요소의 주요 염증성 분자 매개체의 발현 수준을 분석하였다.
피부 염증 반응은 결합조직 분해를 통해 주름을 악화시키는 것으로 알려져 있다. 미세먼지(CPM) 처리한 HaCaT 세포에서 COX-2 및 PGE2 수준을 증가시켰다(도 5A, 처리그룹 2). 또한 전-염증성 사이토카인인 TNF-α 및 IL-6의 수준을 증가시켰다(도 5B). TNF-α의 증가는 대조 그룹 수준(도 5의 처리그룹 1)에 비해 8배 높았으며, 푸코스테롤 처리에 농도 의존적으로 TNF-α 및 IL-6의 발현이 감소하였다. 또한, 미세먼지(CPM)에 의한 자극은 HaCaT 세포에서 NF-κB-p65의 핵 전위(도 5C)와 p38 MAPK, Erk1/2 및 JNK의 인산화(도 5D)를 증가시켰다. 푸코스테롤 처리는 p38 MAPK, Erk1/2 및 JNK의 인산화 및 NF-κB-p65의 핵 전위를 농도-의존적으로 감소시켜 대조 그룹(도 5의 처리그룹 1)의 수준과 거의 유사한 수준을 감소시켰다.
즉, 푸코스테롤이 HaCaT 세포에서 미세먼지에 의해 유도되는 염증을 억제함을 확인하였다.
실시예5. HDF 세포에서 염증 억제 효과
피부 조직에서, 자극된 표피 각질형성세포에 의해 생성된 신호전달 분자는 미세환경에서 피부 섬유모세포에 영향을 미칠 수 있다.
미세먼지(CPM) 처리한 HaCaT 세포의 배지를 처리한 HDF 세포(도 6의 처리그룹 C)에서 PGE2, COX-2 수준을 증가하였고(도 6A), 전-염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-1β 및 IL-6을 수준을 증가하였다(도 6B). 또한, 도 6의 처리그룹 C의 HDF 세포에서 p65 및 p50의 세포질로부터 핵으로 전위가 증가하였다(도 6C). 처리그룹 C의 HDF 세포에서 측정된 IL-6의 수준은 자극되지 않은 HDF 세포(처리그룹 A)의 수준에 비해 30배 더 높았다. 푸코스테롤을 전처리한 그룹(처리그룹 D 내지 F)의 HDF 세포에 처리그룹 C에서 증가한 염증 마커의 발현 수준이 감소하였다. 또한, 염증 마커의 발현 수준은 푸코스테롤 전처리 농도 의존적으로 감소하였다.
CPM-자극 전처리된 HaCaT 세포배지를 처리한 HDF 세포(처리그룹 C)에서 p38 MAPK, Erk1/2 및 JNK의 인산화를 증가하였다(도 6D). 그러나, p38 MAPK 및 Erk1/2의 인산화 수준의 경우, CPM-자극 또는 푸코스테롤 처리와 관계없이 HaCaT 세포 배양배지를 처리할 경우(처리군 B 내지 F) HDF 세포에서 유사한 인산화 수준이 관찰되었다. 반면, JNK 인산화 수준은 CPM-자극에 전처리에 의해 HDF 세포(도 6의 처리그룹 C)에서 증가하였으며, 푸코스테롤 전처리 농도 의존적으로 JNK 인산화 수준이 감소하였다. 즉, 푸코스테롤이 HDF 세포에서 미세먼지에 의해 유도되는 염증을 억제함을 확인하였다.

Claims (5)

  1. 푸코스테롤(fucosterol)을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 화장료 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 푸코스테롤(fucosterol)은 사르가숨 빈데리(Sargassum binderi)에서 분리된 것인,
    화장료 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 미세먼지는 플루오란테인(Fluoranthene), 피렌(Pyrene), 벤조안트라센(Benz[a]anthracene), 벤조B플루오란텐(Benzo[b]fluoranthene), 벤조K플루오로란텐(Benzo[k]fluoranthene), 벤조에이피렌(Benzo[a]pyrene), 펜조페릴렌(Benzo[ghi]perylene) 및 인데노피렌(Indeno[1,2,3-cd]pyrene)로 이루어진 다환방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs) 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인,
    화장료 조성물.
  4. 푸코스테롤(fucosterol)을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 의약외품 조성물.
  5. 푸코스테롤(fucosterol)을 유효성분으로 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 피부외용제 조성물.
KR1020200059785A 2019-11-07 2020-05-19 푸코스테롤을 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 조성물 KR102277577B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20190141760 2019-11-07
KR1020190141760 2019-11-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210055576A true KR20210055576A (ko) 2021-05-17
KR102277577B1 KR102277577B1 (ko) 2021-07-15

Family

ID=76158146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200059785A KR102277577B1 (ko) 2019-11-07 2020-05-19 푸코스테롤을 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102277577B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140131100A (ko) * 2013-05-03 2014-11-12 경희대학교 산학협력단 푸코스테롤을 포함하는 피부 주름 개선 식품, 의약품 및 화장품, 의약품 및 화장품의 조성물
KR101653755B1 (ko) 2016-01-06 2016-09-02 주식회사 씨앤피코스메틱스 미세먼지 차단용 화장료 조성물
KR20180065789A (ko) * 2016-12-08 2018-06-18 (주)진셀팜 부레옥잠 추출물을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140131100A (ko) * 2013-05-03 2014-11-12 경희대학교 산학협력단 푸코스테롤을 포함하는 피부 주름 개선 식품, 의약품 및 화장품, 의약품 및 화장품의 조성물
KR101653755B1 (ko) 2016-01-06 2016-09-02 주식회사 씨앤피코스메틱스 미세먼지 차단용 화장료 조성물
KR20180065789A (ko) * 2016-12-08 2018-06-18 (주)진셀팜 부레옥잠 추출물을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Environmental Research, Vol.172, pp.150-158(2019.02.12).* *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102277577B1 (ko) 2021-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gülçin et al. Antioxidant activity of lignans from fringe tree (Chionanthus virginicus L.)
Bae et al. (−) Epigallocatechin gallate hampers collagen destruction and collagenase activation in ultraviolet-B-irradiated human dermal fibroblasts: involvement of mitogen-activated protein kinase
Singh et al. Evaluation of antioxidant potential of ethyl acetate extract/fractions of Acacia auriculiformis A. Cunn
Ahmad et al. Antioxidant, radical-scavenging, anti-inflammatory, cytotoxic and antibacterial activities of methanolic extracts of some Hedyotis species
Lee et al. Isolation of chebulic acid from Terminalia chebula Retz. and its antioxidant effect in isolated rat hepatocytes
Gao et al. Free radical scavenging and antioxidant activities of flavonoids extracted from the radix of Scutellaria baicalensis Georgi
Di Sotto et al. Inhibition by β-caryophyllene of ethyl methanesulfonate-induced clastogenicity in cultured human lymphocytes
Fouad et al. Coenzyme Q10 counteracts testicular injury induced by sodium arsenite in rats
Svobodová et al. Lonicera caerulea and Vaccinium myrtillus fruit polyphenols protect HaCaT keratinocytes against UVB-induced phototoxic stress and DNA damage
Kang et al. Antioxidant and skin anti-aging effects of marigold methanol extract
EP3380201B1 (en) Anti-pollution complex comprising oily and aqueous calendula extracts and an aqueous extract of lilium candidum bulb and uses thereof
Jitsanong et al. Diarylheptanoid 7-(3, 4 dihydroxyphenyl)-5-hydroxy-1-phenyl-(1E)-1-heptene from Curcuma comosa Roxb. protects retinal pigment epithelial cells against oxidative stress-induced cell death
Khunkitti et al. In vitro bioactivities of clove buds oil (Eugenia caryophyllata) and its effect on dermal fibroblast
CN111588660A (zh) 包含印度苦楝树叶提取物的化妆料组合物
Shanuja et al. Marine fungal DHICA as a UVB protectant: Assessment under in vitro and in vivo conditions
JP6077560B2 (ja) シロバナシマカンギク抽出物を含有する皮膚外用剤組成物
KR102277577B1 (ko) 푸코스테롤을 포함하는 미세먼지에 대한 피부 보호용 조성물
KR20150067015A (ko) 브룸 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화, 미백 및 알러지 개선용 화장료 조성물
EP3675812A1 (en) Anti-pollution compositions containing bacillus coagulans
KR101656928B1 (ko) 끈끈이여뀌 추출물을 유효성분으로 함유하는 광노화 방지 및 피부주름개선을 위한 조성물
Abotorabi et al. Jujube and green tea extracts protect human fibroblast cells against UVB-mediated photo damage and MMP-2 and MMP-9 production
Uchino et al. Potent protecting effects of catuaba (Anemopaegma mirandum) extracts against hydroperoxide-induced cytotoxicity
KR101927080B1 (ko) 보름달 물해파리의 추출 방법 및 이에 의하여 추출된 보름달물해파리 추출물을 함유하는 수면팩 조성물
CN114630650B (zh) 植物活性物及其防污染效果
da Silva Fernandes et al. Evaluation of the acute toxicity, phototoxicity and embryotoxicity of a residual aqueous fraction from extract of the Antarctic moss Sanionia uncinata

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
AMND Amendment
AMND Amendment
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)