KR20230087281A - 참마에서 분리된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물 - Google Patents
참마에서 분리된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 참마(Dioscorea Japonica Thunb.)로부터 분리된 엑소좀을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물에 관한 것으로, 탁월한 주름 개선 및 피부 보습 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 참마에서 분리된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물에 관한 것이다.
세포는 다양한 크기의 지질 이중 막에 싸여 세포외 소낭(Extracellular vesicles, EVs)를 분비하는 것으로 알려져 있으며, 세포외 소낭은 크기에 따라 마이크로소낭(Micro vesicles), 세포자멸체(Apoptotic body), 엑소좀(Exosomes) 등으로 분류된다. 그 중에서도 엑소좀은 생물 유래 세포들에서 분비되는 생체 나노입자(대략 지름 30-200nm)로, 원형 이중 지질막 구조물로 이루어져 있으며 근접 세포 또는 생체 내 순환을 통하여 장거리 세포간 신호를 전달하는 신호전달 매개체이다.
엑소좀은 유전물질인 mRNA와 miRNA, 단백질, 지방, 대사물질 같은 다양한 생물학적 정보를 함유하고 있으며, 이러한 물질을 타깃 세포로 전달하여 세포기능 조절에 기여한다. 세포는 특정 메시지를 엑소좀 형태로 분비하고 엑소좀의 표면 Marker나 크기 등에 의해 특정 세포의 것으로 식별하는 것으로 알려져 있으며 기존 다른 종류의 입자들보다 높은 생체 적합성과 체내 안정성을 가진다.
엑소좀은 대부분의 인간을 포함한 포유류의 혈액, 소변, 타액 및 세포 배양액을 포함하는 모든 생물학적 유체에서 발견되었을 뿐 아니라 식물도 엑소좀(미세소낭)을 생성하는 것으로 알려져 있다. 식물 유래 엑소좀은 포유류 유래 엑소좀에 비해 그 연구는 미미하지만 이를 다양한 분야에서 활용하고자 하는 연구가 진행되고 있다.
참마(Dioscorea Japonica Thunb.)는 마속 식물(Dioscorea species)은 마과(Dioscoreaceae)에 속하는 덩굴성 여러해살이 풀로 한국, 중국, 일본 등에 걸쳐 널리 분포하는 아열대성 식물이다. 주로 지하부가 식용 또는 약용으로 사용되며 뿌리줄길의 주피를 벗겨 그대로 또는 쪄서 말린 것을 산약(山藥)이라 하여 예로부터 자양, 강장, 지사, 건비, 거담의 목적으로 널리 사용되어 왔다. 주요 성분으로는 전분(10~15%), 점액성 당단백질 외에도 약리활성을 나타내는 사포닌(saponin), 알란토인(allantoin), 바타타신(batatasin), 콜린(choline) 등을 함유하고 있으며 최근의 연구에 의하면 마속에서 분리한 성분들이 항암, 항염, 항진균 및 혈당 강하에도 효과가 있는 것으로 보고되었다.
한편, 한국등록특허 제10-2008665호는 사포게닌과 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 조성물을 개시하고, 한국등록특허 제10-1663912호는 줄기세포로부터 추출된 엑소좀을 함유하는 피부 미백, 주름개선 또는 재생용 화장료 조성물을 개시한다. 또한, 한국등록특허 제10-2125567호는 식물 엑소좀의 대량 생산 방법을 개시하고, 한국등록특허 제10-2109327호는 황칠나무 유래의 세포 외 베지클을 유효성분으로 포함하는 미백용 화장료 조성물을 개시한다. 하지만, 종래의 선행기술에는 참마로부터 분리된 엑소좀을 함유하는 화장료 조성물에 대한 개시가 없다.
이에, 본 발명자들은 이제까지 알려지지 않은 여러 천연물에 있어서 화장품으로부터 응용 가능성을 연구한 결과, 참마에서 분리된 엑소좀을 함유하여 피부 주름 개선 및 보습 효능에 탁월한 화장료 조성물로서 효능을 기대할 수 있다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 참마(Dioscorea Japonica Thunb.)에서 분리된 엑소좀을 유효성분으로 함유하는 피부 주름 개선 및 보습 효능이 뛰어난 화장료 조성물을 제공하고자 한다.
상기한 과제는 참마(Dioscorea Japonica Thunb.)에서 분리된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 피부 주름 개선용 또는 피부 보습용 화장료 조성물에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 엑소좀은 참마를 저속 스크류를 이용하여 착즙한 뒤 초원심분리기를 이용하여 부유밀도차에 의해 물리적으로 분리시켜 얻을 수 있다.
바람직하게는, 상기 참마로부터 분리된 엑소좀은 입자 크기가 30 ~ 200nm일 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 참마로부터 분리된 엑소좀을 포함하는 화장료 조성물은 MMP-1 생성 억제를 통해 피부 주름 개선 효과를 가질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 참마로부터 분리된 엑소좀을 포함하는 화장료 조성물은 HAS-2 발현을 통해 피부 보습 효과를 가질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 화장료 조성물은 화장수, 젤, 수용성 리퀴드, 크림, 에센스, 연고, 수중유형 또는 유중수형 메이크업베이스, 파운데이션, 스킨커버, 립스틱, 립그로스, 페이스파우더, 투웨이케익, 아이새도, 치크칼라, 아이브로우 펜슬 및 두피용 제형으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 참마로부터 분리된 엑소좀을 함유하여 피부 주름 개선 및 보습 효과가 우수하다.
도 1은 참마로부터 분리된 엑소좀의 입자 크기 결과이다.
도 2는 실시예 1의 참마즙 및 실시예 2의 참마로부터 분리된 엑소좀의 MMP-1 생성 억제능의 결과이다.
도 3는 실시예 1의 참마즙 및 실시예 2의 참마로부터 분리된 엑소좀의 HAS-2의 발현 결과이다.
도 2는 실시예 1의 참마즙 및 실시예 2의 참마로부터 분리된 엑소좀의 MMP-1 생성 억제능의 결과이다.
도 3는 실시예 1의 참마즙 및 실시예 2의 참마로부터 분리된 엑소좀의 HAS-2의 발현 결과이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한, 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.
용어 "약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 구성 요소, 또는 단계 또는 구성 요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성 요소, 또는 단계 또는 구성 요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.
본 발명은 참마(Dioscorea Japonica Thunb.)로부터 분리된 엑소좀을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 화장료 조성물에 있어서, 상기 참마로부터 분리된 엑소좀은, 일례로, 참마의 잎, 줄기, 뿌리 및 전초로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로부터 얻어진 것일 수 있며, 보다 바람직하게는 참마의 뿌리에서 얻어진 것일 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물에 있어서, 상기 참마로부터 분리된 엑소좀을 얻는 방법은 특별한 것으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 다양한 추출 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 정제수, 메탄올, 에탄올, 글리세린, 에틸아세테이트, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디클로로메탄, 헥산 용매를 각각 단독 또는 이들을 2종 이상 혼합한 혼합용매를 추출 용매로 이용하여 추출할 수 있다.
또한, 본 발명의 참마로부터 분리된 엑소좀은 상술한 추출 용매에 의한 추출물뿐만 아니라 다른 방법을 덧붙여 추출된 추출물도 포함한다. 예컨대, 초음파 추출법에 의한 추출; 초원심분리기를 이용한 부유밀도차에 의한 분리; 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외여과막을 이용한 분리; 다양한 크로마토그래피, 예를 들어 크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 크로마토그래피에 의한 분리 등 추가적 방법을 덧붙여 추출 또는 분리/정제한 추출물도 포함하는 것이다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 참마로부터 분리된 엑소좀은 저속 스크류를 이용하여 참마를 착즙한 뒤 초원심분리기를 이용하여 부유밀도차에 의해 물리적으로 분리시켜 얻을 수 있다.
바람직하게는, 상기 참마로부터 분리된 엑소좀은 입자 크기가 30 ~ 200nm일 수 있다.
본 발명은 상기와 같이 추출 또는 분리/정제된 엑소좀을 정제수, 메탄올, 에탄올, 글리세린, 에틸아세테이트, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디클로로메탄, 헥산 및 그의 혼합물로부터 선택된 용매를 이용하여 환류 추출하고 냉침한 후, 여과시킨 여과액을 농축조로 이송하여 동결건조할 수도 있다. 또한, 본 발명은 이렇게 수득한 추출물, 감압농축물 또는 동결건조물을 정제수, 에탄올, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 중에서 선택된 1종 이상의 용매를 사용하여 액상으로 제형화할 수도 있다.
한편, 본 발명의 화장료 조성물에 있어서, 상기 참마로부터 분리된 엑소좀은, 총 중량 대비 0.001~30.0 중량% 첨가되는 것이 좋다. 0.001 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 본 발명에서 확인한 여러 피부 기능성의 발휘 효과가 미미하고, 30.0 중량%를 초과하는 경우에는 재료 투입량 대비 효율성이 떨어져 경제적이지 못하다.
또한, 본 발명의 화장료 조성물은 화장 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제 예컨대 친수성 또는 친유성 겔화제, 친수성 또는 친유성 활성제, 보존제, 항산화제, 용매, 방향제, 충전제, 차단제, 안료, 흡취제, 염료 등을 함유할 수 있다. 이들 다양한 보조제의 양은 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 양이며, 예컨대 조성물 총중량에 대해 0.001 내지 30중량%이다. 다만, 어떠한 경우라도 보조제 및 그 비율은 본 발명에 따른 화장료 조성물의 바람직한 성질에 악영향을 미치지 않도록 선택될 것이다.
또한, 본 발명의 화장료 조성물에 있어서, 상기 화장료 조성물은 피부 주름 개선용일 수 있다. 본 발명의 실험예에서는 참마로부터 분리된 엑소좀의 우수한 MMP-1 생성 억제 효능을 확인하였다.
한편, 본 발명의 화장료 조성물에 있어서, 상기 화장료 조성물은 피부 보습용일 수 있다. 본 발명의 실험예에서는 참마로부터 분리된 엑소좀의 우수한 HAS-2 발현(보습) 효능을 확인하였다.
이하, 본 발명에 대해 하기 실시예에서 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 이와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 모두 포함한다.
[실시예 1: 참마즙의 제조]
참마를 작은 조각으로 분쇄하고, 상기 참마의 분쇄 조각에 동량의 정제수(pH 5 ~ 7)를 넣고 교반 속도가 40 rpm인 저속 스크류로 착즙하여 얻어진 액상을 체어 걸러 부유물을 제거하여 참마즙을 얻었다.
[실시예 2: 참마로부터 엑소좀의 분리]
실시예 1에서 얻은 참마즙을 4 ℃, 500×g에서 10분간 원심분리를 하고 상층액을 얻어 4 ℃, 3,000×g에서 20분간 원심분리를 하고 상층액을 얻었다. 초원심분리 튜브에 2.5M 수크로즈 1.0 ml, 0.8M 수크로즈 2 ml, 상층액 32 ml을 순서대로 넣고 4 ℃, 100,000×g에서 2시간 동안 초원심분리하여 부유밀도차에 의해 물리적으로 분리시켜 2.5M 수크로즈 층과 0.8M 수크로즈 층 사이에 위치한 엑소좀을 수득하였다.
[실험예 1 : 참마로부터 분리된 엑소좀의 크기 검증]
상기 실시예 2에서 수득한 참마로부터 분리된 엑소좀을 입도분석기(ELSZ-2000ZS, Photal OTSUKA 社)를 이용하여 입자크기를 분석한 결과 엑소좀 크기라 알려진 30~200nm 범위에서 입자 크기를 검증하였다. 그 결과를 도 1에 나타냈다.
도 1을 보면, 참마로부터 분리된 엑소좀의 입자크기는 156.7 nm로 엑소좀 입자 크기를 검증하였다.
[실험예 2 : 참마즙과 참마로부터 분리된 엑소좀의 MMP-1 생성 억제능 측정]
본 실험예에서는 실시예 1과 2에서 수득한 본 발명의 참마즙, 참마로부터 분리된 엑소좀의 MMP-1 생성 억제 효과를 확인하고자 하였다.
인간 피부 섬유아 세포(HDFn)를 5×104 cells/well의 농도로 24 well-plate에 분주 한 후 37℃, 5% CO2인큐베이터에서 안정화시켰다. PBS로 2번 헹군 뒤, PBS가 있는 상태에서 UVA를 1 J/cm2로 조사하였다. 2% FBS가 첨가된 배지로 교환과 동시에 실시예 1 및 실시예 2를 농도별로 희석하여 처리하고 양성대조군으로 400 μM adenosine(주름기능성고시원료)을 사용하였다. 48시간 후에 상층액을 수집하고, 남은 세포에 MTT solution을 처리하여 세포독성을 확인하였다. 수집된 상층액을 이용하여 MMP-1 발현량을 확인하기 위해 R&D systems kit (DY901)를 사용하였다. MMP-1 ELISA assay 후 450 nm의 파장에서 흡광도를 측정하여 생성된 MMP-1양을 계산한 후, 대조군과 비교하여 MMP-1 발현 억제율(%)을 계산하였다. 그 결과를 도 2에 나타냈다.
도 2를 보면, 본 발명의 실시예 2의 참마로부터 분리된 엑소좀의 MMP-1 생성 억제 효능이 우수한 것을 확인하였다. 또한, 실시예 2는 MMP-1 생성 억제효능이 있는 것으로 알려진 물질인 아데노신(Adenosine) 400㎍/㎖과 실시예 1보다 더 뛰어난 효능(약 73% MMP-1 생성 억제)을 발휘함을 확인하였다.
상기와 같은 결과로부터, 본 발명의 참마로부터 분리된 엑소좀 조성물은 우수한 피부 주름 개선 효과를 발휘함을 확인할 수 있었다.
[실험예 3 : 참마로부터 분리된 엑소좀의 HAS-2 발현 효과 확인]
본 실험예에서는 실시예 1과 실시예 2에서 수득한 본 발명의 참마즙과 참마로부터 분리된 엑소좀의 HAS-2 발현 효과를 확인하고자 하였다.
인간 유래 각질 형성(HaCaT) 세포를 3ｘ105 cells/ml로 6 웰(well)에 2 ml씩 분주하고 37 ℃, 5% CO2 세포 배양기에서 하루동안 세포를 안정화시켰다. 실시예1, 실시예 2를 농도별로 희석하여 처리하고 양성대조군으로 Dexamethasone을 1 uM 농도로 처리하였다. 6 시간 동안 반응시킨 후, scraper를 이용하여 세포를 수집하고 1 x PBS 용액으로 한번 세척하였다. Trizol법을 이용하여 RNA를 분리하고 PCR을 수행한 후 2% agarose gel에서 전기영동하여 밴드를 검출하였다. 밴드는 Image J 1.47 software를 이용하여 수치화하였고 발현 증가율은 control 대비하여 백분율로 나타내었다. 그 결과를 도 3에 나타냈다.
도 3을 보면, 실시예 2는 농도 의존적으로 HAS-2의 발현을 증가시킴을 확인할 수 있었다. 100㎍/㎖ 농도에서 최대 126% 발현을 증가시킴을 확인하였다.
상기와 같은 결과로부터, 본 발명의 참마로부터 분리된 엑소좀 조성물은 우수한 피부 보습 효과를 발휘함을 확인할 수 있었다.
[제형예: 참마로부터 분리된 엑소좀을 함유하는 화장료 제조]
상기 실시예 1 및 2의 참마즙과 이의 참마로부터 분리된 엑소좀을 3.0 중량% 함유하는 화장료 조성물을 하기 표 1의 조성으로 제조하였고, 제형예 1 및 제형예 2라 하였다. 한편, 효능의 확인하기 위해 참마추출물을 포함하지 않는 화장료 조성물(비교제형예 1)을 하기 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 성분 |
제형예 1
(중량%) |
제형예 2
(중량%) |
비교제형예 1
(중량%) |
| A | 실시예 1 | 3.0 | - | - |
| 실시예 2 | - | 3.0 | - | |
| EDTA-2Na | 0.02 | 0.02 | 0.02 | |
| 정제수 | to 100 | to 100 | to 100 | |
| B | 세토스테아릴알코올 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| 글리세릴스테아레이트 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | |
| 마이크로크리스탈린 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | |
| 스쿠알란 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |
| 유동파라핀 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| 트리옥타노인 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | |
| 폴리솔베이트 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | |
| 솔비탄스테아레이트 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
| 토코페릴아세테이트 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | |
| 사이클로메치콘 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
| BHT | 0.05 | 0.05 | 0.05 | |
| C | 향,방부제 | 적량 | 적량 | 적량 |
| 합계 | 100 | 100 | 100 |
[실험예 4 : 참마로부터 분리된 엑소좀을 함유하는 화장료 조성물의 피부 주름 개선효과 확인]
본 실험예에서는 참마로부터 분리된 엑소좀 함유하는 화장료의 피부 주름 개선효과에 대한 인체적용시험을 실시하였다. 시험은 각 화장료의 실제 사용 테스트를 통하여 평가하였다.
즉, 인체적용시험은 실험예 1에서 효능을 나타내었던 실시예 1과 2를 함유하고 있는 제형예 1, 2와 참마로부터 분리된 엑소좀을 포함하지 않는 비교제형예 1의 화장료 조성물을 함유하는 화장료의 사용으로 인한 피부 주름 개선 효과를 확인 및 비교 평가하였다.
실험자(20세 - 35세의 여성) 20명의 여성을 대상으로 하여, 대조군인 비교제형예 1을 얼굴 오른쪽 부위에, 제형예 1과 2를 각각 얼굴 왼쪽 부위에 도포하여 실험을 진행하였다. 피부 주름 개선 효과는 제품 사용 전과 8 주간 사용 후의 각 피검자의 주름 개선 효과를 숙련된 의사의 육안 관찰 및 기기측정(cutometer SEM 575, C+K Electronic Co., Germany)을 통하여 평가하였으며, 실험 결과는 하기의 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 주름 개선 효과 | 개선율(%) | ||
| 우수 | 약간 | 없음 | ||
| 제형예 1 (실시예 1) |
13 | 4 | 3 | 53.2 |
| 제형예 2 (실시예 2) |
18 | 1 | 1 | 67.6 |
| 비교제형예 1 | 0 | 11 | 9 | 25.5 |
상기 표 2의 결과에서도 알 수 있듯이, 본 발명의 제형예 1 및 2의 화장료 조성물은 대조군인 비교제형예 1에 대비하여 높은 개선율을 보였다. 특히 제형예 2를 함유하는 화장료 조성물은 매우 우수한 주름개선 효과를 보여주었다.
[실험예 5: 참마로부터 분리된 엑소좀을 함유하는 화장료의 피부 보습력 개선효과 확인]
본 실험예에서는 상기 제형예에서 제조한 참마로부터 분리된 엑소좀 함유하는 화장료 조성물의 피부 보습력 개선 효과를 확인하고자 하였다.
피부 질환이 없는 20~40대 40명을 대상으로 1조 당 20명씩 2개조로 나누고, 각 조별로 상기 제형예 1 및 2와 비교제형예 1의 화장료를 얼굴 및 전박부에 도포하게 하였다. 미리 도포 시작 전 항온, 항습 조건(24℃, 습도 40%)에서 수분측정기(conneometer, CM820 courage Khazaka electronic GmbH, Germany)를 이용하여 피부 전도도를 측정하여 그 증가율을 평가하였다. 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
| 시료명 | 1주 후 | 2주 후 | 4주 후 |
| 제조예 1 | 52 | 55 | 60 |
| 제조예 2 | 55 | 59 | 64 |
| 비교제조예 1 | 27 | 34 | 40 |
실험 결과, 본 발명의 참마로부터 분리된 엑소좀을 함유한 화장료인 제형예 1 및 2는 비교제형예 1의 참마로부터 분리된 엑소좀을 함유하지 않는 화장료에 비하여 피부 전도도 증가율이 매우 우수함을 확인할 수 있었다. 일반적으로, 피부 전도도는 피부 수분량에 비례하므로, 상기의 결과는 참마로부터 분리된 엑소좀을 함유하는 본 발명 화장료 조성물이 피부 수분 함량을 높게 유지하여 우수한 피부 보습 효과를 발휘함을 의미하는 것이다.
Claims (4)
- 참마(Dioscorea Japonica Thunb.)로부터 분리된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 피부 주름 개선용 화장료 조성물.
- 참마(Dioscorea Japonica Thunb.)로부터 분리된 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 피부 보습용 화장료 조성물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 참마로부터 분리된 엑소좀은, 화장료 조성물 총 중량 대비 0.001~30.0 중량% 함유되는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 화장수, 젤, 수용성 리퀴드, 크림, 에센스, 연고, 수중유형 또는 유중수형 메이크업베이스, 파운데이션, 스킨커버, 립스틱, 립그로스, 페이스파우더, 투웨이케익, 아이새도, 치크칼라, 아이브로우 펜슬 및 두피용 제형으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
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