WO2008028779A1 - Verfahren zur molekularen charakterisierung von altershaar - Google Patents

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WO2008028779A1
WO2008028779A1 PCT/EP2007/058488 EP2007058488W WO2008028779A1 WO 2008028779 A1 WO2008028779 A1 WO 2008028779A1 EP 2007058488 W EP2007058488 W EP 2007058488W WO 2008028779 A1 WO2008028779 A1 WO 2008028779A1
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hair
protein
hair follicles
genes
follicles
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PCT/EP2007/058488
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Sabine GRÜDL
Melanie Giesen
Olaf HOLTKÖTTER
Dirk Petersohn
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Henkel Ag & Co. Kgaa
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    • C12Q2600/16—Primer sets for multiplex assays

Definitions

  • the present invention relates to a method for the molecular characterization of geriatric hair and to a hair treatment composition containing at least one compound capable of positively or negatively influencing the expression of at least one of the genes differentially expressed in older hair follicles and in young hair follicles.
  • hair has a psychosocial function that should not be underestimated.
  • they serve as a means of interpersonal communication and are a sign of their own individuality. Changes, even age-related, in hair growth can lead to a massive impairment of the self-esteem of the affected person.
  • the object of the present invention is to identify the largest possible part of the genes that are important for the age-relevant changes in the human hair follicle.
  • This object is achieved by a method for the molecular characterization of human old-age hair, which is characterized in that a) a first mixture of expressed in hair follicles of the elderly, d. H. transcribed and possibly also translated genetically encoded factors, ie proteins, mRNA molecules or fragments of proteins or mRNA molecules from hair follicles of elderly, wins, b) a second mixture of expressed in hair follicles of young people, d. H.
  • transcribed and optionally translated genetically encoded factors ie of proteins, mRNA molecules or fragments of proteins or mRNA molecules from hair follicles of young people wins and c) subjects the mixtures obtained in a) and b) a differential analysis of gene expression, and thereby identifies the genes that are expressed differently (differentially) in hair follicles of older or young people.
  • the adherent biological material consists of cells of the outer connective tissue sheath (CTS fibroblasts), Keratinocytes of the outer and inner root sheath (ORS and IRS keratinocytes), matrix melanocytes and matrix keratinocytes.
  • CTS fibroblasts outer connective tissue sheath
  • ORS and IRS keratinocytes Keratinocytes of the outer and inner root sheath
  • matrix melanocytes and matrix keratinocytes.
  • the also located in the hair follicle dermal papilla remains plucking in the scalp, so that at this point a new hair can be formed.
  • Macroscopic, age-related changes in growth, hair structure, hair density, and hair coloring are the immediate consequences of modulation of genes, proteins, and metabolic products in the hair follicle cells.
  • By analyzing and quantifying the cellular effects that occur it is thus possible to draw conclusions about the macroscopic changes to be expected in the hair, such as hair. Length growth, pulled before they manifest in the visible hair shaft.
  • the hair-relevant markers can also be determined at the protein level and age-dependent effects on the protein expression pattern can be investigated.
  • Molecular analysis of older hair follicles for young hair follicles allows a comprehensive characterization of age-related changes in the hair follicle to identify new targets and signaling pathways that significantly influence follicular aging.
  • the method according to the invention thus makes possible for the first time a comprehensive systematic identification and clustering (summary in pathways) of the age-relevant changes in the hair follicle.
  • steps a) and b) mixtures of hair follicles hairy scalp.
  • the investigation in step c) is carried out by means of a method which is selected from i.
  • SAGE TM serial analysis of gene expression
  • MPSS Massive Parallel Signiture Sequencing
  • the analysis by means of a whole-gen microarray can also be used according to the invention.
  • the Whole Human Genome Microarray from Agilent was used for the present investigations. This includes about 34,000 genes.
  • 2D gel electrophoresis is described in L.D. Adams, Two-dimensional Gel Electrophoresis using the Isodalt System, or in L.D. Adams & S.R. Gallagher, Two-dimensional Gel Electrophoresis using the O'Farrell System; both in Current Protocols in Molecular Biology (1997, Eds. F.M. Ausubel et al.), Unit 10.3.1 - 10.4.13; or in 2-D electrophoresis manual; T. Berkelman, T. Senstedt; Amer- sham Pharmacia Biotech, 1998 (Order No. 80-6429-60).
  • An age-related phenomenon is the thinning and increased fragility of the hair.
  • the strength of the hair and the hair structure is essentially dependent on the composition of specific hair-specific structural proteins, the hair keratins.
  • the age-related change in the composition of these specific proteins influences the hair structure on a biological level.
  • the expression of different hair keratins in plucked hair follicles of subjects of different age groups can be examined by means of a quantitative real-time PCR method.
  • the RNA from 15 hair follicles is first isolated with the aid of the RNeasy Mini Kit from Qiagen and transcribed into cDNA by means of reverse transcription.
  • the subsequent PCR reaction which is carried out with the aid of gene-specific primers for the respective hair keratins and which serves to amplify the desired gene segments, the formation of the PCR products is detected online via a fluorescence signal.
  • the fluorescence signal is proportional to the amount of the PCR product formed. The stronger the expression of a particular gene, the greater the amount of PCR product produced and the higher the fluorescence signal.
  • Table 1 Shown in Table 1 are the average expressions of the subject pools.
  • the third column documents the differences between young and older subjects.
  • Apoptosis is the programmed cell death. It first manifests itself in morphological changes, such as shrinking of the cells and formation of membrane invaginations; Furthermore, a fragmentation of the chromosomal DNA shows up and it comes ultimately to the death and degradation of the affected cells.
  • the regression phase (catagen) in particular is characterized by apoptotic processes in the keratinocytes.
  • apoptosis initiates the transition from the growth phase to the regression phase.
  • melanocytes are affected by apoptosis with advancing age, which leads to graying of the corresponding follicle.
  • Central regulators of apoptosis are the caspases belonging to the family of cysteine proteases.
  • the upregulated caspases can be divided into two groups, one in initiator and the other in effector caspases.
  • the initiators of cell death include caspases 2 and 9, which are most heavily regulated here.
  • a Caspase 2 activation leads to DNA damage, while caspase 9 is a critical element for the intracellular amplification of apoptotic signals.
  • TNFSF11 tumor necrosis factor TNFSF11 is significantly upregulated in women. Its binding to the membrane receptor causes stimulation of JNK (also upregulated) via ASK1 and thus influences the mitochondrial damage.
  • JNK also upregulated
  • Relevant markers for this are the genes Bax and Bcl-2. They both act on the mitochondrial membrane, but have different effects. Bax is an apoptosis-promoting and BcI-2 is an apoptosis-inhibiting signaling molecule.
  • Table 2 shows the results of the study of differential gene expression in young and older follicles of apoptosis-associated genes (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years, m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years)
  • Caspase 2 2.78 -1, 01 Caspase 7 1, 56 -1, 04 Caspase 9 1, 81 1, 02 TNFSF11 1, 79 -1, 30 Bax 1, 10 1, 50 Bcl 2 -1, 40 1, 30 ( Table 2)
  • Mitogen-activated protein kinases belong to the family of serine / threonine protein kinases and are involved in a variety of cell functions such as proliferation, differentiation and cell death. Their signal cascades are hierarchically divided into three levels. MAPK activation occurs through MAPK kinases (MAPKK), which in turn are activated by MAPKK kinases (MAPKKK). This chain reaction is triggered by external stimuli such as mitogens, growth factors or inflammatory cytokines
  • FIG 1 shows the signal cascade of mitogen-activated protein kinases (MAPK). From an external stimulus (e.g., growth factor), activation of MAPK occurs via MAPK kinases (MAPKK) and MAPKK kinases (MAPKKK). Depending on the pathway, different biological responses such as growth, differentiation or cell death are triggered. Light gray: no gene regulation in both sexes. Dark gray: increased gene expression in women over 50 years.
  • MAPKK mitogen-activated protein kinases
  • MMPs matrix metalloproteinases
  • the epidermal growth factor EGF is responsible for MMP activation. Its expression is also elevated in the older panel.
  • Table 3 shows the results of the study of differential gene expression in young and older follicles of genes of the mitogen-activated protein kinases (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years, m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years) w50 / w25 m50 / m25
  • Table 4 shows the results of the study in young and older follicles of immunologically relevant genes (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years, m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years)
  • Interleukins are glycoproteins produced by the cells of the immune system that act as chemical messengers between the cells. Based on a ligand-receptor interaction, they are able to mediate signals inside the cell and bring about specific responses of the target cells. According to their effects, inflammatory (pro-inflammatory) or anti-inflammatory (anti-inflammatory) interleukins are distinguished. Interleukin 6 is a classic representative of proinflammatory interleukins. It mediates the so-called acute phase response and can be classified as an inflammatory marker. This reaction is counteracted by the release of IL14, which induces the proliferation of B cells. Their immunoglobulin secretion is suppressed and they prefer to develop into B memory cells.
  • Interleukin22 It has been shown that it acts exclusively on tissue cells and here promotes the non-specific defense. Its receptor (IL22R) is particularly found on cells that are in constant contact with the outside world and is also increasingly formed in inflammatory processes. The excessive production of IL22 stimulates skin cells to produce endogenous antibodies called defensins. Surprisingly, the defensins are up-regulated in the aged follicles of the female subject group. Although the results indicate that hair follicle aging (at least in women), analogous to skin aging, can be understood as a chronic inflammatory process. However, it is worth working out how the defense against invading germs is maintained or intensified with increasing age. The idea that the immune system involved in the aging process is associated with a diminishing ability to defend pathological processes does not apply to the complex structure of the hair follicle.
  • Table 5 shows the results of the study in young and older follicles of cytokeratins (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years, m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years)
  • Cytokeratins are a large family of proteins whose main task is to build and maintain cell shape. They form a filamentous network in the cytoplasm and thus contribute to the stability of the cell or of the entire tissue association. Cytokeratin 1 (CK1) is severely down-regulated in both sexes in old age. In the cytokeratin 19 (CK19) coding gene, this regulation is also recorded, but only in older women. The expression of CK19 remains constant in men in old age. The decreased expression of cytokeratin 1, which is characteristic of differentiating epithelial cells, may indicate a disruption in the differentiation of the epithelial tissue of the hair follicle in old age. Because CK19 as a stem cell marker As discussed, its underexpression may point to a disturbed neoplasm of hair follicle cells, resulting in a slowing of the hair cycle.
  • Cyclins are the key elements in controlling cell division. They regulate cyclin-dependent kinases (Cdk), another group of proteins that can switch on or off the enzymatic activities of their substrates by phosphorylation. Thus, depending on the presence of different cyclins, different processes of the cell cycle are initiated. Cyclin E regulates the transition from the resting phase G1 into the synthesis phase.
  • Table 6 shows the results of the study in young and older follicles of proliferation-associated markers (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years, m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years) w50 / w25 m50 / m25
  • Table 7 shows the results of the examination in young and older follicles (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years, m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years)
  • the S100 proteins represent another group of inflammation-associated proteins. They are increasingly formed in inflammatory processes, supporting the association of aging and chronic inflammation. It is known that the proinflammatory molecules S100A7, S100A8 and S100A9 are up-regulated by IL22. This fits in with the above-described regulation of the IL22 receptor, as far as one can conclude from the overexpression of the IL22 receptor on more existing IL22. In the aging process, the S100 proteins play a further role.
  • S100A8 and S100A9 can form a heterodimer that binds as a ligand to the "age receptor" RAGE (Receptor of Advanced Glycation End-Products)
  • Glycation end products are non-degradable long-chain compounds resulting from the reaction of proteins with sugar molecules (Maillard It is a permanent modification that causes proteins to lose their normal functions in the body, and during the normal aging process, increased AGE production is observed, which in turn results in an increase in their receptors (RAGE) on almost all body cells (Bierhaus and Nawroth, 2002).
  • RAGE receptor-mediated Activation of MAP kinases and release of proinflammatory cytokines. In addition to the classical RAGE ligands, this effect was also observed in the heterodimer of S100A8 / S100A9 as a binding molecule.
  • Example 8 cDNA microarray data
  • Table 8 summarizes the results of the shown regulations sorted into clusters and by relevance (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years, m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years). (Table 8 see appendix)
  • Table 9 summarizes the results of the shown regulations (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years, m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years). w50 / w25 m50 / m25
  • Table 10 summarizes the results of the shown regulations (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years, m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years).
  • the collected data were further processed by means of pathway analysis.
  • the differentially expressed genes were first clustered and then analyzed for their upstream and downstream interaction partners using special software (Interaction Explorer Software PathwayAssist). This analysis includes the automatic search for keywords in abstract and full text databases. The identified interactions between specific gene groups are subsequently reviewed for their relevance. This pathway analysis yielded a set of coherent regulations.
  • Table 11 shows the results of the study of differential gene expression by pathway analysis in female follicles. Shown is the increased expression in the older follicles compared to the young follicles (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years) w50 / w25
  • the gray circles in Figure 2 are upregulated in the hair follicles of women> 50 years compared to the follicles of young women ⁇ 25 years.
  • the genes thus highlighted can be embedded in a common network of regulations and thus represent a starting point for influencing the aging of the hair, which has not yet been described in this entirety.
  • Table 12 shows the results of the study of differential gene expression in female follicles. Shown is the reduced expression in the older follicles compared to the young follicles (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years)
  • WNT11 wingless-type MMTV integration site family member 11 -1, 82
  • the gray-framed parameters shown in Figure 3 are downregulated in the hair follicles of women> 50 years compared to the follicles of young women ⁇ 25 years old.
  • the genes thus highlighted can be embedded in a common network of regulations and thus represent a starting point for influencing the aging of the hair.
  • Table 13 shows the results of the study of differential gene expression in female and male follicles of keratin-associated markers. The expression is shown in the older follicles in comparison to the young follicles (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years, m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years)
  • KRTHA3A human hair keratin 3-1, acidic -1, 41
  • Table 14 shows the results of the study of the differential gene expression of keratins in male and female follicles. The expression is shown in the older follicles in comparison to the young follicles (m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years)
  • Table 15 shows the results of the study of differential gene expression in male follicles. Shown is the reduced expression in the older follicles compared to the young follicles (m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years) m50 / m25
  • NEFH neurofilament heavy polypeptides 20OkDa -1, 45
  • Another object of the present invention is a hair treatment composition containing at least one active substance which is able to positively or negatively influence the expression of at least one of the genes differentially expressed in older hair follicles and in young hair follicles.
  • Genes preferred according to the invention are the genes listed in Tables 1 to 15 as differentially expressed in older hair follicles and in young hair follicles. Particularly preferred genes are those genes that are highly relevant and / or highly significant in group 1 of Table 8.
  • the quotients in Tables 1 to 15 indicate the level of differential expression, i. that is, by what factor the respective gene is expressed more strongly in young hair follicles than in old hair follicles, or vice versa.
  • NCBI National Center for Biotechnology Information
  • This database is available on the Internet at the following address: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/.
  • the genes or gene products are also available at the following Internet addresses: http: //www.ncbi.nlm.nih.qov/UniGene/Hs.Home.html or http://www.ncbi.nlm.nih.gov/qenome/ quide directly accessible.
  • composition according to the invention may additionally comprise protein hydrolysates, preferably cationized protein hydrolysates, wherein the protein hydrolyzate on which the animal is based, for example from collagen, milk or keratin, from the plant, for example from wheat, maize, rice, potatoes, soya or almonds, from marine life forms, from fish collagen or algae, or biotechnologically derived protein hydrolysates.
  • the protein hydrolyzates on which the cationic derivatives are based can be obtained from the corresponding proteins by chemical, in particular alkaline or acid hydrolysis, by enzymatic hydrolysis and / or a combination of both types of hydrolysis.
  • cationic protein hydrolyzates are to be understood as meaning quaternized amino acids and mixtures thereof.
  • the quaternization of the protein hydrolyzates or amino acids is often carried out using quaternary ammonium salts such as N, N-dimethyl-N- (n-alkyl) -N- (2-hydroxy-3-chloro-n-propyl) ammonium halides.
  • the cationic protein hydrolysates may also be further derivatized.
  • the cationic protein hydrolysates and derivatives those listed under the INCI names in the "International Cosmetic Ingredient Dictionary and Handbook", (seventh edition 1997, The Cosmetic, Toiletry, and Fragrance Association 1101 17 th Street, NW, Suite 300, Washington, DC 20036-4702) and cited: Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Collagen, Cocodimopnium Hydroxypropyl Hydrolyzed Casein, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Collagen, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Hair Keratin, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Keratin, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Rice Protein, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed SiC, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Soy Protein, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein, Coco
  • composition according to the invention can in principle remain on the hair, the agent is preferably rinsed out after an exposure time of 10 seconds to 60 hours. This rinsing can be done with pure water or a commercially available shampoo. Action times of 1 to 15 minutes have proven sufficient in most cases.
  • the agent according to the invention at a temperature of 20 to 55 0 C, in particular from 35 to 40 0 C, apply.
  • composition according to the invention is applied to the hair, there are no fundamental restrictions.
  • Haartonics are of particular interest according to the invention, in particular as a leave on formulation. These are preferably used at room temperature, the alcoholic content is preferably in the range of about 30% to about 35% and the pH should be about pH 7.
  • creams, lotions, solutions, waters, emulsions such as W / O, O / W, PIT emulsions (called phase inversion emulsions, PIT), microemulsions and multiple emulsions, are packaged as formulations of the compositions containing the composition according to the invention.
  • Gels, sprays, aerosols and foam aerosols. are usually formulated on an aqueous or aqueous-alcoholic basis.
  • alcoholic component while lower alkanols and polyols such as propylene glycol and glycerol are used. Ethanol and isopropanol are preferred alcohols. Water and alcohol may be present in the aqueous alcoholic base in a weight ratio of 1:10 to 10: 1.
  • Water and aqueous-alcoholic mixtures can be preferred bases according to the invention.
  • the pH of these preparations can in principle be between 2 and 11. It is preferably between 2 and 7, with values of 3 to 5 being particularly preferred.
  • acids are used as acids.
  • By-acids are understood to mean those acids which are absorbed as part of the usual food intake and have positive effects on the human organism. Eat acids are, for example, acetic acid, lactic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid, ascorbic acid and gluconic acid.
  • citric acid and lactic acid are particularly preferred.
  • Preferred bases are ammonia, alkali hydroxides, triethanolamine and N, N, N ', N'-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine.
  • the agent can be made up as a single-chamber system or as a two-chamber system.
  • the agent can in principle contain all other components known to the person skilled in the art for such cosmetic compositions.
  • nonionic surfactants such as, for example, alkylphenol polyglycol ethers, fatty acid polyglycol esters,
  • Fatty acid amide polyglycol ethers Fatty acid amide polyglycol ethers, fatty amine polyglycol ethers, alkoxylated triglycerides, in particular ethoxylated castor oil, alk (en) yl oligoglucosides, fatty acid N-alkylglucamides, polyol fatty acid esters, sugar esters, sorbitan esters and polysorbates. If the nonionic surfactants contain polyglycol ether chains, they may have a conventional or narrow homolog distribution.
  • alkyl sulfates in particular alkyl sulfates, alkyl polyglycol ether sulfates and ether carboxylic acids having 10 to 18 carbon atoms in the alkyl group and up to 12 glycol ether groups in the molecule, soaps and sulfosuccinic mono- and
  • zwitterionic surfactants in particular the so-called betaines, such as the N-alkyl-N, N-dimethylammonium glycinates, for example the cocoalkyldimethylammonium glycinate, N-acylaminopropyl-N, N-dimethylammoniumglycinates, for example the cocoacylaminopropyldimethylammoniumglycinate, and 2-alkyl-3-carboxylmethyl-3-hydroxyethylimidazolines having in each case 8 to 18 C atoms in the alkyl or acyl group and the cocoacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethylglycinate, ampholytic surfactants such as, for example, N-alkylglycines, N-alkylpropionic acids, N-alkylaminobutyric acids, N-alkyliminodipropionic acids, N-hydroxyethyl-N-alkylamidopropyl
  • methylcellulose, hydroxyalkylcellulose and carboxymethylcellulose starch fractions and derivatives such as amylose, amylopectin and dextrins, clays such.
  • bentonite or fully synthetic hydrocolloids such.
  • polyvinyl alcohol polyvinyl alcohol
  • Hair conditioning compounds such as phospholipids, for example, soya lecithin, egg lecithin and
  • Solvents and mediators such as ethanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and
  • dialkyl ethers having a total of from 12 to 36 carbon atoms, in particular 12 to 24 carbon atoms, such as di-n-octyl ether, di-n-decyl ether, di-n-nonyl ether, di-n -undecyl ether and di-n-dodecyl ether, n-hexyl n-octyl ether, n-octyl n-decyl ether, n-decyl n-undecyl ether, n-undecyl n-dodecyl ether and n-hexyl n-undecyl ether and di tert-butyl ether, di-iso-pentyl ether, di-3-ethyl decyl ether, tert-butyl n-octyl ether, is
  • Fatty alcohols in particular linear and / or saturated fatty alcohols containing 8 to 30 carbon atoms, and
  • fiber-structure-improving active substances in particular mono-, di- and oligosaccharides, such as, for example, glucose, galactose, fructose, fructose and lactose,
  • paraffin oils such as paraffin oils, vegetable oils, eg. Sunflower oil, orange oil,
  • Lecithin and cephaline quaternized amines such as methyl-1-alkylamidoethyl-2-alkylimidazolinium methosulfate,
  • Anti-dandruff agents such as Piroctone Olamine, Zinc Omadine and Climbazole,
  • Light stabilizers in particular derivatized benzophenones, cinnamic acid derivatives and triazines, other substances for adjusting the pH, such as ⁇ - and ß-
  • Bodying agents such as sugar esters, polyol esters or polyol alkyl ethers,
  • Fats and waxes such as spermaceti, beeswax, montan wax and paraffins,
  • Swelling and penetration substances such as glycerol, propylene glycol monoethyl ether, carbonates,
  • Opacifiers such as latex, styrene / PVP and styrene / acrylamide copolymers
  • Pearlescing agents such as ethylene glycol mono- and distearate and PEG-3-distearate,
  • Reducing agents such as B. thioglycolic acid and its derivatives, thiolactic acid, cysteamine,
  • Propellants such as propane-butane mixtures, N 2 O, dimethyl ether, CO 2 and air,
  • composition of the invention may also contain surfactants. These may be anionic, ampholytic, zwitterionic or nonionic surfactants as well as cationic surfactants.
  • a combination of anionic and nonionic surfactants or a combination of anionic and amphoteric surfactants is used.
  • anionic and nonionic surfactants or a combination of anionic and amphoteric surfactants is used.
  • the skilled person can also largely or completely dispense with the use of surfactants.
  • Suitable anionic surfactants in compositions according to the invention are all anionic surfactants suitable for use on the human body. These are characterized by a water-solubilizing, anionic group such as. Example, a carboxylate, sulfate, sulfonate or phosphate group and a lipophilic alkyl group having about 10 to 22 carbon atoms. In addition, glycol or polyglycol ether groups, ester, ether and amide groups and hydroxyl groups may be present in the molecule. Nonionic surfactants contain as hydrophilic group z. A polyol group, a polyalkylene glycol ether group or a combination of polyol and polyglycol ether groups. Such compounds are, for example
  • Ci 2 -C 22 fatty acid mono- and diesters of addition products of 1 to 30 moles of ethylene oxide
  • Preferred nonionic surfactants are alkyl polyglycosides of the general formula R 1 O- (Z) x . These connections are identified by the following parameters.
  • the alkyl radical R 1 contains 6 to 22 carbon atoms and may be both linear and branched. Preference is given to primary linear and methyl-branched in the 2-position aliphatic radicals.
  • Such alkyl radicals are, for example, 1-octyl, 1-decyl, 1-lauryl, 1-myristyl, 1-cetyl and 1-stearyl. Particularly preferred are 1-octyl, 1-decyl, 1-lauryl, 1-myristyl.
  • oxo-alcohols When so-called "oxo-alcohols" are used as starting materials, compounds with an odd number of carbon atoms in the alkyl chain predominate.
  • the alkyl polyglycosides which can be used according to the invention can contain, for example, only one particular alkyl radical R 1 .
  • these compounds are prepared starting from natural fats and oils or mineral oils.
  • the alkyl radicals R are mixtures corresponding to the starting compounds or corresponding to the particular work-up of these compounds.
  • alkyl polyglycosides are those in which R 1 consists essentially of C 8 - and C O alkyl groups, consisting essentially of C 12 - and C 14 alkyl groups, essentially of C 8 - to C 16 -alkyl groups or consists essentially of C 12 - to C 16 alkyl groups.
  • sugar building block Z it is possible to use any desired mono- or oligosaccharides.
  • sugars with 5 or 6 carbon atoms and the corresponding oligosaccharides are used.
  • Such sugars are, for example, glucose, fructose, galactose, arabinose, ribose, xylose, lyxose, Allose, Altrose, Mannose, Gulose, Idose, Talose and Sucrose.
  • Preferred sugar building blocks are glucose, fructose, galactose, arabinose and sucrose; Glucose is particularly preferred.
  • alkyl polyglycosides which can be used according to the invention contain on average from 1.1 to 5 sugar units. Alkyl polyglycosides having x values of 1.1 to 1.6 are preferred. Very particular preference is given to alkyl glycosides in which x is 1: 1 to 1, 4.
  • the alkyl glycosides can also serve to improve the fixation of fragrance components on the hair.
  • this substance class as a further constituent of the preparations according to the invention in the event that an effect of the perfume oil on the hair which exceeds the duration of the hair treatment is desired.
  • alkoxylated homologs of said alkyl polyglycosides can also be used according to the invention. These homologs may contain on average up to 10 ethylene oxide and / or propylene oxide units per alkyl glycoside unit.
  • zwitterionic surfactants can be used, in particular as cosurfactants.
  • Zwitterionic surfactants are surface-active compounds which carry at least one quaternary ammonium group and at least one -COO () or -SO 3 () group in the molecule.
  • Particularly suitable zwitterionic surfactants are the so-called betaines, such as the N-alkyl-N, N-dimethylammonium glycinates, for example the cocoalkyldimethylammonium glycinate, N-acylaminopropyl-N, N-dimethylammoniumglycinate, for example the cocoacylaminopropyldimetic acid thylammoniumglycinat, and 2-alkyl-3-carboxylmethyl-3-hydroxyethyl imidazoline having in each case 8 to 18 carbon atoms in the alkyl or acyl group and the Kokosacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethylgly- cinate.
  • a preferred zwitterionic surfactant is the fatty acid amide derivative known by the INCI name Cocamidopropyl Betaine.
  • ampholytic surfactants are understood as meaning those surface-active compounds which, apart from a C 8 -C 18 -alkyl or acyl group in the molecule, contain at least one free amino group and at least one -COOH or -SO 3 H group and are capable of forming internal salts .
  • suitable ampholytic surfactants are N-alkylglycines, N-alkylpropionic acids, N-alkylaminobutyric acids, N-alkyliminodipropionic acids, N-hydroxyethyl-N-alkylamidopropylglycines, N-alkyltaurines, N-alkylsarcosines, 2-alkylaminopropionic acids and alkylaminoacetic acids each having about 8 to 18 C - atoms in the alkyl group.
  • ampholytic surfactants are N-cocoalkylaminopropionate, cocoacylaminoethylaminopropionate and C 12 . 18 -acylsarcosine.
  • the cationic surfactants used are, in particular, those of the quaternary ammonium compound type, the esterquats and the amidoamines.
  • Preferred quaternary ammonium compounds are ammonium halides, in particular chlorides and bromides, such as alkyltrimethylammonium chlorides, dialkyldimethylammonium chlorides and trialkyl methylammonium chlorides, eg. Cetyltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, lauryldimethylammonium chloride, lauryldimethylbenzylammonium chloride and tricetylmethylammonium chloride, as well as the imidazolium compounds known under the INCI names Quaternium-27 and Quaternium-83.
  • the long alkyl chains of the above-mentioned surfactants preferably have 10 to 18 carbon atoms.
  • Esterquats are known substances which contain both at least one ester function and at least one quaternary ammonium group as a structural element.
  • Preferred ester quats are quaternized ester salts of fatty acids with triethanolamine, quaternized ester salts of fatty acids with diethanolalkylamines and quaternized ester salts of fatty acids with 1,2-dihydroxypropyldialkylamines.
  • Such products are marketed under the trade names Stepantex® ®, ® and Dehyquart® Armocare® ®.
  • the alkylamidoamines are usually prepared by amidation of natural or synthetic fatty acids and fatty acid cuts with dialkylaminoamines.
  • An inventively particularly suitable compound from this group of substances under the name Tegoamid ® S 18 commercial stearamidopropyl dimethylamine is.
  • the compounds used as surfactant with alkyl groups may each be uniform substances. However, it is generally preferred to use native vegetable or animal raw materials in the production of these substances, so that substance mixtures having different alkyl chain lengths depending on the respective raw material are obtained.
  • both products with a "normal” homolog distribution and those with a narrow homolog distribution can be used.
  • normal homolog distribution are meant mixtures of homologues which are obtained in the reaction of fatty alcohol and alkylene oxide using alkali metals, alkali metal hydroxides or alkali metal alcoholates as catalysts.
  • narrowed Homologous distributions are obtained when, for example, hydrotalcites, alkaline earth metal salts of ether carboxylic acids, alkaline earth metal oxides, hydroxides or alcoholates are used as catalysts. The use of products with narrow homolog distribution may be preferred.
  • Table 8 summarizes the results of the shown regulations sorted into clusters and by relevance (w50 female> 50 years, w25 female ⁇ 25 years, m50 male> 50 years, m25 male ⁇ 25 years)
  • EPIDERMAL GROWTH Hs.41981 4690 FACTOR P01133 5 1.78 -1.26 -1.03 1.23 1.06 -1.83
  • P0758 Hs.156 100,0100,0300,0100,0
  • P412 Hs.446 5.0 100, 150, 100,

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur molekularen Charakterisierung von Altershaar in vitro sowie ein Haarbehandlungsmittel, enthaltend mindestens eine Verbindung, die die Expression mindestens eines der in älteren Haarfollikeln und in jungen Haarfollikeln differentiell exprimierten Gene positiv oder negativ zu beeinflussen vermag.

Description

Verfahren zur molekularen Charakterisierung von Altershaar
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur molekularen Charakterisierung von Altershaar sowie ein Haarbehandlungsmittel, enthaltend mindestens eine Verbindung, die die Expression mindestens eines der in älteren Haarfollikeln und in jungen Haarfollikeln differentiell exprimierten Gene positiv oder negativ zu beeinflussen vermag.
Bisher sind die Veränderungen im gealterten Haar nur unzureichend untersucht. Bekannt sind die Reduktion der Haardichte und des Haardurchmessers sowie die Abnahme der Zellteilungsrate der Haarfollikelzellen. Die vorhandenen Daten basieren allerdings größtenteils auf empirischen Beobachtungen. Die Untersuchung der molekularen und zellphysiologischen Gründe für diese phänotypischen Veränderungen während des Alterungsprozesses sowie die Analyse von alters- und geschlechtsspezifischen Unterschieden fehlen weitestgehend. So ist der Fachwelt zwar das Expressionsprofil von gealterten Rattenschnurrhaaren bekannt, jedoch haben Untersuchungen gezeigt, dass die Übertragung der Ergebnisse auf den Menschen nur sehr eingeschränkt möglich ist. Grund hierfür ist, dass sich der Haarzyklus in Nagern deutlich von dem des Menschen unterscheidet. Der Haarzyklus in Nagern läuft synchronisiert und in Wellen ab. D.h. eine große Anzahl von beieinanderliegenden Haarfollikeln befindet sich im selben Stadium. Beim Menschen ist der Haarzyklus der einzelnen Haarfollikel eines Areals unsynchron isiert. Auch die Verteilung der Haare in den einzelnen Zyklusstadien unterscheidet sich bei Nager und Mensch. Während sich beim Menschen ca. 80 % der Haare immer im Anagen (Wachstumsphase) befinden, ist der überwiegende Anteil der Nagerhaare in der Telogenphase. Eine umfassende Charakterisierung von Altershaar ist bislang aus dem Stand der Technik nicht bekannt.
Bei den klassischen in-vivo-Studien werden nur einzelne, makroskopisch erkennbare Parameter untersucht (Haardichte, Haardurchmesser, Wachstumsrate, Anagen/Telogen Ratio). Effekte und altersbedingte Veränderungen auf zellulärer Ebene, die über den Parameter „Haarwachstum" hinausgehen, wie z.B. Haarstruktur, Metabolismus oder Pigmentierung, werden dabei nicht erfasst.
Das geringe Verständnis der molekularen Mechanismen, die bei der Follikelalterung bedeutsam sind, führt zu einer unzureichenden Anzahl von Targets, die für eine kosmetische oder pharmakologische Einflussnahme auf den Haarfollikel zur Verfügung stehen. Dies führt dazu, dass es nur wenige Produkte gibt, die das Problem der Haaralterung adressieren, wobei hier in den meisten Fällen lediglich die Haarfaser im Fokus steht. So sind lediglich zwei Anmeldungen bekannt, in denen die Verwendung von Taurin und seinen Derivaten (FR 2841129) sowie von retinolhaltigen Formulierungen (EP 972511 ) beschrieben wird.
Haare besitzen neben ihrer eigentlichen physiologischen Aufgabe, wie Wärmeisolierung und Lichtschutz, eine nicht zu unterschätzende psychosoziale Funktion. Sie dienen unter anderem als Mittel der zwischenmenschlichen Kommunikation und stellen ein Zeichen der eigenen Individualität dar. Veränderungen, auch altersbedingte, im Haarwachstum können zu einer massiven Beeinträchtigung des Selbstbewusstseins der betroffenen Person führen.
Durch geeignete Wirkstoffformulierungen die Jugendlichkeit der Haare zu erhalten oder sie verjüngen zu können, ist eine Herausforderung für die kosmetische Forschung.
Es besteht daher ein Bedarf an der Identifikation möglichst vieler, vorzugsweise aller, für die altersrelevanten Veränderungen im menschlichen Haarfollikel wichtigen Gene.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen möglichst großen Teil der für die altersrelevanten Veränderungen im menschlichen Haarfollikel bedeutsamen Gene zu identifizieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur molekularen Charakterisierung von menschlichem Altershaar, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man a) ein erstes Gemisch von in Haarfollikeln älterer Menschen exprimierten, d. h. transkribierten und gegebenenfalls auch translatierten genetisch codierten Faktoren, also von Proteinen, mRNA- Molekülen oder Fragmenten von Proteinen oder mRNA-Molekülen aus Haarfollikeln älterer Menschen, gewinnt, b) ein zweites Gemisch von in Haarfollikeln junger Menschen exprimierten, d. h. transkribierten und gegebenenfalls auch translatierten genetisch codierten Faktoren, also von Proteinen, mRNA- Molekülen oder Fragmenten von Proteinen oder mRNA-Molekülen aus Haarfollikeln junger Menschen gewinnt und c) die in a) und b) gewonnenen Gemische einer differentiellen Analyse der Genexpression unterwirft, und dadurch die Gene identifiziert, die in Haarfollikeln älterer bzw. junger Menschen unterschiedlich stark (differentiell) exprimiert werden.
Einzelnen gezupften humanen Haarfollikeln haftet ausreichend biologisches Material an, um relevante Parameter, die gegebenenfalls der Follikelalterung unterliegen, wie z.B. Haarwachstum, - metabolismus, -struktur sowie -pigmentierung auf zellulärer Ebene zu erfassen. Das anhaftende biologische Material besteht aus Zellen der äußeren Bindegewebsscheide (CTS-Fibroblasten), Keratinozyten der äußeren und inneren Wurzelscheide (ORS- und IRS-Keratinozyten), Matrixmelanozyten sowie Matrixkeratinozyten. Die ebenfalls im Haarfollikel angesiedelte dermale Papille verbleibt beim Zupfen in der Kopfhaut, so dass an dieser Stelle ein neues Haar gebildet werden kann.
Makroskopische, altersbedingte Veränderungen im Längenwachstum, in der Haarstruktur, der Haardichte sowie der Färbung des Haares sind unmittelbare Folgen einer Modulation von Genen, Proteinen und Stoffwechselprodukten in den Haarfollikelzellen. Durch die Analyse und Quantifizierung der auftretenden zellulären Effekte können somit Rückschlüsse auf die zu erwartenden makroskopischen Veränderungen des Haares, wie z.B. Längenwachstum, gezogen werden, bevor sich diese im sichtbaren Haarschaft manifestieren.
Darüber hinaus können durch moderne molekularbiologische und proteinbiochemische Verfahren verschiedenste Endpunkte bestimmt werden, die über die klassischen Parameter wie Längen- und Dickenwachstum hinausgehen. So kann beispielsweise die Expression von speziellen Haarkeratinen, die die Haarstruktur beeinflussen, mittels quantitativer PCR auf Transkriptionsebene untersucht werden. Auch der Einfluss einer Testsubstanz auf Marker, die relevant für die Pigmentierung sind (z.B. gp100, TRP1 ) sowie auf haarzyklussteuernde Wachstumsfaktoren (z.B. HGF, KGF) und ihre Rezeptoren (z.B. c-met) lassen sich mit der vorgeschlagenen Methode direkt in vivo bestimmen.
Mittels verschiedener proteinanalytischer Methoden wie beispielsweise Westernblot oder Proteinarray können die haarrelevanten Marker auch auf Proteinebene bestimmt und alterabhängige Effekte auf das Proteinexpressionsmuster untersucht werden. Durch die molekulare Analyse von älteren Haarfollikeln gegenüber jungen Haarfollikeln kann eine umfassende Charakterisierung der altersbedingten Veränderungen im Haarfollikel durchgeführt werden und es können so neue Targets und Signalwege identifiziert werden, die die Follikelalterung entscheidend beeinflussen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es vorteilhafterweise möglich, den komplexen Prozess der Haaralterung und die kausalen Zusammenhänge der Veränderungen am gealterten Haar zu begreifen. Nur mit diesem Wissen können neue Konzepte für kosmetische Haar-Produkte entwickelt werden, die ihre Wirkung auf das breite Spektrum der Genexpression im gealterten Haarfollikel ausüben. Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführte differentielle Analyse zeigt erstmals in umfassender Weise, welche Gene in Altershaar exprimiert werden, und welche Gene dort anders exprimiert werden als in jungem Haar. Erst durch die systematische Identifizierung der im Alter modifizierten zellulären Prozesse wird die gezielte Entwicklung biologisch aktiver Haarpflegeprodukte, die genau auf die Bedürfnisse des älteren Haarfollikels abgestimmt sind und so den Zeichen der Follikelalterung entgegenwirken, ermöglicht.
Vorteilhafterweise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren somit erstmals eine umfassende systematische Identifikation und Clusterung (Zusammenfassung in Pathways) der altersrelevanten Veränderungen im Haarfollikel.
Vorzugsweise erhält man die in den Schritten a) und b) zu gewinnenden Gemische aus Haarfollikeln behaarter Kopfhaut.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass man die Untersuchung in Schritt c) mittels einer Methode durchführt, die ausgewählt ist unter i. Ein- oder zweidimensionaler Gelelektrophorese ii. Affinitätschromatographie iii. Protein-Protein-Komplexierung in Lösung iv. ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay) v. enzymgekoppelte Stoffwechselassays vi. Massenspektrometrie, insbesondere Matrix Assistierter Laser Desorptions
Ionisation (MALDI), vii. Einsatz von Proteinchips, Northern Blots, viii. Real Time Quantitative Polymerasekettenreaktion (RT-PCR), ix. Multiplex-PCR, x. RNase-Schutzexperimente, xi. Dot-Blots, xii. CDNA-Sequenzierung, xiii. Klon-Hybridisierung, xiv. Differential Display, xv. Subtraktive Hybridisierung, xvi. cDNA-Fragment-Fingerprinting, xvii. Durchflusszytometrieanalysen, xviii. Serielle Analyse der Genexpression (SAGE) und insbesondere xix. Einsatz von Nukleinsäurechips, • oder mittels geeigneter Kombinationen dieser Methoden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind unter „älteren Menschen" insbesondere solche in einem Alter von über 50 Jahren und unter „jungen Menschen" insbesondere solche in einem Alter von unter 25 Jahren zu verstehen.
Zur Erfassung der differentiellen Genexpression älterer bzw. junger Haarfollikel können die dem Fachmann bekannten Methoden eingesetzt werden, beispielsweise die Technik der „Seriellen Analyse der Genexpression" (SAGE™). Diese Technik erlaubt gleichzeitig die Identifikation und Quantifizierung aller in älteren bzw. jungen Haarfollikeln exprimierten Gene. Die Analyse der Genexpression ist auch mit der Quantifizierung spezifischer mRNA-Moleküle möglich (z.B. Northern-Blot, RNase- Schutzexperimente). Außerdem können die Techniken MPSS (Massive Parallel Signiture Sequencing) oder Techniken, die auf Differential display beruhen, erfindungsgemäß eingesetzt werden.
Diese erfindungsgemäß einsetzbaren Methoden sind in den Übersichtsartikeln von Akhilesh Pandey und Matthias Mann: „Proteomics to study genes and genomes", Nature, Volume 405, Number 6788, 837 - 846 (2000), und „Genombs, gene expression and DNA arrays", Nature, Volume 405, Number 6788, 827 - 836 (2000), und den dort angegebenen Referenzen beschrieben, worauf hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird.
Zur Erfassung der differentiellen Genexpression älterer bzw. junger Haarfollikel kann erfindungsgemäß auch die Analyse mittels Ganzgenom-Microarray eingesetzt werden. Insbesondere wurde für die vorliegenden Untersuchungen der Whole Human Genome Microarray der Firma Agilent eingesetzt. Dieser umfasst ca. 34.000 Gene.
Die 2D-Gelelektrophorese wird beispielsweise in L. D. Adams, Two-dimensional Gel Electrophoresis using the Isodalt System oder in L. D. Adams & S. R. Gallagher, Two-dimensional Gel Electrophoresis using the O'Farrell System; beide in Current Protocols in Molecular Biology (1997, Eds. F. M. Ausubel et al.), Unit 10.3.1 - 10.4.13; oder in 2-D Electrophoresis-Manual; T. Berkelman, T. Senstedt; Amer- sham Pharmacia Biotech, 1998 (Bestell-Nr. 80-6429-60), beschrieben.
Die massenspektrometrische Charakterisierung der Proteine oder Proteinfragmente erfolgt in der Fachwelt bekannter Weise, beispielsweise wie in den folgenden Literaturstellen beschrieben:
Methode in Molecular Biology, 1999; VoI 112; 2-D Proteome Analysis Protocols; Editor: A. J. Link; Humana Press; Totowa; New Jersey. Darin insbesondere: Courchesne, P. L. und Patterson, S. D.; S. 487-512. Carr, S. A. und Annan, R. S.; 1997; in: Current Protocols in Molecular Biology; Editor: Ausubel, F. M. et al.; John Wiley and Sons, Inc. 10.2.1 -10.21.27.
Es können jedoch erfindungsgemäß auch andere dem Fachmann bekannte Methoden zur Erfassung der differentiellen Genexpression älterer bzw. junger Haarfollikel eingesetzt werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie jedoch darauf einzuschränken.
Beispiele:
Beispiel 1 : Haarkeratine
Ein altersabhängiges Phänomen ist das Dünnerwerden und die gesteigerte Fragilität der Haare. Dabei ist die Festigkeit der Haare und die Haarstruktur im Wesentlichen von der Zusammensetzung spezieller haarspezifischer Strukturproteine abhängig, den Haarkeratinen. Durch die altersbedingte Veränderung der Zusammensetzung dieser spezifischen Proteine wird auf biologischer Ebene Einfluss auf die Haarstruktur genommen.
Die Expression verschiedener Haarkeratine in gezupften Haarfollikel von Probanden unterschiedlicher Altersgruppen (<25 und > 50 Jahre) kann mit Hilfe eines quantitativen Real-Time-PCR-Verfahrens untersucht werden. Zur Durchführung der PCR wird zunächst mit Hilfe des RNeasy Mini Kits der Fa. Qiagen die RNA aus 15 Haarfollikeln isoliert und mittels reverser Transkription in cDNA umgeschrieben. Bei der anschließenden PCR Reaktion, die mit Hilfe genspezifischer Primer für die jeweiligen Haarkeratine durchgeführt wird und die der Amplifikation der gesuchten Genabschnitte dient, wird die Bildung der PCR-Produkte online über ein Fluoreszenzsignal detektiert. Das Fluoreszenzsignal ist dabei proportional zur Menge des gebildeten PCR-Produktes. Je stärker die Expression eines bestimmten Gens ist, desto größer ist die Menge an gebildetem PCR-Produkt und um so höher ist das Fluoreszenzsignal.
Sowohl die weibliche als auch die männliche (jeweils junge und alte) Probandengruppe wurde in jeweils 3 Pools unterteilt, wobei die Expressionsänderung im Alter durch Normierung auf die entsprechende junge Kontrollgruppe berechnet wurde.
Gezeigt sind in Tabelle 1 die durchschnittlichen Expressionen der Probandenpools. Die jeweils dritte Spalte dokumentiert die Unterschiede zwischen jungen und älteren Probanden.
Figure imgf000009_0001
Tabelle 1
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass insbesondere die Keratine hHa3-l und hHa4 bei beiden Geschlechtern eine starke Abnahme der Genexpression im Laufe des Alterungsprozesses zeigen.
Beispiel 2: Apoptose
Unter Apoptose versteht man den programmierten Zelltod. Er manifestiert sich zunächst in morphologischen Veränderungen, wie dem Schrumpfen der Zellen und Ausbildung von Membraneinstülpungen; weiterhin zeigt sich eine Fragmentierung der chromosomalen DNA und es kommt letztlich zum Absterben und Abbau der betroffenen Zellen. Im Haarfollikel ist insbesondere die Regressionsphase (Katagen) von apoptotischen Prozessen in den Keratinozyten geprägt. Hier leitet die Apoptose den Übergang von der Wachstumsphase in die Regressionsphase ein. Darüber hinaus sind jedoch mit voranschreitendem Alter auch Melanozyten von Apoptose betroffen, was zum Ergrauen des entsprechenden Follikels führt.
Zentrale Regulatoren der Apoptose sind die zur Familie der Cysteinproteasen gehörende Caspasen.
Die Untersuchungen der Genexpression in Haarfollikeln unterschiedlicher Altersgruppen (<25 und > 50 Jahre) und unterschiedlichen Geschlechts mit Hilfe eines cDNA-Microarrays und quantitativer PCR zeigen ein im Alter gesteigertes Maß an proapoptotischen Signalmolekülen wie das der Caspasen 2, 7 und 9.
Hierbei ist insbesondere die weibliche Probandengruppe betroffen. Die hochregulierten Caspasen kann man in zwei Gruppen einteilen, zum einen in Initiator- und zum anderen in Effektor-Caspasen. Zu den Initiatoren des Zelltods zählen die Caspasen 2 und 9, die hier am stärksten reguliert sind. Eine Aktivierung der Caspase 2 führt zu DNA-Schädigungen während Caspase 9 als kritisches Element für die intrazelluläre Vervielfältigung apoptotischer Signale anzusehen ist.
Ausgelöst durch die Signaltransduktion geschädigter Mitochondrien aktiviert sie die Caspase 7, die als Effektor-Caspase Substrate spaltet, die wiederum die morphologischen Veränderungen des Apoptoseprozesses auslösen. Darüber hinaus ist der Tumor Nekrosefaktor TNFSF11 bei den Frauen signifikant hochreguliert. Seine Bindung an den Membranrezeptor bewirkt über ASK1 eine Stimulierung von JNK (ebenfalls hochreguliert) und nimmt damit Einfluss auf die Mitochondrien- Schädigung. Relevante Marker hierfür sind die Gene Bax und Bcl-2. Sie wirken beide an der Mitochondrienmembran, haben aber unterschiedliche Effekte. Bax ist ein apoptoseförderndes und BcI- 2 ein apoptosehemmendes Signalmolekül.
Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung differenzieller Genexpression in jungen und älteren Follikeln von apoptose-assoziierten Genen (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre, m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre)
w50/w25 m50/m25
Caspase 2 2,78 -1 ,01 Caspase 7 1 ,56 -1 ,04 Caspase 9 1 ,81 1 ,02 TNFSF11 1 ,79 -1 ,30 Bax 1 ,10 1 ,50 Bcl2 -1 ,40 1 ,30 (Tabelle 2)
Beispiel 3: MAPK
Mitogenaktivierte Proteinkinasen (MAPK) gehören zur Familie der Serin/Threonin Proteinkinasen und sind an einer Vielzahl von Zellfunktionen wie Proliferation, Differenzierung und Zelltod beteiligt. Ihre Signalkaskaden sind hierarchisch in drei Stufen eingeteilt. Die MAPK-Aktivierung erfolgt durch MAPK- Kinasen (MAPKK), die ihrerseits wiederum von MAPKK-Kinasen (MAPKKK) aktiviert werden. Auslöser für diese Kettenreaktion sind äußere Stimuli wie Mitogene, Wachstumsfaktoren oder inflammatorische Cytokine
In Abbildung 1 ist die Signalkaskade mitogenaktivierter Protein kinasen (MAPK) dargestellt. Von einem äußeren Reiz ausgehend (z.B. Wachstumsfaktor), erfolgt die Aktivierung der MAPK über MAPK- Kinasen (MAPKK) und MAPKK-Kinasen (MAPKKK). Je nach Signalweg werden unterschiedliche biologische Antworten wie Wachstum, Differenzierung oder Zelltod ausgelöst. Hellgrau: keine Genregulation bei beiden Geschlechtern. Dunkelgrau: erhöhte Genexpression bei Frauen über 50 Jahren.
Bei der Probandinnengruppe über 50 Jahre wurde in gezupften Follikeln eine gesteigerte Genexpression von verschiedenen mitogenaktivierten Proteinkinasen nachgewiesen. Die Expression von MAPK 8 (=JNK1 ) ist bei den Frauen um den Faktor 3,5 und die von MEKK4 um den Faktor 1 ,5 im Vergleich zu jungen Follikeln erhöht. MAPK 14 (=p38) und MAPK 11 (=p38ß) weisen ebenfalls eine tendenzielle Zunahme auf. Die bei den Frauen angesprochenen Gene sind charakteristisch für die mit Nummer zwei und drei bezeichneten Signalwege, wohingegen Signalweg eins (über Raf-Proteine, MEK1/2 und ERK1/2) keine Regulationen aufweist.
Die wichtige Rolle der MAP-Kinasen liegt in ihrer Fähigkeit, Matrixmetalloproteinasen (MMP) zu aktivieren. MMPs sind Enzyme, deren Hauptaufgabe die proteolytische Degradation von dermalen Strukturproteinen (z.B. Kollagen) ist. Für die Haare ist dies von erheblicher Bedeutung, da Kollagen ein Matrixprotein der dermalen Papille und der Dermal Sheath ist. Kollagen unterliegt weiterhin Veränderungen während des Haarzykluses, sodass ihm möglicherweise auch eine Kontrollfunktion diesbezüglich zuzuschreiben ist.
Neben den MAP-Kinasen ist auch der epidermale Wachstumsfaktor EGF für die MMP-Aktivierung verantwortlich. Seine Expression ist bei der älteren Probandinnengruppe ebenfalls erhöht.
Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung differenzieller Genexpression in jungen und älteren Follikeln von Genen der mitogenaktivierten Proteinkinasen (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre, m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre) w50/w25 m50/m25
MAPK 8 3,5 -1 ,08
MEKK4 1 ,46 1 ,18
MAPK 11 1 ,41 -1 ,09
MAPK 14 1 ,61 1 ,09
EGF 2,38 1 ,23
(Tabelle 3)
Beispiel 4: Immunologisch relevante Proteine
Die differenzielle Genexpression in gezupften Haarfollikeln unterschiedlicher Altersgruppen (<25 und > 50 Jahre) und unterschiedlichen Geschlechts wurde mit Hilfe eines cDNA-Microarrays analysiert.
Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung in jungen und älteren Follikeln von immunologisch relevanten Genen (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre, m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre)
w50/w25 m50/m25
Interleukin 6 2,50 -1 ,23
Interleukin 14 1 ,83 -1 ,15
IL-22 Rezeptor 2,77 1 ,39
Beta-Defensin 2 2,00 -2,31
(Tabelle 4)
Interleukine sind von den Zellen des Immunsystems gebildete Glycoproteine, die als chemische Botenstoffe zwischen den Zellen fungieren. Basierend auf einer Ligand-Rezeptor-Wechselwirkung vermögen sie Signale ins Zellinnere zu vermitteln und bestimmte Antworten der Zielzellen herbeizuführen. Nach ihren Wirkungen unterscheidet man entzündungsauslösende (proinflammatorische) oder entzündungsabschwächende (antiinflammatorische) Interleukine. Interleukin 6 ist ein klassischer Vertreter der proinflammatorischen Interleukine. Es ist Vermittler der so genannten Akutphaseantwort und kann als Entzündungsmarker eingestuft werden. Dieser Reaktion entgegen wirkt die Ausschüttung von IL14, welches die Proliferation von B-Zellen induziert. Ihre Immunglobulinsekretion wird unterdrückt und sie entwickeln sich bevorzugt zu B-Gedächtniszellen. Von besonderem Interesse bei entzündlichen Vorgängen der Haare könnte das erst kürzlich entdeckte Interleukin22 sein: Es konnte gezeigt werden, dass es ausschließlich auf Gewebezellen einwirkt und hier die unspezifische Abwehrkraft fördert. Sein Rezeptor (IL22R) kommt besonders auf solchen Zellen vor, die in ständigem Kontakt zur Außenwelt stehen und wird ebenfalls vermehrt bei Entzündungsprozessen gebildet. Die übermäßige Produktion von IL22 regt Hautzellen an, körpereigene Abwehrstoffe, so genannte Defensine zu produzieren. Überraschenderweise werden die Defensine in den gealterten Follikeln der weiblichen Probandengruppe heraufreguliert. Die Ergebnisse deuten darauf zwar darauf hin, dass die Haarfollikelalterung (zumindest bei Frauen), analog zur Hautalterung, als chronischer Entzündungsprozess verstanden werden kann. Jedoch ist bewerkenswert, wie die Abwehrleistung gegenüber eindringenden Keimen mit zunehmendem Alter aufrechterhalten bzw. noch verstärkt wird. Die Vorstellung, dass das in den Alterungsprozess einbezogene Immunsystem mit einer abnehmenden Abwehrfähigkeit pathologischer Prozesse assoziiert ist, trifft demnach auf das komplexe Gebilde des Haarfollikels nicht zu.
Beispiel 5: Cytokeratine
Die differenzielle Genexpression in gezupften Haarfollikeln unterschiedlicher Altersgruppen (<25 und > 50 Jahre) und unterschiedlichen Geschlechts wurde mit Hilfe eines cDNA-Microarrays und quantitativer PCR analysiert.
Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung in jungen und älteren Follikeln von Cytokeratinen (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre, m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre)
w50/w25 m50/m25
Cytokeratin 1 -2,35 -2,15
Cytokeratin 19 -1 ,83 1 ,14
(Tabelle 5)
Cytokeratine stellen eine große Familie von Proteinen dar, deren Hauptaufgabe der Aufbau und Erhalt der Zellform ist. Sie bilden ein filamentöses Netzwerk im Cytoplasma und tragen damit zur Stabilität der Zelle bzw. des gesamten Gewebeverbandes bei. Cytokeratin 1 (CK1 ) ist bei beiden Geschlechtern im Alter stark herunterreguliert. Bei dem das Cytokeratin 19 (CK19) kodierende Gen ist diese Regulation ebenfalls zu verzeichnen, hier jedoch nur bei den älteren Frauen. Die Expression von CK19 bleibt bei den Männern im Alter konstant. Die verringerte Expression des Cytokeratin 1 , welches charakteristisch für differenzierende Epithelzellen ist, könnte auf eine Störung in der Differenzierung des epithelialen Gewebes des Haarfollikels im Alter hindeuten. Da CK19 als Stammzellmarker diskutiert wird könnte seine Unterexpression auf eine gestörte Neubildung der Haarfollikelzellen hinweisen, was eine Verlangsamung des Haarzyklus zur Folge hätte.
Beispiel 6: Proliferation
Ein Beispiel für die kompensatorischen Fähigkeiten des Haarfollikels, um sich vor altersbedingte Veränderungen zu schützen zeigen verschieden proliferations-assoziierte Marker. Diese Marker wurden mit Hilfe eines cDNA Microarrays und Western-Blot untersucht. Zum zeigt der cDNA Microarray eine deutliche Abnahme von Cyclin E bei beiden älteren Probandengruppen. Cycline sind die zentralen Elemente bei der Kontrolle der Zellteilung. Sie regulieren Cyclinabhängige Kinasen (Cdk), eine weitere Gruppe von Proteinen, die durch Phosphorilierung die enzymatischen Aktivitäten ihrer Substrate ein- oder ausschalten können. So werden, je nach Vorhandensein unterschiedlicher Cycline, verschiedene Prozesse des Zellzyklus eingeleitet. Cyclin E reguliert dabei den Übergang von der Ruhephase G1 in die Synthese-Phase. Da ein hohes Level an Cyclin E den Übergang von der G1- Phase in die Synthesephase beschleunigt, könnte im Umkehrschluss eine stark verminderte Expression dieses Gens auf ein vermehrtes Verbleiben der Follikelzellen in der Ruhephase hinweisen. Damit würden mit zunehmendem Alter weniger neue Zellen produziert. Dem entgegen steht die im Alter insbesondere bei der männlichen Probandengruppe gesteigerte Expression von HGF (Hepatocyte Growth Factor), einem Wachstumsfaktor, der die Proliferation der Matrixkeratinozyten im Haarfollikel stimuliert. Dem entsprechend unverändert ist die Expression von PCNA, einem Protein, dass ausschließlich in proliferierenden Zellen lokalisiert ist. Dies zeigt, dass trotz einer verringerten Cytokeratin 14- und Cyclin E- Expression der Haarfollikel eine Strategie entwickelt hat, diesen Aspekt des Alterungsprozesses zu kompensieren, um weiterhin seine regenerativen Eigenschaften innerhalb des Haarzyklus zu bewahren.
Die differenzielle Gen- und Proteinexpression in gezupften Haarfollikeln unterschiedlicher Altersgruppen (<25 und > 50 Jahre) und unterschiedlichen Geschlechts wurde mit Hilfe eines cDNA- Microarrays und Western Blot analysiert.
Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung in jungen und älteren Follikeln von proliferations- assoziierten Markern (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre, m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre) w50/w25 m50/m25
Cyclin E -1 ,97 -1 ,88
Cytokeratin14 -1 ,83 1 ,14
PCNA -1 ,10 1 ,2
HGF -1 ,10 2,2
(Tabelle 6
Beispiel 7: Kalziumbindende Proteine
Die differenzielle Expression von Genen, die kalziumbindender Proteine in gezupften Haarfollikeln unterschiedlicher Altersgruppen (<25 und > 50 Jahre) und unterschiedlichen Geschlechts kodieren, wurde mit Hilfe eines cDNA-Microarrays analysiert.
Tabelle 7 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung in jungen und älteren Follikeln (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre, m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre)
w50/w25 m50/m25
S100 A7 2,05 1 ,02 S100 A8 2,30 -1 ,33 S100 A9 2,00 -1 ,18 (Tabelle 7)
Die S100 Proteine stellen eine weitere Gruppe von inflammationsassoziierten Proteinen dar. Sie werden verstärkt bei Entzündungsprozessen gebildet, was den Zusammenhang von Alterung und chronischen Inflammationen unterstützt. Es ist bekannt, dass die proinflammatorischen Moleküle S100A7, S100A8 und S100A9 durch IL22 hochreguliert werden. Dieses passt zu der oben beschriebenen Regulation des IL22-Rezeptors, sofern man von der Überexpression des IL22- Rezeptors auf vermehrt vorhandenes IL22 schließen kann. Im Alterungsprozess spielen die S100 Proteine noch eine weitere Rolle. S100A8 und S100A9 können ein Heterodimer formen, welches als Ligand an den „Altersrezeptor" RAGE (Receptor of Advanced Glycation End-Products) binden kann. Glykierungsendprodukte (AGE) sind nicht mehr abbaubare langkettige Verbindungen, die aus der Reaktion von Eiweißen mit Zuckermolekülen (Maillard-Reaktion) resultieren. Sie ist eine dauerhafte Modifikation und bewirkt, dass Proteine ihre normalen Funktionen im Körper verlieren. Während des normalen Alterungsprozesses wird eine verstärkte AGE-Bildung beobachtet, was wiederum einen Anstieg ihrer Rezeptoren (RAGE) auf nahezu allen Körperzellen zur Folge hat (Bierhaus und Nawroth, 2002). Kommt es zu einer Bindung von AGE an den Rezeptor, so erfolgt eine RAGE-vermittelte Aktivierung von MAP-Kinasen und es kommt zur Ausschüttung von proinflammatorischen Cytokinen. Neben den klassischen RAGE-Liganden wurde diese Wirkung auch bei dem Heterodimer aus S100A8/S100A9 als Bindungsmolekül beobachtet.
Beispiel 8: cDNA Microarray Daten
Mit Hilfe eine cDNA Microarrays wurden >850 haarrelevante Marker untersucht und die differentielle Genexpression in gezupften Haarfollikeln unterschiedlicher Altersgruppen (<25 und > 50 Jahre) und unterschiedlichen Geschlechts untersucht.
Tabelle 8 fasst die Ergebnisse der gezeigten Regulationen, sortiert in Clustern und nach Relevanz zusammen (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre, m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre). (Tabelle 8 s. Anhang)
Beispiel 9: Western Blot Analysen
Mit Hilfe der Western-Blot Technik wurden verschiedene haarrelevante Marker untersucht und die differentielle Proteinexpression in gezupften Haarfollikeln unterschiedlicher Altersgruppen (<25 und > 50 Jahre) und unterschiedlichen Geschlechts untersucht.
Tabelle 9 fasst die Ergebnisse der gezeigten Regulationen zusammen (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre, m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre). w50/w25 m50/m25
Bax 1 ,2 -1 ,1
Bcl2 -1 ,3 1 ,2
TGF beta 2 -2,5 1 ,0 cmet 1 ,5 1 ,0
HGF -1 ,1 2,5 ckit -3,1 -2,2
SCF 1 ,2 -3,5
TRP2 1 ,1 -1 ,3 gp100 1 ,1 1 ,4
KGF 1 ,3 1 ,2
PCNA 1 .0 -1 .1
(Tabelle 9) Beispiel 10: Quantitative PCR
Mit Hilfe der quantitativen PCR wurden verschiedene haarrelevante Marker untersucht und die differentielle Genexpression in gezupften Haarfollikeln unterschiedlicher Altersgruppen (<25 und > 50 Jahre) und unterschiedlichen Geschlechts untersucht. Tabelle 10 fasst die Ergebnisse der gezeigten Regulationen zusammen (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre, m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre).
w50/w25 m50/m25
Bax 1 ,1 1 ,5
Bcl2 -1 ,4 1 ,3
TGF beta 2 1 ,4 1 ,0 cmet 1 ,0 1 ,0
SCF 1 ,3 -1 ,3 gp100 -1 ,8 1 ,1
PCNA -1 ,1 1 ,2
Ki67 -1 .2 1 .2
(Tabelle 10)
Beispiel 11 : Ganzgenomchip
Um die altersbedingten Veränderungen im Haarfollikel umfassend zu charakterisieren, sowie zusammenhängende Pathways und Parallelen bzw. Alterungsschutzmechanismen zu identifizieren wurde die Genexpression mit Hilfe eines Ganzgenomchips untersucht.
Die so erhobenen Daten wurden mittels Pathway-Analyse weiterprozessiert. Dabei wurden die differentiell exprimierten Gene zunächst geclustert und dann hinsichtlich ihrer upstream- und downstream-lnteraktionapartner mit Hilfe einer speziellen Software (Interaction Explorer Software PathwayAssist) analysiert. Diese Analyse umfasst die automatische Suche nach Stichwörtern in Abstract- und Volltextdatenbanken. Die so identifizierten Interaktionen zwischen bestimmten Gengruppen werden anschliessend noch hinsichtlich ihrer Relevanz überprüft. Diese Pathway-Analyse ergab ein Set aus zusammenhängenden Regulationen.
Tabelle 11 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung der differenziellen Genexpression mittels Pathwayanalyse in weiblichen Follikeln. Dargestellt ist die erhöhte Expression in den älteren Follikeln im Vergleich zu den jungen Follikeln (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre) w50/w25
ITGB1 Integrin beta 1 1 ,53
F11 R FU Receptor 1 ,42
ANPEP Aminopeptidase N 1 ,43
(Tabelle 11 )
Die in Abbildung 2 mit grauen Kreisen versehenen Parameter sind in den Haarfollikeln der Frauen >50 Jahre im Vergleich zu den Follikeln der jungen Frauen <25 Jahre hochreguliert. Die so hervorgehobenen Gene können in ein gemeinsames Netzwerk von Regulationen eingebettet werden und stellen somit einen Ansatzpunkt für die Beeinflussung der Haaralterung dar, der in dieser Gesamtheit bisher noch nicht beschrieben wurde.
Tabelle 12 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung der differenziellen Genexpression in weiblichen Follikeln. Dargestellt ist die verringerte Expression in den älteren Follikeln im Vergleich zu den jungen Follikeln (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre)
w50/w25 kit SCF-Rezeptor c-kit -1 ,69
Pax3 paired boxgene 3 -1 ,49
WNT11 wingless-type MMTV Integration site family, member 11 -1 ,82
(Tabelle 12)
Die in Abbildung 3 mit grauen Leuchtkreisen versehenen Parameter sind in den Haarfollikeln der Frauen >50 Jahre im Vergleich zu den Follikeln der jungen Frauen <25 Jahre herunterreguliert. Die so hervorgehobenen Gene können in ein gemeinsames Netzwerk von Regulationen eingebettet werden und stellen somit einen Ansatzpunkt für die Beeinflussung der Haaralterung dar.
Signalwege die neben kit auch Pax3 und WNT11 umfassen, sind insbesondere für die Pigmentierung beschrieben. Überraschenderweise konnte durch die Ganzgenomanalyse auch seine Bedeutung für Ergrauungs-unabhängige Phänomene nachgewiesen werden, da für die Analyse nur voll pigmentierte Follikel von unterdurchschnittlich ergrauten Probanden miteinbezogen wurden.
Die Ganzgenomanalyse ergab weiterhin, dass nicht nur wie in Beispiel 1 beschrieben die Expression von Haarkeratinen altersabhängig ist, sondern auch die Expression einer Reihe von keratin- assoziierten Proteinen (s. Tabelle 13). Dies zeigt, das insbesondere die Keratinsynthese von der Follikelalterung beeinflusst wird.
Tabelle 13 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung der differenziellen Genexpression in weiblichen und männlichen Follikeln von keratin-assoziierten Markern. Dargestellt ist die Expression in den älteren Follikeln im Vergleich zu den jungen Follikeln (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre, m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre)
w50/w25 m50/m25
KRTAP4-2 keratin associated protein 4-2 -1 ,43
KRTAP3-1 keratin associated protein 3-1 -1 ,45
KRTAP 1-5 keratin associated protein 1-5 -1 ,85
KRTAP4-10 keratin associated protein 4-10 -2,78
KRTAP9-3 keratin associated protein 9-3 -2,00
KRTAP9-4 keratin associated protein 9-4 -1 ,59
KRTHA7 human hair keratin 7, acidic -11 ,11
KRTHA3A human hair keratin 3- 1, acidic -1 ,41
KRTH B 1 human hair keratin 1 , basic -1 ,43
KRTHA8 human hair keratin 8, acidic -2,78
(Tabelle 13)
Neben den Haarkeratinen und den keratin-assoziierten Proteinen konnte bei den Probandenguppen darüber hinaus eine Regulation weiterer Keratine festgestellt werden. Die Tabelle 14 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung der differenziellen Genexpression von Keratinen in männlichen und weiblichen Follikeln. Dargestellt ist die Expression in den älteren Follikeln im Vergleich zu den jungen Follikeln (m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre)
m50/m25 w50/w25
KRT 10 Keratin 10 -1 ,61
KRT18 Keratin 18 -1 ,64
KRT1 B Keratin 1 -1 ,67
KRT24 Keratin 24 -1 ,47
KRT25D Keratin 25D -1 ,41
(Tabelle 14)
Insbesondere bei der Analyse der männlichen Follikel konnte ein weiteres altersabhängiges Regulationsnetzwerk identifiziert werden. Die in Abbildung 4 mit grauen Leuchtkreisen versehenen Parameter sind in den Haarfollikeln der Männer >50 Jahre im Vergleich zu den Follikeln der jungen Männer <25 Jahre herunterreguliert.
Tabelle 15 zeigt die Ergebnisse der Untersuchung der differenziellen Genexpression in männlichen Follikeln. Dargestellt ist die verringerte Expression in den älteren Follikeln im Vergleich zu den jungen Follikeln (m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre) m50/m25
FGFR1 Fibroblast Growth Factor Receptor 1 -1 ,23
FLG Filaggrin -1 ,85
CFTR cystic fibrosis transmembrane conductance regulator -1 ,49
NEFH neurofilament, heavy Polypeptide 20OkDa -1 ,45
(Tabelle 15)
Auch wenn die Bedeutung einzelner Faktoren für die Regulation des Haarzyklus bereits diskutiert wird, ist dieses Netzwerk ist in seiner Gesamtheit für die altersabhängigen Veränderungen im Haarfollikel noch nicht beschrieben worden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Haarbehandlungsmittel, enthaltend mindestens einen Wirkstoff, der die Expression mindestens eines der in älteren Haarfollikeln und in jungen Haarfollikeln differentiell exprimierten Gene positiv oder negativ zu beeinflussen vermag.
Erfindungsgemäß bevorzugte Gene sind die in den Tabellen 1 bis 15 als in älteren Haarfollikeln und in jungen Haarfollikeln differentiell exprimiert aufgelisteten Gene. Besonders bevorzugte Gene sind die als hochrelevant und/oder hochsignifikant in Gruppe 1 der Tabelle 8 aufgelisteten Gene.
Die Quotienten in den Tabellen 1 bis 15 geben die Stärke der differentiellen Expression an, d. h., um welchen Faktor das jeweilige Gen in jungen Haarfollikeln stärker exprimiert wird, als in alten Haarfollikeln, oder umgekehrt.
Unter ihrer UniGene-Accession-Number sind die jeweiligen Gene bzw. Genprodukte in der Datenbank des National Center for Biotechnology Information (NCBI) offenbart. Diese Datenbank ist im Internet unter folgender Adresse zugänglich: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/. Die Gene bzw. Genprodukte sind außerdem unter den Internet-Adressen http://www.ncbi.nlm.nih.qov/UniGene/Hs.Home.html oder http://www.ncbi.nlm.nih.gov/qenome/quide direkt zugänglich.
Das erfindungsgemäße Mittel kann zusätzlich Proteinhydrolysate umfassen, vorzugsweise kationisierte Proteinhydrolysate, wobei das zugrunde liegende Proteinhydrolysat vom Tier, beispielsweise aus Collagen, Milch oder Keratin, von der Pflanze, beispielsweise aus Weizen, Mais, Reis, Kartoffeln, Soja oder Mandeln, von marinen Lebensformen, beispielsweise aus Fischcollagen oder Algen, oder biotechnologisch gewonnenen Proteinhydrolysaten, stammen kann. Die den kationischen Derivaten zugrunde liegenden Proteinhydrolysate können aus den entsprechenden Proteinen durch eine chemische, insbesondere alkalische oder saure Hydrolyse, durch eine enzymatische Hydrolyse und/oder einer Kombination aus beiden Hydrolysearten gewonnen werden. Die Hydrolyse von Proteinen ergibt in der Regel ein Proteinhydrolysat mit einer Molekulargewichtsverteilung von etwa 100 Dalton bis hin zu mehreren tausend Dalton. Bevorzugt sind solche kationischen Proteinhydrolysate, deren zugrunde liegender Proteinanteil ein Molekulargewicht von 100 bis zu 25000 Dalton, bevorzugt 250 bis 5000 Dalton aufweist. Weiterhin sind unter kationischen Proteinhydrolysaten quaternierte Aminosäuren und deren Gemische zu verstehen. Die Quaternisierung der Proteinhydrolysate oder der Aminosäuren wird häufig mittels quarternären Ammoniumsalzen wie beispielsweise N,N-Dimethyl-N- (n-Alkyl)-N-(2-hydroxy-3-chloro-n-propyl)-ammoniumhalogeniden durchgeführt. Weiterhin können die kationischen Proteinhydrolysate auch noch weiter derivatisiert sein. Als typische Beispiele für die kationischen Proteinhydrolysate und -derivate seien die unter den INCI - Bezeichnungen im "International Cosmetic Ingredient Dictionary and Handbook", (seventh edition 1997, The Cosmetic, Toiletry, and Fragrance Association 1101 17th Street, N.W., Suite 300, Washington, DC 20036-4702) genannten und im Handel erhältlichen Produkte genannt: Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Collagen, Cocodimopnium Hydroxypropyl Hydrolyzed Casein, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Collagen, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Hair Keratin, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Keratin, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Rice Protein, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed SiIk, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Soy Protein, Cocodimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein, Cocodimonium Hydroxypropyl SiIk Amino Acids, Hydroxypropyl Arginine Lauryl/Myristyl Ether HCl, Hydroxypropyltrimonium Gelatin, Hydroxypropyltrimonium Hydrolyzed Casein, Hydroxypropyltrimonium Hydrolyzed Collagen, Hydroxypropyltrimonium Hydrolyzed Conchiolin Protein, Hydroxypropyltrimonium Hydrolyzed keratin, Hydroxypropyltrimonium Hydrolyzed Rice Bran Protein, Hydroxyproypltrimonium Hydrolyzed SiIk, Hydroxypropyltrimonium Hydrolyzed Soy Protein, Hydroxypropyl Hydrolyzed Vegetable Protein, Hydroxypropyltrimonium Hydrolyzed Wheat Protein, Hydroxypropyltrimonium Hydrolyzed Wheat Protein/Siloxysilicate, Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Soy Protein, Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein, Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein/Siloxysilicate, Lauryldimonium Hydro xypropyl Hydrolyzed Casein, Lauryldimonium Hydro xypropyl Hydrolyzed Collagen, Lauryldimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Keratin, Lauryldimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed SiIk, Lauryldimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Soy Protein, Steardimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Casein, Steardimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Collagen, Steardimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Keratin, Steardimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Rice Protein, Steardimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed SiIk, Steardimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Soy Protein, Steardimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Vegetable Protein, Steardimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein, Steartrimonium Hydroxyethyl Hydrolyzed Collagen, Quaternium-76 Hydrolyzed Collagen, Quaternium-79 Hydrolyzed Collagen, Quaternium-79 Hydrolyzed Keratin, Quaternium-79 Hydrolyzed Milk Protein, Quaternium-79 Hydrolyzed SiIk, Quaternium-79 Hydrolyzed Soy Protein, Quaternium-79 Hydrolyzed Wheat Protein.
Obwohl das erfindungsgemäße Mittel prinzipiell auf dem Haar verbleiben kann, wird das Mittel vorzugsweise nach einer Einwirkzeit von 10 Sekunden bis 60 Stunden ausgespült. Dieses Ausspülen kann mit reinem Wasser oder einem marktüblichen Shampoo erfolgen. Einwirkzeiten von 1 bis 15 Minuten haben sich in den meisten Fällen als ausreichend erwiesen.
Unabhängig von dem genauen Ablauf der Behandlung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das erfindungsgemäße Mittel bei einer Temperatur von 20 bis 55 0C, insbesondere von 35 bis 400C, anzuwenden.
Hinsichtlich der Art, gemäß das erfindungsgemäße Mittel auf das Haar, aufgebracht wird, bestehen keine prinzipiellen Einschränkungen.
Erfindungsgemäß von besonderem Interesse sind Haartonics, insbesondere als leave on Formulierung. Diese werden vorzugsweise bei Raumtemperatur angewendet, der alkoholische Gehalt liegt bevorzugtermaßen im Bereich von etwa 30 % bis etwa 35 % und der pH-Wert sollte etwa bei pH 7 liegen.
Als Konfektionierung der das erfindungsgemäße Mittel enthaltenden Zubereitungen sind beispielsweise Cremes, Lotionen, Lösungen, Wässer, Emulsionen wie W/O-, O/W-, PIT-Emulsionen (Emulsionen nach der Lehre der Phaseninversion, PIT genannt), Mikroemulsionen und multiple Emulsionen, Gele, Sprays, Aerosole und Schaumaerosole geeignet. Diese werden in der Regel auf wäßriger oder wäßrig-alkoholischer Basis formuliert. Als alkoholische Komponente kommen dabei niedere Alkanole sowie Polyole wie Propylenglykol und Glycerin zum Einsatz. Ethanol und Isopropanol sind bevorzugte Alkohole. Wasser und Alkohol können in der wäßrig alkoholischen Basis in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 10 bis 10 : 1 vorliegen. Wasser sowie wäßrig-alkoholische Mischungen, die bis zu 50 Gew.-%, insbesondere bis zu 25 Gew.-%, Alkohol, bezogen auf das Gemisch Alkohol/Wasser, enthalten, können erfindungsgemäß bevorzugte Grundlagen sein. Der pH-Wert dieser Zubereitungen kann prinzipiell bei Werten von 2 - 11 liegen. Er liegt bevorzugt zwischen 2 und 7, wobei Werte von 3 bis 5 besonders bevorzugt sind. Zur Einstellung dieses pH-Wertes kann praktisch jede für kosmetische Zwecke verwendbare Säure oder Base verwendet werden. Üblicherweise werden als Säuren Genußsäuren verwendet. Unter Genußsäuren werden solche Säuren verstanden, die im Rahmen der üblichen Nahrungsaufnahme aufgenommen werden und positive Auswirkungen auf den menschlichen Organismus haben. Genußsäuren sind beispielsweise Essigsäure, Milchsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Äpfelsäure, Ascorbinsäure und Gluconsäure. Im Rahmen der Erfindung ist die Verwendung von Zitronensäure und Milchsäure besonders bevorzugt. Bevorzugte Basen sind Ammoniak, Alkalihydroxide, Triethanolamin sowie N,N,N',N'-Tetrakis-(2-hydroxypropyl)-ethylendiamin.
Das Mittel kann als Einkammersystem oder als Zweikammersystem konfektioniert werden.
Neben der erfindungsgemäß zwingend erforderlichen Verbindung, die die Expression mindestens eines der in älteren Haarfollikeln und in jungen Haarfollikeln differentiell exprimierten Gene positiv oder negativ zu beeinflussen vermag, kann das Mittel prinzipiell alle weiteren, dem Fachmann für solche kosmetischen Mittel bekannten Komponenten enthalten.
Weitere Wirk-, Hilfs- und Zusatzstoffe sind beispielsweise
- nichtionogene Tenside wie beispielsweise Alkylphenolpolyglycolether, Fettsäurepolyglycolester,
Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolyglycolether, alkoxylierte Triglyceride, wie insbesondere ethoxyl iertes Rizinusöl, Alk(en)yloligoglucoside, Fettsäure-N-alkylglucamide, Polyolfettsäureester, Zuckerester, Sorbitanester und Polysorbate. Sofern die nichtionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können sie eine konventionelle oder eingeengte Homologenverteilung aufweisen.
- anionische Tenside, insbesondere Alkylsulfate, Alkylpolyglykolethersulfate und Ethercarbonsäuren mit 10 bis 18 C-Atomen in der Alkylgruppe und bis zu 12 Glykolethergruppen im Molekül, Seifen sowie Sulfobernsteinsäuremono- und
-dialkylester mit 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylgruppe und Sulfobernsteinsäuremono-alkylpolyoxyethyl- ester mit 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylgruppe und 1 bis 6 Oxyethylgruppen,
- zwitterionische Tenside, insbesondere die sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N-dime- thylammonium-glycinate, beispielsweise das Kokosalkyl-dimethylammonium-glycinat, N-Acyl- aminopropyl-N,N-dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosacylaminopropyl- dimethylammoniumglycinat, und 2-Alkyl-3-carboxylmethyl-3-hydroxyethyl-imidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl- oder Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethylhydroxyethyl- carboxymethylglycinat, ampholytische Tenside wie beispielsweise N-Alkylglycine, N-Alkylpropionsäuren, N-Alkylamino- buttersäuren, N-Alkyliminodipropionsäuren, N-Hydroxyethyl-N-alkylamidopropylglycine, N-Alkyl- taurine, N-Alkylsarcosine, 2-Alkylaminopropionsäuren und Alkyl-aminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylgruppe, nichtionische Polymere wie beispielsweise Vinylpyrrolidon/Vinylacrylat-Copoly mere, Polyvinylpyrrolidon und Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymere und Polysiloxane, Verdickungsmittel wie Agar-Agar, Guar-Gum, Alginate, Xanthan-Gum, Gummi arabicum, Karaya- Gummi, Johannisbrotkernmehl, Leinsamengummen, Dextrane, Cellulose-Derivate, z. B. Methylcellulose, Hydroxyalkylcellulose und Carboxymethylcellulose, Stärke-Fraktionen und Derivate wie Amylose, Amylopektin und Dextrine, Tone wie z. B. Bentonit oder vollsynthetische Hydrokolloide wie z. B. Polyvinylalkohol,
- Strukturanten wie Maleinsäure und Milchsäure,
- haarkonditionierende Verbindungen wie Phospholipide, beispielsweise Sojalecithin, Ei-Lecitin und
Kephaline, sowie Silikonöle,
- Parfümöle, Dimethylisosorbid und Cyclodextrine,
- Lösungsmittel und -vermittler wie Ethanol, Isopropanol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin und
Diethylenglykol,
- symmetrische und unsymmetrische, lineare und verzweigte Dialkylether mit insgesamt zwischen 12 bis 36 C-Atomen, insbesondere 12 bis 24 C-Atomen, wie beispielsweise Di-n-octylether, Di-n- decylether, Di-n-nonylether, Di-n-undecylether und Di-n-dodecylether, n-Hexyl-n-octylether, n- Octyl-n-decylether, n-Decyl-n-undecylether, n-Undecyl-n-dodecylether und n-Hexyl-n-Undecylether sowie Di-tert-butylether, Di-iso-pentylether, Di-3-ethyldecylether, tert.-Butyl-n-octylether, iso-Pentyl- n-octylether und 2-Methyl-pentyl-n-octylether,
- Fettalkohole, insbesondere lineare und/oder gesättigte Fettalkohole mit 8 bis 30 C-Atomen, und
Monoester der Fettsäuren mit Alkoholen mit 6 bis 24 C-Atomen,
- faserstrukturverbessernde Wirkstoffe, insbesondere Mono-, Di- und Oligosaccharide, wie beispielsweise Glucose, Galactose, Fructose, Fruchtzucker und Lactose,
- konditionierende Wirkstoffe wie Paraffinöle, pflanzliche Öle, z. B. Sonnenblumenöl, Orangenöl,
Mandelöl, Weizenkeimöl und Pfirsichkernöl sowie Phospholipide, beispielsweise Sojalecithin, Ei-
Lecithin und Kephaline, quaternierte Amine wie Methyl-1 -alkylamidoethyl-2-alkylimidazolinium-methosulfat,
Entschäumer wie Silikone,
Farbstoffe zum Anfärben des Mittels,
Antischuppenwirkstoffe wie Piroctone Olamine, Zink Omadine und Climbazol,
Lichtschutzmittel, insbesondere derivatisierte Benzophenone, Zimtsäure-Derivate und Triazine, weitere Substanzen zur Einstellung des pH-Wertes, wie beispielsweise α- und ß-
Hydroxycarbonsäuren Wirkstoffe wie Allantoin und Bisabolol,
Cholesterin,
Konsistenzgeber wie Zuckerester, Polyolester oder Polyolalkylether,
Fette und Wachse wie Walrat, Bienenwachs, Montanwachs und Paraffine,
Fettsäurealkanolamide,
Komplexbildner wie EDTA, NTA, ß-Alanindiessigsäure und Phosphonsäuren,
Quell- und Penetrationsstoffe wie Glycerin, Propylenglykolmonoethylether, Carbonate,
Hydrogencarbonate, Guanidine, Harnstoffe sowie primäre, sekundäre und tertiäre Phosphate,
Trübungsmittel wie Latex, Styrol/PVP- und Styrol/Acrylamid-Copolymere
Perlglanzmittel wie Ethylenglykolmono- und -distearat sowie PEG-3-distearat,
Pigmente,
Reduktionsmittel wie z. B. Thioglykolsäure und deren Derivate, Thiomilchsäure, Cysteamin,
Thioäpfelsäure und α-Mercaptoethansulfonsäure,
Treibmittel wie Propan-Butan-Gemische, N2O, Dimethylether, CO2 und Luft,
Antioxidantien.
Das erfindungsgemäße Mittel kann außerdem Tenside enthalten. Bei diesen kann es sich sowohl um anionische, ampholytische, zwitterionische oder nichtionogene Tenside als auch um kationische Tenside handeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, beispielsweise in einem Shampoo, eine Kombination aus anionischen und nichtionischen Tensiden oder eine Kombination aus anionischen und amphoteren Tensiden eingesetzt. In einem Haartonic kann der Fachmann jedoch auch weitgehend oder vollständig auf den Einsatz von Tensiden verzichten.
Es hat sich in Einzelfällen als vorteilhaft erwiesen, die Tenside aus amphoteren oder nichtionischen Tensiden auszuwählen.
Als anionische Tenside eignen sich in erfindungsgemäßen Mitteln alle für die Verwendung am menschlichen Körper geeigneten anionischen oberflächenaktiven Stoffe. Diese sind gekennzeichnet durch eine wasserlöslich machende, anionische Gruppe wie z. B. eine Carboxylat-, Sulfat-, Sulfonat- oder Phosphat-Gruppe und eine lipophile Alkylgruppe mit etwa 10 bis 22 C-Atomen. Zusätzlich können im Molekül Glykol- oder Polyglykolether-Gruppen, Ester-, Ether- und Amidgruppen sowie Hydroxylgruppen enthalten sein. Nichtionogene Tenside enthalten als hydrophile Gruppe z. B. eine Polyolgruppe, eine Po- lyalkylenglykolethergruppe oder eine Kombination aus Polyol- und Polyglykolethergruppe. Solche Verbindungen sind beispielsweise
Anlagerungsprodukte von 2 bis 30 Mol Ethylenoxid und/oder 0 bis 5 Mol Propylenoxid an lineare
Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen, an Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen und an Alkylphenole mit 8 bis 15 C-Atomen in der Alkylgruppe,
Ci2-C22-Fettsäuremono- und -diester von Anlagerungsprodukten von 1 bis 30 Mol Ethylenoxid an
Glycerin,
C8-C22-Al kylmono- und -oligoglycoside und deren ethoxylierte Analoga sowie
Anlagerungsprodukte von 5 bis 60 Mol Ethylenoxid an Rizinusöl und gehärtetes Rizinusöl.
Bevorzugte nichtionische Tenside sind Alkylpolyglykoside der allgemeinen Formel R1O-(Z)x. Diese Verbindungen sind durch die folgenden Parameter gekennzeichnet.
Der Alkylrest R1 enthält 6 bis 22 Kohlenstoffatome und kann sowohl linear als auch verzweigt sein. Bevorzugt sind primäre lineare und in 2-Stellung methylverzweigte aliphatische Reste. Solche Alkylreste sind beispielsweise 1-Octyl, 1-Decyl, 1-Lauryl, 1-Myristyl, 1 -Cetyl und 1-Stearyl. Besonders bevorzugt sind 1-Octyl, 1-Decyl, 1-Lauryl, 1-Myristyl. Bei Verwendung sogenannter "Oxo-Alkohole" als Ausgangsstoffe überwiegen Verbindungen mit einer ungeraden Anzahl von Kohlenstoffatomen in der Al ky I kette.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Alkylpolyglykoside können beispielsweise nur einen bestimmten Alkylrest R1 enthalten. Üblicherweise werden diese Verbindungen aber ausgehend von natürlichen Fetten und Ölen oder Mineralölen hergestellt. In diesem Fall liegen als Alkylreste R Mischungen entsprechend den Ausgangsverbindungen bzw. entsprechend der jeweiligen Aufarbeitung dieser Verbindungen vor.
Besonders bevorzugt sind solche Alkylpolyglykoside, bei denen R1 im wesentlichen aus C8- und CiO-Alkylgruppen, im wesentlichen aus C12- und C14-Alkylgruppen, im wesentlichen aus C8- bis C16-Alkylgruppen oder im wesentlichen aus C12- bis C16-Alkylgruppen besteht.
Als Zuckerbaustein Z können beliebige Mono- oder Oligosaccharide eingesetzt werden. Üblicherweise werden Zucker mit 5 bzw. 6 Kohlenstoffatomen sowie die entsprechenden Oligosaccharide eingesetzt. Solche Zucker sind beispielsweise Glucose, Fructose, Galactose, Arabinose, Ribose, Xylose, Lyxose, Allose, Altrose, Mannose, Gulose, Idose, Talose und Sucrose. Bevorzugte Zuckerbausteine sind Glucose, Fructose, Galactose, Arabinose und Sucrose; Glucose ist besonders bevorzugt.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Alkylpolyglykoside enthalten im Schnitt 1 ,1 bis 5 Zuckereinheiten. Alkylpolyglykoside mit x-Werten von 1 ,1 bis 1 ,6 sind bevorzugt. Ganz besonders bevorzugt sind Alkylglykoside, bei denen x 1 ,1 bis 1 ,4 beträgt.
Die Alkylglykoside können neben ihrer Tensidwirkung auch dazu dienen, die Fixierung von Duftkomponenten auf dem Haar zu verbessern. Der Fachmann wird also für den Fall, dass eine über die Dauer der Haarbehandlung hinausgehende Wirkung des Parfümöles auf dem Haar gewünscht wird, bevorzugt zu dieser Substanzklasse als weiterem Inhaltsstoff der erfindungsgemäßen Zubereitungen zurückgreifen.
Auch die alkoxylierten Homologen der genannten Alkylpolyglykoside können erfindungsgemäß eingesetzt werden. Diese Homologen können durchschnittlich bis zu 10 Ethylenoxid- und/oder Propylenoxideinheiten pro Alkylglykosideinheit enthalten.
Weiterhin können, insbesondere als Co-Tenside, zwitterionische Tenside verwendet werden. Als zwitterionische Tenside werden solche oberflächenaktive Verbindungen bezeichnet, die im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens eine -COO( )- oder -SO3 ( )-Gruppe tragen. Besonders geeignete zwitterionische Tenside sind die sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N-dime- thylammonium-glycinate, beispielsweise das Kokosalkyl-dimethylammonium-glycinat, N-Acyl- aminopropyl-N,N-dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosacylaminopropyl-dime- thylammoniumglycinat, und 2-Alkyl-3-carboxylmethyl-3-hydroxyethyl-imidazoline mit jeweils 8 bis 18 C- Atomen in der Alkyl- oder Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethylgly- cinat. Ein bevorzugtes zwitterionisches Tensid ist das unter der INCI-Bezeichnung Cocamidopropyl Betaine bekannte Fettsäureamid-Derivat.
Ebenfalls insbesondere als Co-Tenside geeignet sind ampholytische Tenside. Unter ampholytischen Tensiden werden solche oberflächenaktiven Verbindungen verstanden, die außer einer C8-C18-Al kyl- oder Acylgruppe im Molekül mindestens eine freie Aminogruppe und mindestens eine -COOH- oder - SO3H-Gruppe enthalten und zur Ausbildung innerer Salze befähigt sind. Beispiele für geeignete ampholytische Tenside sind N-Alkylglycine, N-Alkylpropionsäuren, N-Alkylaminobuttersäuren, N- Alkyliminodipropionsäuren, N-Hydroxyethyl-N-alkylamidopropylglycine, N-Alkyltaurine, N- Alkylsarcosine, 2-Alkylaminopropionsäuren und Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C- Atomen in der Alkylgruppe. Besonders bevorzugte ampholytische Tenside sind das N-Kokosalkyl- aminopropionat, das Kokosacylaminoethylaminopropionat und das C12.18-Acylsarcosin. Erfindungsgemäß werden als kationische Tenside insbesondere solche vom Typ der quartären Ammoniumverbindungen, der Esterquats und der Amidoamine eingesetzt.
Bevorzugte quaternäre Ammoniumverbindungen sind Ammoniumhalogenide, insbesondere Chloride und Bromide, wie Alkyltrimethylammoniumchloride, Dialkyldimethylammoniumchloride und Trialkyl- methylammoniumchloride, z. B. Cetyltrimethylammoniumchlorid, Stearyltrimethylammoniumchlorid, Di- stearyldimethylammoniumchlorid, Lauryldimethylammoniumchlorid, Lauryldimethylbenzylammonium- chlorid und Tricetylmethylammoniumchlorid, sowie die unter den INCI-Bezeichnungen Quaternium-27 und Quaternium-83 bekannten Imidazolium-Verbindungen. Die langen Alkylketten der oben genannten Tenside weisen bevorzugt 10 bis 18 Kohlenstoffatome auf.
Bei Esterquats handelt es sich um bekannte Stoffe, die sowohl mindestens eine Esterfunktion als auch mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe als Strukturelement enthalten. Bevorzugte Esterquats sind quaternierte Estersalze von Fettsäuren mit Triethanolamin, quaternierte Estersalze von Fettsäuren mit Diethanolalkylaminen und quaternierten Estersalze von Fettsäuren mit 1 ,2- Dihydroxypropyldialkylaminen. Solche Produkte werden beispielsweise unter den Warenzeichen Stepantex®, Dehyquart® und Armocare® vertrieben. Die Produkte Armocare® VGH-70, ein N,N-Bis(2- Palmitoyloxyethyl)dimethylammoniumchlorid, sowie Dehyquart® F-75 und Dehyquart® AU-35 sind Beispiele für solche Esterquats.
Die Alkylamidoamine werden üblicherweise durch Amidierung natürlicher oder synthetischer Fettsäuren und Fettsäureschnitte mit Dialkylaminoaminen hergestellt. Eine erfindungsgemäß besonders geeignete Verbindung aus dieser Substanzgruppe stellt das unter der Bezeichnung Tegoamid® S 18 im Handel erhältliche Stearamidopropyl-dimethylamin dar.
Bei den als Tensid eingesetzten Verbindungen mit Alkylgruppen kann es sich jeweils um einheitliche Substanzen handeln. Es ist jedoch in der Regel bevorzugt, bei der Herstellung dieser Stoffe von nativen pflanzlichen oder tierischen Rohstoffen auszugehen, so dass man Substanzgemische mit unterschiedlichen, vom jeweiligen Rohstoff abhängigen Alkylkettenlängen erhält.
Bei den Tensiden, die Anlagerungsprodukte von Ethylen- und/oder Propylenoxid an Fettalkohole oder Derivate dieser Anlagerungsprodukte darstellen, können sowohl Produkte mit einer "normalen" Homologenverteilung als auch solche mit einer eingeengten Homologenverteilung verwendet werden. Unter "normaler" Homologenverteilung werden dabei Mischungen von Homologen verstanden, die man bei der Umsetzung von Fettalkohol und Alkylenoxid unter Verwendung von Alkalimetallen, Al- kalimetallhydroxiden oder Alkalimetallalkoholaten als Katalysatoren erhält. Eingeengte Homologenverteilungen werden dagegen erhalten, wenn beispielsweise Hydrotalcite, Erdalkalimetallsalze von Ethercarbonsäuren, Erdalkalimetalloxide, -hydroxide oder -alkoholate als Katalysatoren verwendet werden. Die Verwendung von Produkten mit eingeengter Homologenverteilung kann bevorzugt sein.
Bezüglich weiterer fakultativer Komponenten sowie die eingesetzten Mengen dieser Komponenten wird ausdrücklich auf die dem Fachmann bekannten einschlägigen Handbücher, z. B. Kh. Schrader, Grundlagen und Rezepturen der Kosmetika, 2. Auflage, Hüthig Buch Verlag, Heidelberg, 1989, verwiesen.
Anhang
Tabelle 8 fasst die Ergebnisse der gezeigten Regulationen, sortiert in Clustern und nach Relevanz zusammen (w50 weiblich>50 Jahre, w25 weiblich<25Jahre, m50 männlich >50 Jahre, m25 männlich <25 Jahre)
Gruppe 1 Hochrelevant und/oder hochsignifikant
Gene SwissPr w50/ m50/ m25/ m50/
# Gene name ot UniGenew25 w50 m 25 m 50 w25 m25 w25 w50
MAPK-Pathway
Hs.44586
186 MAPK8ORJNK1 P45983 4 1,03 3,61 1,37 1,27 3,50 -1,08 1,33 -2,86
165 MAPK11 OR P38 BETA 015472 Hs.57732 1,09 1,53 1,16 1,06 1,41 -1,09 1,07 -1,44
163 MAPK14ORP38 Q16539 Hs.79107 ■1,22 1,32 -1,08 1,00 1,61 1,09 1,13 -1,31 9111 MAP4K4ORMEKKK4 095819 Hs.3628 ■2,78 -1,90 -3,03 -2,56 1,46 1,18 -1,09 -1,35
Wachstumsfaktoren
EPIDERMAL GROWTH Hs.41981 4690 FACTOR P01133 5
Figure imgf000030_0001
1,78 -1,26 -1,03
Figure imgf000030_0002
1,23 1,06 -1,83
Immunologisch relevante Proteine
Interleukine
32 INTERLEUKIN-14 P40222 1,39 1,19 1,03 1,83 -1,15 1,56 -1,35 17164 IL-22 RECEPTOR Q9HB22 2,55 1,09 1,51 2,71 1,39 1,15 -1,69
2936 INTERLEUKIN-6 P05231
Figure imgf000030_0003
-4,29 -8,11 10,00 2,50 -1,23 1,32 -2,33 Defensine
Hs.10592
26367 BETA-DEFENSIN 2 P3584194 |i4,29 -7,14 -4,48 10,34^, 00 -2,31 3,19 -1,45
Oxidativer Stress
Kalzium-bindende Regulatoren
9156 S100A7 P31151 -7,32 -6,25 -6,12 2,05 1,02 2,40 1,20 7972 S100A8 P05109 13,04-9,37 12,502,30 -1,33 3,20 1,04 7975 S100A9 P06702 30,0023,0827,272,00 -1,18 2,60 1,10
Apoptose
209 CASPASE 7 Q96BA0 1,36 -1,15 -1,20 1,56 -1,04 -1,00 -1,63
213 CASPASE 9 095348 1,98 1,13 1,16 1,81 1,02 1,03 -1,71
203 CASPASE 2 060706 2,56 1,08 1,07 2,78 -1,01 1,18 -2,39 79 TNFSF6 P48023 -2,08 -2,33 -1,29 -1,80 1,80 -2,01 1,61
106 TNFSF11 014788
Figure imgf000031_0001
1,88 1,08 -1,20 1,79 -1,30 1,02 -2,27
Cell CyIcIe
128 CYCLIN E P24864
Figure imgf000031_0002
-1,88 -1,09 -1,05
Gruppe 1 Hochrelevant und/oder hochsignifikant (Fortsetzung)
SwissPr w50/ m50/ m25/ m50/
Gene # Gene name ot UniGenew25 w50 m 25 m 50 w25 m25 w25 w50
Metabolismus
Membranlipide/Steroide
GLUTATHIONES- Hs.27983 17128 TRANSFERASE P28161 7 1,04 2,91 -1,18 1,63 2,81 1,92 -1,22 -1,79
Hormon assoziierte Proteine
ANDROGEN 4814 RECEPTOR P05362 -6,52 -7,50 -5,56 -1,07 1,35 -1,23 1,17
ESTROGEN 4818 RECEPTOR P35228 -1,30 1,03 1,34 -1,27
1776 Aromatase P11511.
Figure imgf000031_0003
1,62 1,21 -1,34 1,49
Zytoskelett
Intermediärfilamente 7798 (CYTOKERATIN 1 P04264 Hs.80828 ■2,78 -6,52 -3,57 -7,69 -2,35 -2,15 -1,29 -1,18 Hs.30951
11184 CYTOKERATIN 19 P08727 7 27,2750,0042,8637,50 -1,83 1,14 -1,57 1,33
Signaling
Wachstumsfaktorrezeptor/RTK 4727 IGFIReceptor P08069
Figure imgf000032_0001
2,65 -1,521,00 3,61 1,52 -1,11 -2,65
Gruppe 2 Mittlere Relevanz
Gene Swiss UniGe w50/ m50/ m25/ m50/
# Gene name Prot ne w 25 w 50 m 25 m 50 w25 m25 w25 w50
Q1661 Hs.444
540 CD45 ANTIGEN 324 1,05 -1,08 -1,451,23 -1,131,78 -1,521,32
Far upstream element binding OÖQ3Q Hs.911
9126 protein 2 1 42 1,33 2,96 2,23
P1406 Hs.385 6156 HSD3B1-B2-B6 0 86 4.32 1,86 2,15 3,38 -2,321,58 -2,021,82
MACROPHAGE MANNOSE P2289 Hs.751
11971 RECEPTOR 7 82 1.33 2,73 1,76 1,45 2,05 -1,221,32 -1,89
P1398 Hs.192
93 TUMOR PROTEIN P73 7 132 1,44 -1,281,40 1,79 -1,84
P4835 Hs.535
202 CASPASE 10 3,88 2,04 -1,90
P5585 Hs.406 100,0-
2473 LUMICAN 6 475 75,00-8,820 75,00 8,50 1,33 -1,33 -8,50
07547 Hs.205
3159 TYROSINASE 3 3 7,42 15,5914,0510,452,10 -1,351,89 -1,49
HEPATOCYTE GROWTH Q1639HS.396 4711 FACTOR 5 530 -1,831,09 -2,50 2,00 -2,73
ADENINE-DNA Q9H1 Hs.271 10988 GLYCOSYLASE D8 353 -1,161,93 -1,01 1,23 2,24 1,24 1,15 -1,58
MEMBRANECOPPERAMINE P0421 Hs.198
11659 OXIDASE 241 1,84 1,09 1,34 2,26 -1,691,69 -1,382,07
Lymphoid enhancer binding 07547 Hs.448
11914 factoM 4 65 2,64 4,51 3,00 2,05 1,71 -1,471,14 -2,20
Megakaryocyte stimulating P2371 Hs.432
11974 factor 6 458 -1,53 -1,52 -2,70 -1,55 1,01 1,74 -1,77 -1,02
PI 448 Hs.717
20854 SYNTAXIN 16 10 46 1,08 2,86 -1,05 -1,01 2,65 1,04 -1,13 -2,87
Q9UE Hs.278
26105 CD209 Y12 694 1,31 2,33 1,38 1,21 1,78 -1,141,05 -1,93
Membrane-associated P0536 Hs.278 26518 transporter protein 2 962 2,16 2,12 2,52 4,12 -1,021,63 1,17 1,94
P5484 Hs.118
29423 TIMELESS 9 631 1,39 4,51 1,74 3,24 1,25 Zytoskelett
Intermediärfilamente
P3590
11190 CYTOKERATIN 2E 8 Hs.707 1,54 2,55 2,51 1,88 1,65 -1,341,63 -1,35
Aktinfilamente - Myosin
P3574 Hs.783
9132 MYOSINHEAVYCHAIN 9 44 1,08 3,46 3,21 Aktin-assoziierte Proteine
Q9UE Hs.324
16702 GAMMAADDUCIN Y7 470 1,23 1,13 1,35 1,32 --11,,0C9-1,021,09 1, 17 Cornified Envelope
Q1682HS.490
11142 FILAGGRIN 4 180 -3,90 -3,30 -2,13 -4,05 1,18 -1,91 1,83 -1,23
ECM
Kollagene
P0246 Hs.443 300,0100,0 300,0 2287 COLLAGENALPHAI(III) 1 625 0 0 3,00 -3,00
Q9971 Hs, 101 2266 COLLAGENALPHAI(XII) 6 302 -1,39 -1,96-1,01 1,94 -1,41
NC Glycoproteine
P0275 Hs.418 100,0- 300,0
2453 FIBRONECTIN 1 138 0 75,0025,000 1,33 12,004,00 -4,00
Basalmembrankomponenten
P9809 Hs 198
2457 FIBULIN-2 5 862 10,34-5,4511,1110,711,90 1,04 -1,07 -1,96
Mikrofibrillen/Elastische Fasern
P3555 Hs 794
2449 FIBRILLIN2 6 32 -7,89 -5,36 -8,11 13,641,47 -1,68 -1,03 -2,55
Proteoglycane
P0758 Hs.156 100,0100,0300,0100,0
2527 DECORIN 5 316 0 0 0 0 1,00 3,00 -3,001,00 Sonstige
Q9Y6 Hs.633
16816 EMILIN C2 48 -1,18 -1,322,36 3,11 -1,12
Gruppe 2 Mittlere Relevanz (Fortsetzung)
Swis
Gene Ss UUnn iiGGee w50/ m50/ m25/ m50/
# Gene name PPrroott nnee w 25 w 50 m 25 m 50 w25 m25 w25 w50
Metabolismus
Glycolyse/Guconeogenese
P527 Hs .406
6154 HEXOKINASE 89 266 1,46 1,14 1,642,04 -1,281,24 1,12 1,79
Am inosäureauf bau
Hypoxanthine-
Guaninephosphoribosyltransferas P004 Hs .412
3018 e 92 707 2,22 1,58 1,25 1,31 -1,411,05 -1,78-1,20
Membranlipide/Steroide
P412 Hs.446 5,0 100, 150, 100,
5576 PROSTAGLANDIN-D SYNTHASE 22 429 00 00 00 -1,331,50 -2,001,00 Fettsäuremetabolismus
Q130 Hs.723
5394 ACETYL-COA CARBOXYLASE 1 85 2 1,51 2,682,11 1,13 1,78 -1,881,40 -2,39 Ceram idase-Stoffwechsel
Q8TD Hs.352
10113 NEUTRAL CERAMIDASE 1 N7 609 1 ,462,11 2,58 1,49 1,45 -1,731,77 -1,41
Protein-Folding/-Trimming/- modification
P283 Hs.102
2475 LYSYLOXIDASE 00 267 |-9,09-4,11 -8,57-7, 2,21 1,17 1,06 -1,78 Sonstige
P048 Hs.874
9288 THYMIDYLATESYNTHASE 18 91 1,01 2,08 1,19 1,24 |2,06 1,05 1,17 -1,
MMPs/Protease n/Inhibitoren
MMPs MATRIX P092 Hs .225 I
2487 METALLOPROTEINASE-10 38 8 27 -1,471,26 1,85 -1,16
Protease-Inhibitoren
Squamous cell Carcinoma antigen P295 Hs.123 10,0
8209 2 08 035 ■9,37 -7,69 -4,050 1,22 -2,472,31 -1,30 P369 Hs.173
9144 Pigment epithelium-derived factor 55 594 ■6,67-3,70-9,37-6,12 1,80 1,53 -1,41 -1,65 Signaling
TGF beta family BONE MORPHOGENETIC P220 Hs.285 1287 PROTEIN 6 04 671 1,41 1,86 1,04 -1,791,32 Cell Cycle
O960 Hs.304
138 CYCLIN E2. 2200 6644 1,04 4,79 1,41 1,06 4,59 -1,331,35 -4,52
CELL DIVISION PROTEIN Q9UB Hs.384 5141 KINASE 6 G1 81 ■1,501,37 -1,17-1,05 2,06 1,12 1,28 -1,43
Apoptose secreted apoptosis related protein 0147 Hs.313
1259 11 7788 8866 --1V,48-1 35 -2,88 -2,27 1,10 1,27 -1,95-1,69
Phosphatidyl inositol
1 D-Myo-inositol-trisphosphate3- Q9UH Hs.788
17170 Kinase B 47 77 1 ,36 2,71 1,43 1,28 2,00 -1,121,06 -2,12
RAS family
P103 Hs .965 I I
181 RAS-RELATED PROTEIN R-RAS 01 1 |-7,32 -3,66 -8,33 -7,32|2,00 1,14 -1, 14-2,00 VEGF family
Q 168 Hs.737
1436 Vascular endothelial growth factor 89 93 |-3,45-5,56 -2,78 -1,0δ|-1, 612,58 1,24 5,17
Trans kriptions-/Translationsfaktoren
Polymerasen, Helicasen etc.
Q9Y2 Hs, 155
11091 DNAPOLYMERASEETA, 53 573 1,28 2,33 1,58 1,48 1,82 -1,061,23 -1,57
Sonstige Peroxisome proliferatoractivated Q9Y3 Hs, 271
4889 receptor alpha N1 640 1,16 3,05 2,34 -1,302,63
PUTATIVE POLY(ADP-RIBOSYL) 0759 Hs,772
17272 TRANSFERASE 03 25 1,11 2,39 1,06 2,16 -2,25
Gruppe 2 Mittlere Relevanz (Fortsetzung)
Gene SwissUniGe w50/ m50/ m25/ m50/
# Gene name Prot ne w 25 w 50 m 25 m 50 w25 m25 w25 w50
Diver se
Neuro
VASOACTIVEINTESTINAL P012 Hs.539 12569 PEPTIDE 82 73 1,26 2,36 1,20 1,02 1,88 -1,17 -1,05 -2,31
Membran-Reparatur 17041 FER-1 LIKE PROTEIN 3,
Figure imgf000036_0001
-1,09 -1 , 04 -2,46
"Ossification" (Romette) 2459 BONESIALOPROTEINII
Figure imgf000036_0002
2,55 -1,52 3,40 -1,14
Immunologisch relevante Proteine
Interleukine
P015 Hs.126
3 INTERLEUKIN-1 BETA 84 256 1,04 1,02 1,71 -1,09 -1,02 -1,851,64 -1,11
Q96Q
26 INTERLEUKIN-12 ALPHA Z1 Hs.673 7,95 1,50 -5,30

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur molekularen Charakterisierung von menschlichem Altershaar, dadurch gekennzeichnet, dass man a. ein erstes Gemisch von in Haarfollikeln älterer Menschen exprimierten, d. h. transkribierten und gegebenenfalls auch translatierten genetisch codierten Faktoren, also von Proteinen, mRNA-Molekülen oder Fragmenten von Proteinen oder mRNA-Molekülen aus Haarfollikeln älterer Menschen, gewinnt, b. ein zweites Gemisch von in Haarfollikeln junger Menschen exprimierten, d. h. transkribierten und gegebenenfalls auch translatierten genetisch codierten Faktoren, also von Proteinen, mRNA-Molekülen oder Fragmenten von Proteinen oder mRNA-Molekülen aus Haarfollikeln junger Menschen gewinnt und c. die in a) und b) gewonnenen Gemische einer differentiellen Analyse der Genexpression unterwirft, und dadurch die Gene identifiziert, die in Haarfollikeln älterer oder junger Menschen unterschiedlich stark exprimiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man die Untersuchung in Schritt c) mittels einer Methode durchführt, die ausgewählt ist unter a) Ein- oder zweidimensionaler Gelelektrophorese b) Affinitätschromatographie c) Protein-Protein-Komplexierung in Lösung d) ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay) e) enzymgekoppelte Stoffwechselassays f) Massenspektrometrie, insbesondere Matrix Assistierter Laser Desorptions Ionisation (MALDI), g) Einsatz von Proteinchips, Northern Blots, h) Real Time Quantitative Polymerasekettenreaktion (RT-PCR), i) Multiplex-PCR, j) RNase-Schutzexperimente, k) Dot-Blots,
I) CDNA-Sequenzierung, m) Klon-Hybridisierung, n) Differential Display, o) Subtraktive Hybridisierung, p) cDNA-Fragment-Fingerprinting, q) Durchflusszytometrieanalysen, r) Serielle Analyse der Genexpression (SAGE) und insbesondere s) Einsatz von Nukleinsäurechips, • oder mittels geeigneter Kombinationen dieser Methoden.
3. Haarbehandlungsmittel, enthaltend mindestens einen Wirkstoff, der die Expression mindestens eines der in älteren Haarfollikeln und in jungen Haarfollikeln differentiell exprimierten Gene positiv oder negativ zu beeinflussen vermag.
4. Haarbehandlungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zu beeinflussenden Gene ausgewählt sind unter den in den Tabellen 1 bis 15 als in älteren Haarfollikeln und in jungen Haarfollikeln differentiell exprimiert aufgelisteten Genen.
5. Haarbehandlungsmittel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu beeinflussenden Gene ausgewählt sind unter den als hochrelevant und/oder hochsignifikant in Gruppe 1 der Tabelle 8 aufgelisteten Genen.
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