KR20230146699A - 히비스커스의 식물세포 배양물을 유효성분으로 포함하는 피부 개선용 외용제 조성물 - Google Patents

히비스커스의 식물세포 배양물을 유효성분으로 포함하는 피부 개선용 외용제 조성물 Download PDF

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최성수
이창용
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최동호
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Abstract

본 발명은 히비스커스의 식물세포 배양물 또는 그로부터 얻어진 추출물을 함유하는 피부 개선용 외용제 조성물; 및 상기 외용제 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 히비스커스의 식물세포배양물, 또는 그로부터 얻어진 추출물은 주름개선, 항노화, 피부 장벽 강화, 피부 미백, 항산화 등의 피부 개선 효과를 가지는 바, 히비스커스의 식물세포배양물, 또는 그로부터 얻어진 추출물을 함유하는 외용제 조성물은 피부 개선용으로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

히비스커스의 식물세포 배양물을 유효성분으로 포함하는 피부 개선용 외용제 조성물 {External Composition Comprising the Plant Cell Culture of Hibiscus sabdariffa for Improving Skin}
본 발명은 히비스커스의 식물세포 배양물 또는 그로부터 얻어진 추출물을 유효성분으로 포함하는 피부 장벽 강화, 피부 미백, 주름 개선과 같은 피부 노화 방지를 위한 외용제 조성물 및 제조방법에 관한 것이다.
피부는 무게를 기준으로 몸에서 가장 큰 기관이며 각질화된 바깥쪽 표피와 혈관이 풍부하게 발단된 내부 결합조직인 진피, 그리고 가장 안쪽의 피하조직의 3 층으로 되어 있으며, 피부와 연관된 여러 부속기구 (털, 손발톱, 감각수용기, 분비샘)와 함께 피부계 (integumentary system)를 이룬다. 피부는 몸 안의 여러 기관의 주요한 기능 수행을 위해 몸의 안과 밖의 경계를 이룬다.
피부는 항상성 (homeostasis) 유지에 필수적이며 보호기능 외에도 체온조절, 수분손실 억제, 감각수용기 함유, 다양한 생화학물질 합성 및 소량의 노폐물 배출 등 다양한 기능을 수행하는 중요한 기관이다.
그러나 다른 기관과 비교하여 피부는 외부로부터의 자극이나 여러 병원체와 직접 접촉하는 기회가 많으며, 특히 피부에 자외선이 흡수될 경우 광화학 반응을 일으킴으로써 피부 병변을 야기하게 된다. 뿐만 아니라 정신적인 스트레스, 비만, 술, 담배 등 현대사회에서 일반적으로 발생하는 요소들에 의한 피부질환 환자가 급격히 늘고 있는 추세이다.
이에 따라 피부 손상을 억제하고 피부세포를 보호하기 위한 다양한 피부 보호제에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있으나, 개발된 피부 보호제는 주로 합성 화합물을 유효성분으로 하고 있어, 피부에 손상을 유발시키거나 가려움 및 반점 등 부작용이 발생한다는 단점이 있다. 따라서, 피부에 부작용이 없으면서도 피부 손상 억제 및 피부 강화 기능이 우수한 새로운 천연물 소재의 개발이 필요한 실정이다.
한편, 히비스커스 (Hibiscus sabdariffa)는 보통 로젤(Roselle)이라고도 불린다. 하와이 등 열대 섬에있는 히비스커스는 관상용으로 개량 된 것으로 종류가 달라, 허브티로 사용되는 히비스커스, 로젤 종류의 식용으로 사용한다. 히비스커스는 비타민 C가 풍부하고 안토시아닌(anthocyanin)을 포함한 폴리 페놀류와 같은 피토케미칼이 풍부한 것으로 알려져 있다.
이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 피부 개선에 유용한 천연 유래 소재를 개발하기 위해 예의 연구 노력한 결과, 히비스커스 식물세포 배양물 또는 그 추출물을 얻고, 피부 개선 효과를 나타냄을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
대한민국 등록특허 제10-2299846호
본 발명은 전술한 문제 및 이와 연관된 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 예시적 목적은 히비스커스의 식물세포배양물, 또는 그로부터 얻어진 추출물을 유효성분으로 포함하는 피부 개선용 외용제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 예시적 목적은 히비스커스 식물세포의 배양방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 예시적 목적은 상기 외용제 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 명세서에 개시된 발명의 기술적 사상에 따라 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 출원에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 출원에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 출원의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 출원의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 양태로서, 본 발명은 히비스커스의 식물세포 배양물 또는 그로부터 얻어진 추출물을 유효성분으로 포함하는 피부 개선용 외용제 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어 "식물세포 배양물"은 식물체에서 잘라낸 조직을 배지에서 배양하여 생기는 세포 덩어리를 포함한 배양 결과물을 말하며, 넓은 의미로 정상적인 기관형성이나 조직분화를 일으키는 응력을 잃은 세포덩어리인 캘러스 또는 아그로박테리움 등의 감염에 의해서 생기는 식물종양조직의 배양물을 포함한다.
본 발명에 있어서, 히비스커스의 식물세포 배양물은 히비스커스 식물체의 일부, 예를 들어 잎, 줄기, 뿌리 등 또는 그 일부를 유도배지에서 배양을 통해 얻어지는 것을 말한다.
본 발명의 용어 "추출물"은 상기 히비스커스의 식물세포배양물의 추출처리에 의하여 얻어지는 추출액, 상기 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출물을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등, 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함한다.
본 발명에 있어서, "피부 개선"이란 본 발명의 히비스커스 식물세포 배양물 또는 그로부터 얻어진 추출물을 사용하여 피부가 호전되도록 하거나 이롭게 되도록 하는 모든 행위를 의미한다.
본 발명의 상기 피부 개선은 일 예시로, 피부 주름개선, 예방, 항노화, 피부 장벽 강화, 피부 미백, 항산화를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 용어 "피부 장벽 강화"는 각질세포로 이루어진 피부 장벽에서 각질형성세포의 분화를 촉진하여 표피층의 두께를 두껍게 개선시키는 것을 말한다.
본 발명의 용어 "피부 노화"는 내인성/외인성 노화를 모두 포함하는 개념이다.
본 발명의 용어 "유효성분으로 포함하는"의 의미는, 피부 외용제 조성물로써 상기와 같은 다양한 피부 개선 효과를 나타낼 수 있는 정도의 유효량을 포함하는 것을 말한다.
구체적으로, 본 발명의 실험예에서는 히비스커스의 식물세포배양물 유래 추출물 처리 시 피부장벽기능을 강화하는 FLG(Filaggrin) 유전자의 발현이 증가함을 확인하였으며, 프로콜라겐 생합성량 증가에 의한 항주름 효과를 확인하였다. 또한 멜라닌 합성 억제에 의한 미백 효과가 있음을 확인하였다. 이와 더불어, 히비스커스의 식물세포배양물 유래 추출물은 항산화 효소인 SOD1, CAT 및 외부 스트레스에 의해 유발되는 염증 등 반응에서 세포를 보호하는 Nrf1의 발현양을 확인함으로써 항산화능이 있음을 확인하였다.
이러한 실험 결과를 바탕으로 본 발명의 외용제 조성물은 주름 개선, 항노화, 피부 장벽 강화, 피부 미백, 항산화 등의 피부 개선 용도로 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다.
본 발명에 있어서, 상기 히비스커스의 식물세포배양물, 그로부터 얻어지는 추출물은 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 함유할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 피부 외용제 조성물은 화장료 조성물 또는 약제학적 조성물일 수 있다.
상기 화장료 조성물에 있어서는, 화장품 제제에 있어서 수용가능한 담체를 포함할 수 있다. 여기서, "화장품 제제에 있어서 수용가능한 담체"란 화장품 제제에 포함될 수 있는 이미 공지되어 사용되고 있는 화합물 또는 조성 물이거나 앞으로 개발될 화합물 또는 조성물로서 피부와의 접촉시 인체가 적응 가능한 이상의 독성, 불안정성 또는 자극성이 없는 것을 말한다. 상기 담체는 본 발명의 피부 외용제 조성물에 그것의 전체 중량에 대하여 약 1 중량% 내지 약 99.99 중량%, 바람직하게는 조성물의 중량의 약 90 중량% 내지 약 99.99 중량%로 포함될 수 있다. 그러나 상기 비율은 본 발 명의 피부 외용제 조성물이 제조되는 제형에 따라 또 그것의 구체적인 적용 부위 (얼굴, 목 등)나 그것의 바람직한 적용량 등에 따라 달라지는 것이기 때문에, 상기 비율은 어떠한 측면으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
상기 담체로서는 알코올, 오일, 계면활성제, 지방산, 실리콘 오일, 습윤제, 보습제, 점성 변형제, 유제, 안정제, 자외선산란제, 자외선흡수제, 발색제, 향료 등이 예시될 수 있다. 상기 알코올, 오일, 계면활성제, 지방산, 실리콘 오일, 습윤제, 보습제, 점성 변형제, 유제, 안정제, 자외선산란제, 자외선흡수제, 발색제, 향료로 사용될 수 있는 화합물 또는 조성물 등은 이미 당업계에 공지되어 있기 때문에 당업자라면 적절한 해당 물질 또는 조성물을 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 피부 외용제 조성물은 다양한 형태로 제조될 수 있는데, 예컨대, 화장수, 에센스, 젤, 에멀젼, 로션, 크림 (수중유적형, 유중수적형, 다중상), 용액, 현탁액 (무수 및 수계), 무수 생성물 (오일 및 글리콜계), 젤, 마스크, 팩, 분말, 또는 젤라틴 등의 피막이 있는 캅셀 (소프트 캅셀, 하드 캅셀) 제형 등의 형태로 제조될 수 있다.
또한, 적합한 화장품의 제형으로는, 예를 들면 용액, 겔, 고체 또는 반죽 무수 생성물, 수상에 유상을 분산시켜 얻은 에멀젼, 현탁액, 마이크로에멀젼, 마이크로캡슐, 미세과립구 또는 이온형 (리포좀), 비이온형의 소낭 분산 제의 형태, 크림, 스킨, 로션, 파우더, 연고, 스프레이 또는 콘실스틱의 형태로 제공될 수 있다. 또한, 포말 (foam)의 형태 또는 압축된 추진제를 더 함유한 에어로졸 조성물의 형태로도 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 피부 외용제 조성물은 추가로 지방 물질, 유기 용매, 용해제, 농축제 및 겔화제, 연화제, 항산 화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제 (foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충 전제, 금속이온봉쇄제 및 킬레이트화제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 필수 오일,염료, 안료, 친수성 또 는 친유성 활성제, 지질 소낭 또는 화장품에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 화장품학 또는 피부 과학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제를 함유할 수 있다. 그리고, 상기의 성분들은 피부과학 분야에서 일반적으로 사용되는 양으로 도입될 수 있다.
본 발명에 있어서의 피부는 얼굴 뿐만 아니라, 두피, 전신도 포함되는 개념으로, 이러한 두피에 적용될 수 있는 피부 외용제 조성물로써, 샴푸, 린스, 트리트먼트, 발모제 등이 있고, 전신에 적용될 수 있는 바디클렌져 등의 용도로써 다양한 형태로 제조될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 피부 외용제 조성물은 주름 개선, 항노화, 피부 장벽 강화, 피부 미백, 항산화 등의 기능성 화장품의 형태를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 피부 외용제 조성물은 피부 상태 개선을 위한 약제학적 조성물로써 기능할 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 통상의 방법에 따른 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 더 포함할 수 있다. 약학적으로 허용되는 담체는 투여 경로나 제형에 따라 당업계에 주지되어 있으며, 구체적으로는 '대한민국약전'을 포함한 각국의 약전을 참조할 수 있다. 본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제는 비자연적 담체일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 약학적 조성물은 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 또는 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 상세하게는, 제형화할 경우 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트, 수크로오스, 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용될 수 있다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 액체 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제 및 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 오일, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔, 마크로골, 트윈 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다. 약학적 조성물의 구체적인 제제화와 관련하여서는 당업계에 공지되어 있으며, 예컨대 문헌[Remington's Pharmaceutical Sciences(19th ed., 1995)] 등을 참조할 수 있다. 상기 문헌은 본 명세서의 일부로서 간주 된다.
본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 상기 약학적으로 유효한 양은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분하며 부작용을 일으키지 않을 정도의 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 환자의 건강상태, 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 방법, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 배합 또는 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 투여량 및 횟수는 어떠한 면에서든 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 발명의 약학적 조성물은 쥐, 개, 고양이, 소, 말, 돼지, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로를 통해 투여될 수 있으며, 인간인 경우가 바람직할 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있으며, 예를 들어 경구, 정맥, 근육 또는 피하 주사에 의해 투여될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 피부 외용제 조성물은, 의약외품 조성물일 수 있다.
본 발명의 의약외품 조성물에는 상기 성분 외에 필요에 따라 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제는 본 발명의 효과를 해하지 않는한 특히 제한되지 않으며, 예를 들어 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제, 윤활제, 감미제, 방향제, 보존제 등을 포함할 수 있다.
의약외품 조성물은 소독 청결제, 샤워폼, 연고액, 물티슈, 코팅제 등을 예시할 수 있으나 이에 제한되는 것이 아니며, 의약외품의 제제화 방법, 용량, 이용방법, 구성성분 등은 기술분야에 공지된 통상의 기술로부터 적절히 선택될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 히비스커스의 식물세포 배양물, 또는 그로부터 얻어진 추출물은 디펩티드(dipeptide)를 함유하는 것일 수 있다. 이러한, 디펩티드는 글라이신-프롤린(GP), 알라닌-프롤린(AP), 발린-프롤린(VP), 아스파라진-프롤린(NP), 세린-프롤린(SP), 아르지닌-프롤린(RP) 및 타이로신-프롤린(YP)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 디펩티드일 수 있다.
본 발명의 다른 양태로서, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 제 히비스커스 식물세포 배양 방법을 제공한다: 히비스커스 식물체의 잎에 상처를 내고 암배양하여 식물세포를 유도하는 단계; 및 상기 유도된 식물세포를 계대 배양하여 식물 세포 배양물을 얻는 단계.
본 발명의 또 다른 양태로서, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 상기 외용제 조성물의 제조방법을 제공한다: 히비스커스 식물의 잎 또는 줄기 조직을 분리하여 식물 세포로 배양하는 단계; 및 상기 (a)단계에서 얻은 식물세포배양물 또는 그 추출물을 유효성분으로 포함하는 외용제 조성물을 제조하는 단계.
본 발명의 상기 배양을 위하여 적절한 배지를 사용할 수 있으며, 본 발명의 기술분야에서 식물조직배양에 일반적으로 사용되고 있는 배지가 있다면 제한 없이 사용가능하다.
일 실시예로, 본 발명의 식물세포 유도 배양을 위해 MS 배지를 사용할 수 있다. 상기 MS 배지는 6-벤질아미노퓨린(Benzylaminopurine), 수크로오스(Sucrose) 및 겔라이트(gelite)를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.2 내지 1 mg/L 6-Benzylaminopurine, 3 내지 5% Sucrose 및 2 내지 3g/L 겔라이트를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 추출은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 추출할 수 있다. 상기 추출 방법의 비제한적인 예로는, 열수 추출법, 냉침 추출법, 용매 추출법, 수증기 증류법, 용출법, 압착법, 초음파 추출법, 여과법, 환류 추출법 등이 있으며, 이들은 단독으로 수행되거나 2종 이상의 방법을 병용하여 수행될 수 있다.
일 실시예로, 본 발명의 추출 단계는 열수추출에 의한 것일 수 있다. 바람직하게는 70℃ 내지 140℃에서 10 내지 1시간 동안 열수추출하는 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 80℃ 내지 100℃에서 15 내지 20분 열수추출하는 것일 수 있다.
본 발명의 상기 추출물은 적절한 용매를 이용하여 히비스커스 식물세포배양물로부터 추출한 것이며, 예를 들어 조추출물, 극성용매 가용 추출물 또는 비극성 용매 가용 추출물을 모두 포함할 수 있다. 상기 추출물을 제조하기 위해 사용되는 추출 용매의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 추출 용매의 비제한적인 예로는 물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필알콜, 부틸알콜 등의 탄소수 1 내지 4 저급 알콜; 글리세린, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 다가 알코올; 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 아세톤, 벤젠, 헥산, 디에틸에테르, 디클로로메탄 등의 탄화수소계 용매; 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 용매를 사용하여 1회 이상 추출하여 용매 추출물을 제조할 수 있다.
본 발명의 상기 추출물은 부유하는 고체 입자를 제거하기 위해 여과, 예를 들어 mesh로 여과하여 고형분을 제거하고 사용하거나, 이를 동결건조, 열풍건조, 분무건조 등을 이용해 건조시켜 사용될 수 있다. 또한, 상기 추출물은 추가로 통상의 분획 공정을 거칠 수도 있으며, 통상의 정제 방법을 이용하여 정제될 수도 있다.
본 발명에 따른 히비스커스의 식물세포배양물, 또는 그로부터 얻어진 추출물은 주름 개선, 항노화, 피부 장벽 강화, 피부 미백, 항산화 등의 피부 개선 효과를 가지는 바, 히비스커스의 식물세포배양물, 또는 그로부터 얻어진 추출물을 유효성분으로 포함하는 외용제 조성물은 피부 개선용으로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 조성물의 피부 장벽 개선 효과를 확인한 결과이다.
도 2는 본 발명의 조성물의 프로콜라겐 생합성 함량을 확인한 결과이다.
도 3은 본 발명의 조성물의 멜라닌 합성 억제 효과를 확인한 결과이다.
도 4는 본 발명의 조성물의 항산화 효과(SOD1)를 확인한 결과이다.
도 5는 본 발명의 조성물의 항산화 효과(CAT)를 확인한 결과이다.
도 6은 본 발명의 조성물의 항산화 효과(NRF1)를 확인한 결과이다.
도 7은 본 발명의 조성물의 히비스커스 식물세포를 추출 후 MS/MS로 확인한 7종의 dipeptide류 결과이다.
도 8은 본 발명 조성물의 디펩티드 함량을 비교한 결과이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 히비스커스 식물세포 배양물 및 그로부터 얻어진 추출물 제조
본 발명에 사용된 히비스커스 씨앗은 West Africa 원산지 종자로 구입하였다. 히비스커스 씨앗을 70% 에탄올에 30초 동안 침지한 후 멸균수로 세척하고 다시 소독액 (30% 락스 + Tween20)으로 20분 소독한 후 멸균수로 3회 수세하여 발아시킨 후, 히비스커스 식물체의 잎을 날카로운 칼을 이용하여 단번에 상처를 내어 0.2mg/L 6-Benzylaminopurine, 3% Sucrose 및 Gelite 2.3g/L 가 포함된 기본 MS배지(Murashige and Skoog 1962, Duchefa 사, Cat No. M0221)에서 25℃, 습도 70% 의 생장상 조건으로 암배양하며 초기 식물세포를 유도하였다. 각각의 배지는 1N 수산화나트륨(NaOH)을 이용하여 pH 5.8 로 조정하였다. 계대배양은 2주 간격으로 수행하였다. 상기 배양하여 얻은 히비스커스 식물세포 배양물을 수확하여 정제수로 여러 번 수세하고 충분히 수분을 제거한 후 60℃로 2일 동안 건조기에서 건조하였다. 건조된 히비스커스 식물세포 배양체 2g에 1L의 정제수를 넣은 후 80 ~ 100℃에서 15분 열수 추출하였다. 추출 후 mesh로 여과하여 히비스커스 식물세포배양추출물을 분리하여 사용하였다.
실험예 1: 피부세포 독성 확인
실시예 1에서 제조한 본 발명의 조성물이 피부 세포에서 독성을 일으켜 피부자극이 유발되는지 알아보기 위해, MTT assay를 진행하였다. 이를 위하여 HaCaT 세포(keratinocyte, 각질형성세포), Detroit 세포(fibroblast, 섬유아세포)를 각각 10% FBS(Fetal Bovine Serum), 1% Antibiotic-Antimycotic이 함유된 DMEM(Dubelcco's Modified Eagle's Medium)과 함께 96-well plate에 분주하고, 37℃, 5% CO2의 조건인 항온기에서 24시간 배양하였다. 이후 정제수를 첨가한 대조군과 시험물질인 조성물을 세포에 처리하고, 24시간 동안 추가 배양하였다. 이어 5mg/mL MTT(3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide) 용액을 각 well에 4μL씩 첨가하고, 4시간 동안 배양하여 반응시켰다. 배양액을 제거한 다음 DMSO(Dimethyl sulfoxide) 용액 100μL씩 첨가하여 세포를 용해시킨 후, 540nm에서 흡광도를 측정하였다.
Cell Viability (%) C 히비스커스 세포배양 추출물 (%)
1 5 10
100 101 100 99
HaCaT 세포에서 본 발명의 조성물을 1 ~ 10% 농도 별로 처리하여 세포 생존률을 측정한 결과, keratinocyte(HaCaT) 세포 내 독성을 보이지 않을 뿐만 아니고 세포생존율이 증가함을 확인함으로서 자극이 없어 피부 자극 유발 가능성이 낮은 안전한 물질임을 확인하였다.
실험예 2: 피부 장벽 개선 효과 확인
실시예 1에서 제조한 조성물의 피부장벽 개선의 효능을 확인기 위하여, 자연보습인자로 알려진 FLG(Filaggrin)의 발현양 변화를 알아보았다. 이를 위하여 HaCaT 세포를 96-well plate에 분주한 후, 세포 배양 조건에서 24시간 배양하였다. 이후 정제수를 첨가한 대조군과 시험물질인 조성물을 세포에 처리하고, 24시간 동안 추가 배양하였다. FLG의 발현을 유전자 수준에서 확인하기 위해 Real-time PCR 법을 수행하였으며, 그 시험 순서는 다음과 같다. RNA isolation과 cDNA 합성을 위해 SuperPrepTM cell lysis & RT Kit for qPCR (TOYOBO 社, Cat. SCQ-101)을 사용하였다. 배지를 제거한 세포를 PBS로 한 번 세척하고, 50μL cell lysis mixture 를 넣고 5분간 반응시킨 후, stop solution을 10μL 첨가하였다. RT reaction mixture 32μL에 앞서 추출한 lysate 8μL를 첨가하고 PCR을 이용하여 37℃ 15분, 50℃ 5분, 95℃ 5분 조건으로 cDNA를 합성하였다. 유전자의 발현을 비교분석하기 위하여 상기에서 합성한 cDNA를 template로 하고, ThunderbirdTM SYBR qPCR Mix (TOYOBO 社, Cat. QPS-201)를 이용하여 Real-time PCR 분석을 진행하였다. 실험에 사용한 primer는 Qiagen 社의 QuantiTect primer assays (FLG; Cat. QT02448138)이며 시료의 FLG mRNA 발현량은 GADPH (Cat. QT01192646)로 정량하였다. 양성대조군(PC)은 1% Glyceryl glucoside를 처리하여 사용하였다. Real-time qPCR 조건은 먼저 95℃에서 1분 반응 시킨 후에, 1 사이클 당 94℃ 15초, 60℃ 30초, 72℃ 30초로 하여 총 40 사이클로 진행하였다.
Relative FLG mRNA
Expression level
C P.C 히비스커스 식물세포배양추출물 (%)
1 5 10
1 3.71 7.74 13.61 29.53
그 결과, 본 발명의 조성물에 의하여, 피부장벽강화와 관련된 인자 FLG 유전자 발현이 대조군 대비 1, 5, 10% 처리에 의하여 각각 7배, 13배, 29배 증가를 확인하여 피부장벽 강화에 도움을 주는 조성물임을 확인하였다 (도 1).
실험예 3: 프로콜라겐 합성 증가에 따른 주름 개선 확인
실시예 1에서 제조한 조성물의 주름 개선의 효능을 확인하기 위하여, 인간섬유아세포(Human Skin Fibroblast)를 37℃, 5% CO2 배양기에서 일정한 습도를 유지하고 10% FBS, Penicillin(50U/ml), Streptomycin(50U/ml)를 함유하는 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium, Gibco, USA)으로 배양하여, 1 X 105cell/ml로 48 well plate에 500μL 씩 분주한 다음 24시간 배양하였다. 1, 5, 10% 농도의 히비스커스 세포배양 추출물을 각각 함유한 배지를 넣고 48시간동안 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였다. 48시간 후, 배지의 상층액을 취해 Procollagen Type I C-Peptide EIA Kit(PICP, Takara, Cat No. MK101)를 이용하여 측정함으로써 새로 합성된 콜라겐 양을 측정하였다. 양성대조군(PC)은 TGF- β1 5ng/ml를 처리하여 사용하였다.
PIP contents
(%)
C P.C 히비스커스 식물세포배양추출물 (%)
1 5 10
1 118.9 110.47 129.98 218.28
본 발명의 조성물에 의하여, 프로콜라겐 생합성 함량이 증가함을 확인하였고, 주름개선에 도움을 주는 조성물임을 확인하였다 (도 2).
실험예 4: 멜라닌 합성 억제에 의한 미백 효과 확인
실시예 1에서 제조한 조성물의 미백 효과 확인을 위해, B16/F1 세포주를 6 well plate에 1×105 cells/well이 되게 준비한 후 24시간 동안 37℃, CO2 세포배양기에서 배양하고, 멜라닌 생합성 유도물질인 α-MSH 1 μM을 처리하고 동시에 본 발명의 조성물을 처리하였다. 이때 양성대조군으로 Kojic acid 100 ug/ml도 함께 처리하였다. 72시간 동안 37℃, CO2 세포배양기에서 배양한 후 세포를 trypsin-EDTA(GIBCO BRL)를 이용하여 수확했고, 4℃ 원심분리기에서 12,000×g로 10분간 원심분리 하였으며, 이때 상층액을 버리고 분리된 침전물에 1 N NaOH 용액을 첨가하여 100℃ 항온수조에서 30분 동안 보관하면서 침전물이 용해되기를 기다린 후 이 용해된 용액을 멜라닌 함량 분석에 사용하였다. α-MSH만 처리한 대조군와 비교하여 상대적인 멜라닌 함량을 405 nm에서 측정하였다.
Melanin inhibitory activity (%) C P.C 히비스커스 식물세포배양추출물 (%)
1 5 10
0 36.24 9.04 9.94 21.36
그 결과 본 발명의 조성물에 의하여, 멜라닌 합성 억제효과가 증가함을 확인하였고, 피부미백에 도움을 주는 조성물임을 확인하였다(도 3).
실험예 5: 항산화 효과 확인
실시예 1에서 제조한 조성물의 항산화 효과 확인을 위해, 인체에 해로운 유해산소를 물과 산소로 전화시키는 과정에서 핵심적인 역할을 담당하는 항산화 효소인 SOD1(superoxide dismutase 1), CAT(catalase) 및 외부 스트레스에 의해 유발되는 염증등의 반응에서 세포를 보호하는 기능으로 알려진 Nrf1(Nuclear Respiratory Factor 1)의 발현양 변화를 알아보았다. 양성대조군(PC)은 NAC(N-acetyl-L-cysteine) 2mM을 처리하여 사용하였다.
구체적으로 HaCaT 세포를 96-well plate에 분주한 후, 세포 배양 조건에서 24시간 배양하였다. 본 발명에 의한 조성물을 세포에 처리하고, 24시간 동안 추가 배양하였다. SOD1, CAT, Nrf1의 발현을 유전자 수준에서 확인하기 위해 Real-time PCR 법을 수행하였으며, 그 시험 순서는 다음과 같다. RNA isolation과 cDNA 합성을 위해 SuperPrepTM cell lysis & RT Kit for qPCR (TOYOBO 社, Cat. SCQ-101)을 사용하였다. 배지를 제거한 세포를 PBS로 한 번 세척하고, cell lysis mixture 50μL를 넣고 5분간 반응시킨 후, stop solution 10μL를 첨가하였다. RT reaction mixture 32μL에 앞서 추출한 lysate 8μL를 첨가하고 PCR을 이용하여 37℃ 15분, 50℃ 5분, 95℃ 5분 조건에서 cDNA를 합성하였다. 유전자의 발현을 비교분석하기 위하여 상기에서 합성한 cDNA를 template로 하고, ThunderbirdTM SYBR qPCR Mix (TOYOBO 社, Cat. QPS-201)를 이용하여 Real-time PCR 분석을 진행하였다. 실험에 사용한 primer는 Qiagen 社의 QuantiTect primer assays (SOD1; Cat. QT01008651, CAT; Cat. QT00079674, Nrf1; Cat. QT01192688)이며 시료의 mRNA 발현량은 GADPH (Cat. QT01192646)로 정량하였다. Real-time qPCR 조건은 먼저 95℃에서 1분 반응 시킨 후에, 1 사이클 당 94℃ 15초, 60℃ 30초, 72℃ 30초로 하여 총 40 사이클로 진행하였다.
Relative
SOD1 mRNA expression level
C P.C 히비스커스 식물세포배양추출물 (%)
1 5 10
1 1.22 1.4 1.07 1.04
Relative
CAT mRNA expression level
C P.C 히비스커스 식물세포배양추출물 (%)
1 5 10
1 1.58 1.44 1.46 1.33
Relative
NRF1 mRNA expression level
C P.C 히비스커스 식물세포배양추출물 (%)
1 5 10
1 1.48 1.49 1.57 1.18
본 발명의 조성물에 의하여, 항산화효과와 관련한 SOD1, CAT, NRF1 유전자들의 발현을 확인하여 항산화 효과에 도움을 주는 물질임을 확인하였다 (도 4 내지 6).
실험예 6: 디펩티드 함유량 증가 확인
본 발명을 통하여 얻어지는 히비스커스 식물세포에 콜라겐을 구성하는 아미노산의 한 종류인 프롤린(proline)이 함유된 저분자 peptide류의 함유여부에 대한 정성 및 정량분석을 진행하였다.
정량분석에 앞서 정성분석을 진행하였고, 본 분석은 LC-MS/MS로 실시하였으며, 아미노산 2개가 결합된 저분자 dipeptide류에 대해 확인하였다. 분석을 위해 히비스커스 식물세포에 40배수의 물을 첨가하여 초음파 추출하였고, 0.45μm 여과기로 여과하여 다음의 조건으로 분석하였다(표 8 : HPLC 기기조건, 표 9 : MS/MS 기기조건).
Instrument (HPLC) HPLC 1200 Series (Agilent Technologies, USA)
Column Atlantis dC18 (2.1×150 mm, 3 μm, Waters, Ireland)
Mobile Phase Mobile Phase A : 0.1%(v/v) Formic acid in Water
Mobile Phase B : 0.1%(v/v) Formic acid in Acetonitrile
Flow Rate 0.2 mL/min
Injection Vol 10 μL
Instrument (MS/MS) AB SCIEX 3200 QTRAP MS/MS (Applied Biosystems, USA)
Source Electro Spray Ionization
Mode Enhanced Product Ion (EPI) mode (in positive mode)
Heater Temp 600℃ Ion Spray Voltage 5500 V
Curtain Gas 10 psi Nebulizing Gas 55 psi
Heated Gas 45 psi Declustering Potential 22 V
Collision Energy 20 V Scan Range 50 - 300 Da
MS/MS 스펙트럼을 확인한 결과 글라이신-프롤린(GP), 알라닌-프롤린(AP), 발린-프롤린(VP), 아스파라진-프롤린(NP), 세린-프롤린(SP), 아르지닌-프롤린(RP), 타이로신-프롤린(YP)을 함유하는 것으로 확인되었다 (도 7).
이후 7종의 dipeptide류에 대해 정량분석을 실시하였고, 히비스커스 원물을 비교군으로 하여 그 함유량을 비교하였다. 7종의 dipeptide류는 따로 고체상 펩타이드 합성법(solid phase peptide synthesis)을 통해 합성을 하였고, 정량분석용 표준물질로 사용하였다. 각 dipeptide 표준물질을 물에 녹여 10 ppm 표준액을 조제하였다.
히비스커스 원물은 건조 후 분쇄한 히비스커스 0.5g을 채취하여 물 20mL를 첨가한 후 2시간 초음파 추출한 후 원심분리하여 0.45μm 여과기로 여과하여 검액으로 하였다. 식물세포는 원물과 동일한 질량에 40배수 물로 초음파 추출한 후 0.45μm 여과기로 여과하여 검액으로 하였다. 각 표준액 및 검액을 위의 HPLC 및 다음의 MS/MS 조건에 따라 분석하여 히비스커스 원물과 식물세포에 함유된 dipeptide류의 함유량을 비교하였다(표 10 : MS/MS 기기조건).
Instrument (MS/MS) AB SCIEX 3200 QTRAP MS/MS (Applied Biosystems, USA)
Source Electro Spray Ionization
Mode Multi Reaction Monitoring (in positive mode)
Heater Temp. 600℃ Ion Spray Voltage 5500 V
Curtain Gas 10 psi Nebulizing Gas 55 psi
Heated Gas 45 psi Declustering Potential 22 - 36 V
Collision Energy 20 - 45 V Scan Range 50 - 300 Da
Mass(es) GP : 173/116 AP : 187/116 SP : 203/116 VP : 215/116
NP : 230/196 RP : 272/70 YP : 279/136
히비스커스 식물세포와 원물에 함유된 dipeptide류의 함량 분석 결과는 다음과 같다. 식물세포에는 5.12 - 21.72 ppm이 함유되어 있는 반면 원물에는 불검출이거나 최대 0.632 ppm만 검출되어 식물세포에 dipeptide류의 함량이 훨씬 높은 것으로 확인되었다.
다음 표에 각 peptide별 함유량을 나열하였다. 또한 원물에서의 dipeptide 함유량 대비 식물세포의 dipeptide의 함유량 비율을 확인한 결과 SP와 NP는 식물세포에만 있었고, 그 외 식물세포에 16배 - 100배 만큼 높게 함유되어 있음을 확인하였다.
Dipeptide
Sample
GP AP SP VP NP RP YP
식물세포 6.2 ppm 13.56 ppm 10.72 ppm 14.96 ppm 5.12 ppm 21.72 ppm 7.08 ppm
원 물 0.3772 ppm 0.1364 ppm 불검출 0.1724 ppm 불검출 0.632 ppm 0.216 ppm
함유량 비율(원물 대비) 16배 100배 식물세포에만 함유 86배 식물세포에만 함유 34배 32배
이로써 콜라겐을 구성하는 주요 성분인 프롤린이 함유된 저분자 dipeptide류는 원물에 비해 식물세포를 유도 및 배양하는 동안 그 양이 훨씬 증가하게 되는 것으로 확인되었다 (도 8).
실시예 2: 피부 외용제 조성물 제조
본 발명에 따른 히비스커스 식물세포배양물 유래 추출물을 유효 성분으로 포함하는 피부 외용제 조성물을 제조하기 위하여, 표 12 내지 표 16의 조성비에 따라 화장수, 에센스, 로션, 크림 및 젤을 각각 제조하였다.
원 료 명 중량%(w/w)
글리세린 5.0
디프로필렌글리콜 3.0
히아루론산 0.5
폴리옥시에틸렌 경화피마자유 0.1
폴리에틸렌 올레일에틸 0.1
에탄올 5.0
방부제 0.15
항료 적량
착색료 적량
히비스커스 식물세포배양추출물 1.0
정제수 to 100
원 료 명 중량%(w/w)
세토스테아릴알코올 1.0
자기유화형모노스테아린산 1.0
밀납 0.5
스쿠알란 5.0
이소세틸옥타노에이트 3.0
디메틸실록산 0.3
모노스테아린산소르비탄 0.5
모노스테아린산폴리에틸렌글리콜 8.0
글리세린 4.0
프로필렌글리콜 0.2
카르복시폴리머 0.22
트리에탄올아민 0.25
방부제 적량
향료 적량
착색료 적량
히비스커스 식물세포배양추출물 1.0
정제수 to 100
원료명 중량%(w/w)
세토스테아릴알코올 0.8
자기유화형모노스테아린산 1.0
밀납 0.5
스테아린산 0.5
유동파라핀 7.0
스쿠알란 5.0
마카데미아오일 3.0
이소세틸옥타노에이트 2.0
디메틸실록산 0.3
모노스테아린산소르비탄 0.5
모노스테아린산폴리에틸렌글리콜 1.2
글리세린 4.0
프로필렌글리콜 4.0
베타인 4.0
카르복시폴리머 0.12
트리에탄올아민 0.15
방부제 0.25
향료 적량
착색료 적량
히비스커스 식물세포배양추출물 1.0
정제수 to 100
원 료 명 중량%(w/w)
세토스테아릴알코올 3.0
자기유화형모노스테아린산 1.5
친유형모노스테아린산 1.5
밀납 0.5
유동파라핀 8.0
스쿠알란 7.0
이소세틸옥타노에이트 4.0
정제호호바유 4.0
디메틸실록산 0.3
모노스테아린산소르비탄 1.0
모노스테아린산폴리에틸렌글리콜 1.2
글리세린 6.0
프로필렌글리콜 4.0
베타인 4.0
산탄검 0.06
트리에탄올아민 0.10
방부제 0.25
향료 적량
착색료 적량
히비스커스 식물세포배양추출물 1.0
정제수 to 100
원료명 중량%(w/w)
글리세린 4.0
프로필렌글리콜 4.0
에탄올 10
폴리옥시에틸렌경화피마자유 0.1
카르복시폴리머 0.30
트리에탄올아민 0.30
방부제 적량
향료 적량
착색료 적량
히비스커스 식물세포배양추출물 1.0
정제수 to 100
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 히비스커스의 식물세포 배양물, 또는 그로부터 얻어진 추출물을 유효성분으로 포함하는 피부 개선용 외용제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피부 개선은 피부 장벽 강화인, 외용제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피부 개선은 주름 개선인, 외용제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피부 개선은 피부 미백인, 외용제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피부 개선은 항산화인, 외용제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 히비스커스의 식물세포 배양물, 또는 그로부터 얻어진 추출물은 디펩티드(dipeptide)를 함유하는 것인, 외용제 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 디펩티드는 글라이신-프롤린(GP), 알라닌-프롤린(AP), 발린-프롤린(VP), 아스파라진-프롤린(NP), 세린-프롤린(SP), 아르지닌-프롤린(RP) 및 타이로신-프롤린(YP)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 디펩티드인 것인, 외용제 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 피부 개선은 피부 노화 억제 또는 개선용인, 외용제 조성물.
  9. 다음의 단계를 포함하는 제1항에 따른 히비스커스 식물세포 배양 방법:
    (a)히비스커스 식물체의 잎에 상처를 내고 암배양하여 식물세포를 유도하는 단계; 및
    (b)상기 유도된 식물세포를 계대 배양하여 식물 세포 배양물을 얻는 단계.
  10. 다음의 단계를 포함하는 제1항에 따른 외용제 조성물의 제조방법:
    (a)히비스커스 식물의 잎 또는 줄기 조직을 분리하여 식물 세포 배양하는 단계; 및
    (b)상기 (a)단계에서 얻은 식물세포 배양물 또는 그 추출물을 유효성분으로 포함하는 외용제 조성물을 제조하는 단계.
KR1020220045260A 2022-04-12 2022-04-12 히비스커스의 식물세포 배양물을 유효성분으로 포함하는 피부 개선용 외용제 조성물 KR20230146699A (ko)

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KR1020220045260A KR20230146699A (ko) 2022-04-12 2022-04-12 히비스커스의 식물세포 배양물을 유효성분으로 포함하는 피부 개선용 외용제 조성물

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