WO2017150785A1 - 항산화물질의 산화방지 방법, 그 물질 및 그 용도 - Google Patents

항산화물질의 산화방지 방법, 그 물질 및 그 용도 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to antioxidant methods, antioxidants and uses thereof.
  • ROS active oxygen species
  • Antioxidants can be divided into those that exist naturally in the human body and those that are administered externally.
  • Antioxidants that are naturally present in the human body include enzymes such as superoxide dismutase (SOD), glutathione, peroxidase and catalase. phytochemicals such as kaempferol, catechin and genistein; Vitamin E, vitamin C and beta carotene; And minerals such as selenium.
  • SOD superoxide dismutase
  • glutathione glutathione
  • peroxidase and catalase
  • phytochemicals such as kaempferol, catechin and genistein
  • Vitamin E Vitamin C and beta carotene
  • minerals such as selenium.
  • Vitamin C L-ascorbic acid, ascorbate
  • Vitamin C deficiency will cause diseases such as scurvy (Scurvy).
  • Vitamin C in animals is an important factor in preventing wound healing and capillary bleeding, and is an important antioxidant in the body along with Vitamin A and Vitamin E.
  • UVA UVA
  • UVB ultraviolet B
  • pollutants pollutants
  • stress smoking, drinking, fatty foods, etc.
  • cells may age or die.
  • these substances reduce or degenerate the production of collagen and elastin, causing the skin to lose elasticity and wrinkles.
  • antioxidants such as vitamin A, C, E
  • the hydrogel refers to a high water content (90% or more) made of a hydrophilic polymer.
  • materials such as natural products (collagen, etc.) and artificial materials (Silicone Hydrogels, Polyacrylamides, Polymacon).
  • the active ingredient contained within a short time within 20 to 30 minutes is required to be quickly delivered to the skin, but for this purpose, the active ingredients in the hydrogel must be quickly and evenly delivered to the skin.
  • the effective cosmetic ingredients in the gel have a limit to having a satisfactory amount and speed to be transferred from the hydrogel to the skin, and as time passes, water and active ingredients in the hydrogel evaporate. Drying will no longer be effective. Therefore, even if the hydrogel has good adhesion and wettability, the limit of the content of the active ingredient contained in the hydrogel and the speed of delivery of the active cosmetic ingredient to the skin are also limited to the skin penetration efficiency of the hydrogel mask pack. Will be forced to have.
  • the present invention has been made in view of the above necessity, and an object of the present invention is to provide a method for preventing oxidation of an antioxidant substance.
  • Another object of the present invention is to provide a substance that acts as an antioxidant of an antioxidant substance.
  • Another object of the present invention is to prevent the oxidation of antioxidants having the function of controlling the release rate of the skin active ingredient (Release), and controlling the release component of the skin active material according to the amount of the specific substance secreted from the skin It is to provide a hydrogel functionalized with a functional material.
  • the present invention provides a method for preventing oxidation of antioxidants by treating aptamers with antioxidants.
  • the antioxidant is preferably a substance selected from the group consisting of vitamin C, vitamin A, retinol, vitamin E, astaxanthin, resveratinol, polyphenols, coenzyme Q10, peptides and oils.
  • the antioxidant is not limited thereto.
  • the present invention also provides an aptamer for preventing oxidation of antioxidants.
  • the present invention is a) bonding the amine group to the aptamer of the present invention; b) the hydroxyl group of the hydrogel monomer is silanizing with 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (3-GPTMS) having an epoxy group and then bonded to the aptamer to the expoxy group Binding the amine group; and c) providing a method for preparing the hydrogel trapped by the aptamer including polymerizing the hydrogel monomer.
  • 3-GPTMS 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane
  • the method binds biotin to the amine group bound to the aptamer of step a) and then reacts with particles having straptavidin and then the aptamer during hydrogel polymerization. Characterized in that it comprises the step of mixing the particles having a hydrogel monomer,
  • the method is preferably, but not limited to, characterized in that the hydroxy group of the hydrogel is bonded to the amine group or carboxy group attached to the aptamer by a chemical method.
  • the present invention provides a hydrogel trapped by the aptamer produced by the method of the present invention.
  • the hydrogel is characterized in that the aptamer is attached to the surface of the hydrogel and a specific component is attached to the end of the aptamer,
  • the specific component is preferably characterized by a component having an anti-aging, wrinkle removal, whitening, moisturizing effect, but is not limited thereto.
  • the characteristic ingredient of the present invention can be used for all raw materials used in cosmetics regardless of any kind of extracts, active substances.
  • green tea extract, licorice extract, medicinal extract, lettuce extract, golden extract, pueraria extract, red ginseng extract and apricot extract oil extract, orange extract, lemon extract, bamboo extract guava extract Rosemary Extract Cornus Extract, Ganoderma Lucidum Extract Ginkgo Extract Seoxiok-Yuksan Extract Consonant Extract, Moisturizing Chinese Quince Extract, White Lotus Extract, Paprika Extract, Aloe Extract, Scrubber Extract, Seaweed Extract, Antioxidant Carrot Extract, Soybean Extract, Grapefruit Extract Grape Seed Extract, Portulaca Extract, Caviar to Improve Wrinkles, Pomegranate, Ginseng Extract, Peach Extract for Skin Regeneration, Cheongung Extract, Centella asiatic Extract, Chamomile Extract, Licorice Extract, Ginseng Extract, Angelica Extract, Acne Good peppermint extract, triticale extract, eosung
  • the present invention provides a cosmetic composition comprising a hydrogel trapped by the aptamer of the present invention.
  • the present invention is applied to the skin by applying a hydrogel trapped by the aptamer of the present invention, the aptamer combined with the component from the hydrogel penetrates into the skin, and then the aptamer combined with the component is combined with the target material It provides a method of controlling the release of the skin active material according to the amount of the target material secreted from the skin comprising the step of releasing.
  • the target material is preferably ATP, but is not limited thereto.
  • the antioxidant functionalized by the aptamer of the present invention By trapping the antioxidant functionalized by the aptamer of the present invention in the hydrogel, it inhibits the oxidation of substances that have proven excellent efficacy in skin whitening, wrinkle improvement, anti-aging, such as vitamin C, peptide, retinol, and releases slowly from the gel. An improved effect can be expected.
  • substances used as main ingredients of functional cosmetics such as vitamin C, peptides and retinol are very unstable substances, which easily bind to oxygen (oxidation) when exposed to air and quickly lose their function.
  • the aptamers are used to capture these substances, thereby inhibiting the binding of them to oxygen (oxidation), giving them the ability to sustain them as steadily as possible.
  • this technology detects various conditions of the skin first and releases the substances necessary for the skin according to the condition, which can be used in various fields such as beauty and treatment.
  • ATP can be detected at different concentrations
  • aptamers can detect cytokines (Cytokines), etc. secreted according to the condition of the skin, and can implement a system that secretes skin active ingredients accordingly. Therefore, it can be designed to control the duration or to reduce unnecessary overload on the skin by secreting an appropriate amount of anti-aging substances.
  • Aptamer is a method of detecting a specific substance by using the three-dimensional structure of single strand DNA or RNA, which is similar to an antigen-antibody reaction, but has a much smaller substance, and can be controlled in various ways. This is an easy advantage. In addition, unlike antibodies, it is possible to synthesize aptamers that bind to very small chemicals (vitamins) and the like.
  • Vitamin C is a water-soluble six carbon compound, the reduced form of 3-, 4- and carbon-dihydroxy foams in furan rings and semidehydroascorbic acid and dehydroascorbic acid, each of which is oxidized.
  • Vitamin C which is combined with the aptamer of the present invention and maintained in a reduced state, may be used in skin care compositions and nutritional supplements of various types of cream or hydrogel types including collagen, elastin, hyaluronic acid, peptides, and the like.
  • the present invention also includes a method of slowly releasing vitamin C according to various conditions of the skin (Aptasensing) through aptamers that react differently depending on the condition of the skin or external stimulation (for example, ultraviolet rays or skin temperature or acidity). For example, when the structure of the aptamer changes according to the UV irradiation of the skin, the bound vitamin C is released or the structure of the aptamer that binds to it changes when the amount of ATP changes according to the temperature or acidity of the skin. How to make it work.
  • the aptamer of the present invention has an antioxidant effect of an antioxidant such as vitamin C, and the hydrogel trapped by the aptamer of the present invention releases the active ingredient of the skin through the aptamer (Release). It is expected to have the function of controlling the rate and controlling the release component of antioxidant according to the amount of specific substance secreted from the skin.
  • RNA or DNA RNA
  • Figures 2 to 4 show that the three aptamers of the present invention prevent vitamin C oxidation by hydrogen peroxide solution
  • KD dissociation constants
  • 11 to 12 is a view showing a functional smart hydrogel manufacturing method using the aptamer of the present invention
  • Figures 13 to 15 show aptase sensing process of the hydrogel trapped by the aptamer of the present invention.
  • Example 1 bound to reduced vitamin C Aptamer Military building
  • SELEX systematic evolution of ligands by exponential enrichment
  • aptamers were selected and subjected to the anti-oxidation experiment of vitamin C. After heating the aptamer dissolved in the annealing buffer to 95 o C and slowly lowering the temperature to room temperature, the secondary structure of the aptamer is mixed. The reaction was carried out for about 30 minutes. After oxidizing conditions by adding hydrogen peroxide solution, oxidation of L-ascorbic acid was measured by adding OPDA (o-phenylenediamine) as a fluorescent dye. DHA, the oxide of L-ascorbic acid, can be quantitatively analyzed by measuring the amount of fluorescence from DHA-OPDA produced by reaction with OPDA. Under the above conditions, the amount of fluorescence of DHA-OPDA was measured every 34 seconds for 25 minutes.
  • OPDA o-phenylenediamine
  • Example 3 of the present invention Aptamer ascorbic acid (AA) and dehydroascorbic acid ( DHA Steady-state solution dissociation constant (KD)
  • Dissociation constants were determined using microscale thermophoresis (MST).
  • This example includes the MST data and the calculated KD for the three aptamers in the assay buffer for both targets.
  • All reagents containing ascorbic acid and dehydroascorbic acid were purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) and deionized water was treated with Chelex-100 resin for 1 hour to remove accidental metals prior to buffer preparation. After Chelex treatment, the water was sprayed with nitrogen gas for 10 minutes to minimize oxygen and then sealed and stored. This water was used for all aqueous solutions.
  • Final buffer is 50 mM sodium acetate, pH 5.5, 1 mM MgCl 2, and 0.05% Tween-20, both AA and DHA were 153 pM (final) at e5 uM in buffer (for aptamers # 10 &# 12) Or at 1: 1 passage dilution at 1.53 nM (final) (for aptamer # 8) at 50 uM.
  • the final concentration of each Cy5-conjugated aptamer is 20 nM.
  • biotin is attached to the amine attached to the aptamer, and then functionalized with particles having a straptavidin bound thereto, and then mixed at a 20% ratio when the hydrogel is calcined.
  • This method is relatively simple to implement, with no chemical bonding between aptamer and Hydrogel.
  • Another method is to attach an amine group or carboxyl group attached to the aptamer by chemical method to the Hydroxyl group of the Hydrogel, which chemically binds the aptamer to the Hydrogel.
  • binding can be brought about by controlling the chemical composition of the hydrogel or by changing the functional groups that bind to the aptamers.
  • 3-GPTMS 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane
  • collagen hydrogel which is currently used as a moisturizing effect, may be made into an aptamer-collagen hydrogel in the same manner as above, and a function of releasing the component more slowly after sensing may be added.
  • Teprenone or Caprylic Acid which is used to prevent skin aging, is gradually supplied to the skin with aptamer-collagen hydrogel or secreted according to the amount of skin aging-related cytokines secreted from the cells, thereby adding a smart sensing function. can do.

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Abstract

본 발명은 항산화물질의 산화방지 방법, 그 물질 및 그 용도에 관한 것으로,더욱 상세하게는 항산화 물질에 압타머를 처리하여 항산화물질의 산화를 방지하는 방법, 그러한 활성을 가지는 압타머 및 그 압타머를 이용한 화장품 등의 다양한 분야에 응용에 관한 것이다. 본 발명의 압타머는 비타민C와 같은 항산화 물질의 산화방지 효과를 가지며, 본 발명의 압타머가 트랩된 하이드로젤은 압타머를 통해 피부 활성 성분의 방출(Release) 속도를 조절하고, 피부에서 분비되는 특정물질의 양에 따라 항산화물질의 방출(Release) 성분을 조절하는 기능을 가질 것으로 예상된다.

Description

항산화물질의 산화방지 방법, 그 물질 및 그 용도
본 발명은 항산화물질의 산화방지 방법, 그 물질 및 그 용도에 관한 것이다.
노화를 촉진하는 원인들은 여러 가지가 있으나 그 중에서도 활성 산소계(Reactive Oxygen species: ROS)가 상당히 주요한 원인 중 하나인 것으로 받아들여지고 있다. 이러한 활성 산소는 에너지 대사과정, 면역 반응 등에서 필수 불가결하게 생성되며, 외부의 유해 환경에 의해서도 유발되는 피할 수 없는 자극이다. 활성 산소는 반응성이 매우 커서 체내에서 DNA 변성, 과도한 신호전달 유발 및 단백질 변성 등을 초래하여 건강에 해로운 영향을 누적하는 일련의 반응을 일으키게 된다. 그러나, 이러한 유해한 반응들은 생체 내에 존재하는 항산화 물질(uric acid, vit.C, vit.E 등) 또는 항산화 효소(Glutathione peroxidase, superoxide dismutase, catalse 등)에 의해 정교하게 그 항상성을 유지하도록 되어 있다. 그러나, 내인성 노화에 따른 항산화 시스템의 노쇠와 지속적인 유해 자극에 의한 활성 산소의 집적은 이러한 균형을 깨뜨려 건강을 해치게 되며 노화를 촉진시키고, 피부질환, 피부암, 동맥경화 및 혈전과 같은 각종 질병을 유발하기도 한다(Laure Rittie et al., Ageing Research Reviews, 1, 705-720, 2002; Cutler RG, Annals of the New York Academy of Sciences, 1055, 93-135, 2005).
따라서, 활성 산소계의 형성을 억제하거나, 형성된 활성 산소계를 제거하는 항산화 물질에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 항산화 물질은 인체 내에 자연적으로 존재하는 것과 외부에서 투여해 주는 것으로 나눌 수 있는데
인체 내에 자연적으로 존재하는 항산화 물질로는 과산화 억제효소(superoxide dismutase, SOD), 글루타치온(glutathione), 퍼옥시다아제(peroxidase) 및 카탈라아제(catalase) 등의 효소가 있으며, 외부에서 투여해 주는 것으로는 캠프페롤(kaempferol), 카테킨(catechin) 및 제니스테인(genistein) 등의 피토케미컬(phytochemical); 비타민 E, 비타민 C 및 베타카로틴; 및 셀레니움 등의 미네랄이 있다.
Vitamin C (L-ascorbic acid, ascorbate)는 인간과 여러 동물에게 필수 영향소로, 콜라겐 합성 등에 중요하며, 적어도 8종류의 효소의 보조인자이다. 따라서 Vitamin C가 결핍될 경우 괴혈병 (Scurvy)등의 질환을 유발하게 된다. 동물에서 Vitamin C는 상처의 치유와 모세혈관의 출혈등을 막는 중요한 인자이며 Vitamin A, Vitamin E 등과 더불어 중요한 체내 항산화 물질이다.
햇빛으로부터 조사되는 자외선A (UVA)와 자외선B (UVB), 공해물질, 스트레스, 흡연, 음주, 지방성 음식물 등으로 인해 발생되는 유리기 (free radical) 와 활성산소 (oxygen free radical) 등에 의해 세포는 공격을 받으며, 이런 물질들로 부터 적절한 보호가 이루어 지지 않을 경우 세포는 노화하거나 사멸하게 된다. 피부의 경우 이런 물질들로 인해 콜라겐이나 엘라스틴 등의 물질의 생산이 줄어들거나 변성되어서 피부가 탄력을 잃고 주름이 생기게 된다. 이를 방지하기 위해 Vitamin A, C, E 등의 항산화 물질들을 포함한 제제를 피부에 도포, 피부내로 흡수시킴으로서 이러한 유해 활성물질에 의한 산화를 막는 것이 피부의 노화를 막는데에 중요한 것으로 공지되어 있다. 하지만 합성 Vitamin C는 공기 중에서 쉽게 산화되어 그 항산화 작용이 사라지게 되는 문제점으로 인해 보관기간이 긴 다양한 제형을 제조하는데 문제가 있다.
한편, 하이드로겔(Hydrogel)이란 친수성 폴리머로 만들어진 수분함량이 높은(90% 이상) 물질을 말한다. 그 재료로는 천연물(콜라겐 등)이나 인공물(Silicone Hydrogels, Polyacrylamides, Polymacon) 등 여러 종류가 존재한다.
하이드로젤을 피부에 붙인 후 20~30분 내의 단시간 이내에 함유된 유효성분이 신속히 피부 속으로 전달될 필요성이 크게 요구되나 이를 위해서는 하이드로젤 내의 유효 성분이 피부 속으로 신속하고 고르게 전달되는 특징을 가져야 한다. 그러나 하이드로젤 상태를 그대로 유지하고 있는 한 젤 속의 유효한 화장 성분이 하이드로젤로부터 피부로 전달되는데 만족할 만한 양과 속도를 가지는 데에 한계를 가지게 됨에 따라 시간이 지나면서 오히려 하이드로젤 내의 수분 및 유효성분이 증발되어 말라버림으로 효과를 누릴 수 없게 된다. 따라서 하이드로젤이 특유의 부착성과 습윤성이 좋다하여도 하이드로젤 내에 함유되어 있는 유효성분의 함유량의 한계와 더불어 이러한 유효 화장 성분의 피부로의 전달 속도의 한계는 하이드로젤 마스크팩의 피부 침투 효율성에도 한계를 가질 수밖에 없게 되는 것이다.
[선행 특허 문헌]
대한민국 특허공고번호 제10-1197677호
본 발명은 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 항산화 물질의 산화 방지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 항산화 물질의 산화 방지 작용을 하는 물질을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 피부 활성 성분의 방출(Release) 속도를 조절하고, 피부에서 분비되는 특정물질의 양에 따라 피부 활성 물질의 방출(Release) 성분을 조절하는 기능을 가지는 항산화물질의 산화방지 작용을 하는 물질로 기능화시킨 하이드로겔을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 항산화 물질에 압타머를 처리하여 항산화물질의 산화를 방지하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 항산화 물질은 비타민 C, 비타민 A, 레티놀, 비타민E, 아스타잔틴, 레스베라티놀, 폴리페놀, 코엔자임 Q10, 펩티드 및 오일로 구성된 군으로부터 선택된 물질인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
또 본 발명은 항산화물질의 산화를 방지하는 압타머를 제공한다.
또한 본 발명은 a) 상기 본 발명의 압타머에 아민기를 결합시키는 단계;b) 하이드로젤 모노머의 Hydroxyl 기를 epoxy기를 가지고 있는 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (3-GPTMS) 로 silanizing 후 이 expoxy기에 상기 압타머에 결합되어 있는 아민기를 결합시키는 단계;및 c) 상기 하이드로젤 모노머를 중합시키는 단계를 포함하는 압타머가 트랩된 하이드로젤의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 방법은 상기 a) 단계의 압타머에 결합되어 있는 아민기에 바이오틴을 결합시킨 후 스트랩타비딘을 갖고 있는 입자와 반응시킨 후에 하이드로젤 중합반응시에 상기 압타머를 가지는 입자를 하이드로젤 모노머와 혼합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 방법은 하이드로젤의 하이드록시기에 화학적 방법으로 압타머에 붙어있는 아민기나 카르복시기를 결합시키는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
또 본 발명은 상기 본 발명의 방법에 의하여 제조된 압타머가 트랩된 하이드로젤을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 하이드로젤은 하이드로젤 표면에 압타머가 부착되고 상기 압타머의 말단에는 특정 성분이 부착된 것을 특징으로 하고,
상기 특정 성분은 피부노화방지, 주름제거, 미백, 보습 효과를 가지는 성분을 특징으로 하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
또한 본 발명의 특성 성분은 어떠한 종류의 추출물, 활성물질에 상관없이 화장품에서 사용되는 모든 원료를 사용할 수 있다. 그 예로, 미백에 좋은 녹차추출물, 감초추출물, 닥나무추출물, 상백피추출물, 황금추출물, 푸에리라리아추출물, 홍삼추출물과 노화예방에 좋은 살구추출물, 오일추출물, 오렌지추출물, 레몬추출물, 대나무추출물 구아바추출물 로즈마리추출물 산수유추출물, 영지추출물 은행추출물 서시옥욕산추출물 자음단추출물, 보습에 좋은 모과추출물, 백련초추출물, 파프리카추출물, 알로에추출물, 수세미추출물, 해초추출물, 항산화 효과가 있는 당근추출물, 대두추출물, 자몽씨추출물, 포도씨추출물, 마치현추출물, 주름개선에 도움이 되는 캐비어, 석류, 인삼추출물, 피부재생에 도움이 되는 복숭아추출물, 천궁추출물, 아토피에 좋은 병풀추출물, 캐모마일추출물, 자초근추출물, 고삼추출물, 당귀추출물, 여드름에 좋은 박하추출물, 삼백초추출물, 어성초추출물, 작약추출물, 항염및 항균에 좋은 목초 액, 민들레추출물, 카렌듈라추출물, 황백피추출물, 탱자추출물, 황금추출물, 회향추출물,컴푸리추출물, 모공수출에 도움을 주는 율피추출물, 녹차추출물, 보습기능을 하는 글리세린, 판테놀, 히아루론산 ,세라마이드, 베타글루칸, 미백효과가 있는 알부틴, 비타민C, 화이텐스, 레티놀, 아스타잔틴, 레스베라티놀, 폴리페놀,탄력에 좋은 엘라스틴 ,콜라겐, 코엔자임Q10, 이펙틴, EGF, 항염증 향균제인 프로폴리스, 알란토인, 피토스탄, 인프라산, 항산화제 비타민E(천연토코페롤) ROE(로즈마리오일추출물), 자몽씨추출물 등 다양한 추출물이 적용된다.
또 본 발명은 상기 본 발명의 압타머가 트랩된 하이드로젤을 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
또 본 발명은 상기 본 발명의 압타머가 트랩된 하이드로젤을 피부에 도포하여, 상기 하이드로겔로부터 성분이 결합된 압타머가 피부 내로 침투하게 한 후, 상기 성분이 결합된 압타머가 타겟 물질과 결합한 후 성분을 방출하는 단계를 포함하는 피부에서 분비되는 타겟 물질의 양에 따라 피부 활성 물질의 방출을 조절하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 타겟 물질은 ATP인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
본 발명의 압타머로 기능화시킨 항산화물질을 Hydrogel에 트랩시켜서, 비타민C, 펩타이드, 레티놀 등 피부 미백, 주름개선, 노화방지 등에 탁월한 효능이 증명된 물질의 산화를 억제하며, 젤로부터 서서히 방출하므로, 보다 향상된 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 압타머-하이드로겔을 이용한 화장품 원료/재료의 용도를 다음과 같이 요약된다.
널리 알려진 바와 같이, 비타민C, 펩타이드, 레티놀 등 기능성 화장품의 주요 재료로 사용되는 물질들의 경우 매우 불안정한 물질들로서 공기중에 노출될 경우 쉽게 산소와 결합하여(산화) 그 기능을 빠르게 상실하게 된다. 압타머를 통해 이들 물질을 캡춰하도록 하여 그 물질들과 산소와의 결합(산화작용)을 억제토록 하여 물질들을 최대한 안정하게 지속(기능의 지속)시키는 역할을 부여한다.
압타머를 통해 피부 활성 성분의 방출(Release) 속도를 조절하는 것이다. 대개의 Hydrogel의 경우 치밀하지 않은 구조로 인해 여러 종류의 물질에 대한 투과율이 높고 이에 따라 포함된 물질을 쉽게 내보내게 된다. 특정 피부 활성 물질과 반응하는 압타머를 Hydrogel에 포함시킬 경우, 압타머의 물질에 대한 결합력을 조절 함으로서 이 물질의 분비 속도를 조절할 수 있음이 실험적으로 증명되어 있다.
피부에서 분비되는 특정물질의 양에 따라 피부 활성 물질의 방출(Release) 성분을 조절하는 기능이다. 앱타센싱(Aptasensing)이라 불리는 이 기술은 피부의 여러 상태를 보다 먼저 감지해서 그 상태에 맞추어 피부에 필요한 물질을 방출(Release)시키는 방법으로 미용 및 치료 등 여러 방면에 이용이 가능한 방법이다. 피부의 온도에 따라 다른 농도로 분비되는 ATP를 감지하거나, 피부의 상태에 따라 분비되는 사이토카인(Cytokines) 등을 압타머가 감지한 후 이에 맞춰 피부 활성 성분을 분비하는 시스템을 구현할 수 있다. 이에 따라 적당량의 항노화 물질을 분비하도록 함으로서 지속시간을 조절하거나 피부에 불필요한 과부하를 줄일 수 있도록 디자인할 수 있다.
압타머란 single strand DNA나 RNA의 삼차원구조를 이용해 특정 물질을 검출하는 방법으로 항원-항체 반응과 비슷하나 물질의 사이즈가 훨씬 작고, 다양한 방법으로 그 활성을 조절할 수 있으며, 항체에 비해 생산과 보관이 용이한 장점이 있다. 또한 항체와 달리 사이즈가 아주 작은 화학물질 (비타민)등에 결합하는 압타머를 합성할 수도 있으며 화학적 합성에 의해 제조되므로 그 효능을 일정하게 유지하는 데 용이하다.
Vitamin C는 수용성의 6개의 탄소 화합물로, furan 링의 3-,4-, 탄소가 dihydroxy 폼으로 존재하는 환원형과 이 부위가 각각 산화된 semidehydroascorbic acid와 dehydroascorbic acid가 있다.
본 발명의 압타머 (RNA나 DNA)를 구성하는 염기와 Vitamin C의 hydroxyl group의 수소결합 결합을 통해 Vitamin C의 환원 상태를 유지하게 된다(도 1).
본 발명의 압타머와 결합하여 환원상태를 유지하고 있는 Vitamin C를 콜라젠, 엘라스틴, 히알루론산, 펩티드 등을 포함하는 크림 타입 혹은 하이드로젤 타입의 다양한 제형의 피부미용 조성물과 영양보조제에 사용할 수 있다.
본 발명은 또한 피부의 상태나 외부자극에 따라 (예컨데 자외선이나 피부의 온도나 산도) 다르게 반응 하는 압타머를 통해 (Aptasensing) 피부의 다양한 컨디션에 따라 Vitamin C를 서서히 방출하게 하는 방법을 포함한다. 예컨데 피부의 자외선 조사에 따라 압타머의 구조가 바뀌면 결합된 Vitamin C가 방출되게 하거나, 피부의 온도나 산도의 변화에 따라 ATP양이 바뀔 때 이에 결합하는 압타머의 구조가 바뀜으로서 Vitamin C를 방출하게 하는 방법 등을 포함한다.
본 발명을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 압타머는 비타민C와 같은 항산화 물질의 산화방지 효과를 가지며, 본 발명의 압타머가 트랩된 하이드로젤은 압타머를 통해 피부 활성 성분의 방출(Release) 속도를 조절하고, 피부에서 분비되는 특정물질의 양에 따라 항산화물질의 방출(Release) 성분을 조절하는 기능을 가질 것으로 예상된다.
도 1은 압타머 (RNA나 DNA)를 구성하는 염기와 Vitamin C의 hydroxyl group의 수소결합 결합을 통해 Vitamin C의 환원 상태를 유지하는 그림,
도 2 내지 4는 본 발명의 세 개의 압타머가 과산화수소수에 의한 비타민C 산화를 방지하는 것을 보여주는 그림,
도 5 내지 10은 본 발명의 압타머의 AA(ascorbic acid) 및 DHA(dehydroascorbic acid)에 대한 해리 상수(KD) 그래프,
도 11 내지 12는 본 발명의 압타머를 이용한 기능성 스마트 하이드로겔 제조 방법을 나타낸 그림,
도 13 내지 15는 본 발명의 압타머가 트랩된 하이드로젤을 앱타센싱 과정을 나타낸 그림.
이하 본 발명을 비한정적인 실시예를 통하여 상세하게 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 의도로 기재된 것으로서 본 발명의 범위는 하기 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되지 아니한다.
실시예 1: 환원상태의 Vitamin C에 결합하는 압타머 군 구축
SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment) 과정을 통해 1013 개로 구성된 DNA 압타머 라이브러리로 부터 환원상태의 ascorbic acid에 대해 선택적으로 결합하는 압타머를 찾는 실험을 다음의 조건에서 진행하였다. Ascorbic acid의 환원 상태를 유지한 상태에서 SELEX를 진행하기 위해, ~pH 5.5 정도로 유지하며 glutathione 을 넣어주었다.
이 조건 하에서 비타민C의 99% 이상이 산화된 dehydro ascorbic acid (DHA)가 아니 환원된 L-ascorbic acid 상태로 유지가 되었다. 위의 반응 조건에서 SELEX를 진행하여 선택된 압타머 전체를 Next Generation Sequencing을 진행한 후 분석한 결과, 3000개 이상의 2차구조군으로 이뤄진 압타머를 얻을 수 있었다.
실시예 2: 압타머를 통한 비타민 C 산화방지 정량분석
이차 구조의 종류에 따라 20개의 개별 압타머를 선택하여 비타민C의 산화 방지 실험을 진행하였다. Annealing buffer에 녹인 압타머를 95 oC 로 가열한 후 서서히 온도를 상온으로 내리면서 압타머의 이차 구조를 만든 후, 환원된 L-ascorbic acid와 혼합하여 압타머가 L-ascorbic acid와 결합할 수 있도록 약 30분간 반응시켰다. 이 후 과산화수소수를 첨가하여 산화조건을 만들어 준 후 L-ascorbic acid의 산화를 형광염료인 OPDA (o-phenylenediamine) 를 첨가하여 측정하였다. L-ascorbic acid의 산화물인 DHA가 OPDA와 반응하여 생성된 DHA-OPDA로 부터의 형광량을 측정하여 DHA의 생성 정도를 정량 분석할 수 있다. 위의 조건에서 DHA-OPDA의 형광량을 매 34초마다 25분 동안 측정하였다.
이 중 세 개의 모든 압타머는 과산화수소수에 의한 비타민C 산화를 방지하였다. 12번 압타머는 약 40 %의 산화를 방지하였고, 8번은 약 20 %, 10번은 약 40 %의 산화를 방지 효과를 보였다. 이러한 실험 및 다른 경험에 근거하여, 세 개의 압타머가 비타민C에 직접 반응하여, 비타민C의 산화를 방지한다는 결론을 내릴 수 있다 (도 2 내지 4 참조).
실시예 3: 본 발명의 압타머의 ascorbic acid (AA) 및 dehydroascorbic acid ( DHA )에 대한 steady-state 용액 해리 상수(KD) 결정
해리 상수는 MST(microscale thermophoresis)를 사용하여 결정하였다.
본 실시예는 양 타겟에 대한 어세이 버퍼에서 세 압타머에 대한 MST 데이터 및 계산된 KD를 포함한다. ascorbic acid 및 dehydroascorbic acid를 포함하는 모든 시약은 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO)에서 구입하였고, 버퍼 제조 전에, 탈이온수를 Chelex-100 레진으로 1시간 동안 처리하여 우발적인 금속을 제거하였다. Chelex 처리 후, 그 물을 산소를 최소화하기 위하여 질소 가스로 10분간 살포한 후 밀봉하여 보관하였다. 이 물을 모든 수용액에 사용하였다. 최종 버퍼는 50 mM sodium acetate, pH 5.5, 1 mM MgCl2, 및 0.05% Tween-20이고, 양 AA 및 DHA 모두는 버퍼에서 e5 uM 에서 153 pM (최종) (압타머 #10 & #12에 대해) 또는 50 uM 에서 1.53 nM (최종) (for 압타머 #8)에서 1:1 계대 희석에서 분석하였다. 각 Cy5-conjugated 압타머의 최종 농도는 20 nM이다.
각 기술적인 두번 희석물을 NanoTemper Technologies GmbH (Munich, Germany) 사의 Monolith NT.115 MST 장치에서 2회 측정하였다.
그 결과는 도 5 내지 10에 나타내었다. 각 데이터 포인트는 평균과 맞춤 곡선(fitted curve; 검은 선)과 함께 도에서 나타낸다. 각 그래프의 수직 파선은 KD를 나타낸다.
상기 결과를 통하여 하기와 같은 결론을 추론하였다.
1)압타머 #10 & 12는 AA vs DHA에 대하여 더 우수한 선택성을 가지는 반면, #8은 DHA에 대해서 AA보다 약간 더 우수한 선택성을 가진다.
2) 압타머 #10 세 압타머의 AA vs DHA에 대한 가장 우수한 선택성을 가진다.
3) 압타머 #12는 산화로부터 AA의 보호에는 최고이었으나 AA vs DHA의 최소 선택성을 가졌다.
실시예4 : 압타머와 하이드로젤의 트랩
본 발명의 압타머를 Hydrogel에 트랩시키는 방법은 우선 압타머에 붙여놓은 아민기에 Biotin을 붙인 후에, 이와 결합하는 스트랩타비딘을 갖고 있는 파티클로 기능화한 후 Hydrogel을 소성할때 20% 비율로 섞어서 Hydrogel에 압타머 파티클을 트랩시키는 방법이 있다. 이 방법은 압타머와 Hydrogel간의 화학적 결합이 일어나지 않으며 구현하기가 비교적 단순한 방법이라 할 수 있다.
또 다른 방법으로는, Hydrogel의 Hydroxyl 기에 화학적 방법으로 압타머에 붙어있는 아민기나 카르복시기를 붙이는 방법으로 이는 압타머를 화학적으로 Hydrogel에 결합시키는 방법이 있다.
그 외 Hydrogel의 화학적 성분을 조절함으로서, 또는 압타머에 결합시키는 작용기를 바꾸어 줌으로서 다양한 형태의 결합을 가져 올 수 있다.
구체적인 트랩 방법으로는
a) 압타머에 아민기를 결합시키는 단계;b) 하이드로젤 모노머의 Hydroxyl 기를 epoxy기를 가지고 있는 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (3-GPTMS) 로 silanizing 후 이 expoxy기에 상기 압타머에 결합되어 있는 아민기를 결합시키는 단계;및 c) 상기 하이드로젤 모노머를 중합시키는 단계를 포함하는 압타머가 트랩된 하이드로젤을 제조할 수 있다.
한편, 현재 보습효과로 많이 사용되고 있는 콜라겐하이드로겔을 위와 같은 방법으로 압타머-콜라겐하이드로겔로 만들어, 센싱(감지)후에 성분을 더욱 천천히 방출(Release)하는 기능을 추가할 수 있다. 예로, 피부노화방지를 위해 쓰이는 Teprenone 이나 Caprylic Acid 등을 압타머-콜라겐 하이드로젤로 서서히 피부에 공급한다거나 세포에서 분비되는 피부 노화 관련 사이토카인의 양에 따라서 분비하도록 함으로 스마트 센싱(감지) 기능을 추가할 수 있다.

Claims (13)

  1. 항산화 물질에 압타머를 처리하여 항산화물질의 산화를 방지하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 항산화 물질은 비타민 C, 비타민 A, 레티놀, 비타민E, 아스타잔틴, 레스베라티놀, 폴리페놀, 코엔자임 Q10, 펩티드 및 오일로 구성된 군으로부터 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 항산화물질의 산화를 방지하는 압타머.
  4. 제3항에 있어서, 상기 항산화 물질은 비타민 C, 비타민 A, 레티놀, 비타민E, 아스타잔틴, 레스베라티놀, 폴리페놀, 코엔자임 Q10, 펩티드 및 오일로 구성된 군으로부터 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 압타머.
  5. a) 제3항 또는 제4항의 압타머에 아민기를 결합시키는 단계;
    b) 하이드로젤 모노머의 Hydroxyl 기를 epoxy기를 가지고 있는 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (3-GPTMS) 로 silanizing 후 이 expoxy기에 상기 압타머에 결합되어 있는 아민기를 결합시키는 단계;및
    c) 상기 하이드로젤 모노머를 중합시키는 단계를 포함하는 압타머가 트랩된 하이드로젤의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 방법은 상기 a) 단계의 압타머에 결합되어 있는 아민기에 바이오틴을 결합시킨 후 스트랩타비딘을 갖고 있는 입자와 반응시킨 후에 하이드로젤 중합반응시에 상기 압타머를 가지는 입자를 하이드로젤 모노머와 혼합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압타머가 트랩된 하이드로젤의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 방법은 하이드로젤의 하이드록시기에 화학적 방법으로 압타머에 붙어있는 아민기나 카르복시기를 결합시키는 것을 특징으로 하는 압타머가 트랩된 하이드로젤의 제조방법.
  8. 제 5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조된 압타머가 트랩된 하이드로젤.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 하이드로젤 팩은 하이드로젤 표면에 압타머가 부착되고 상기 압타머의 말단에는 특정 성분이 부착된 것을 특징으로 하는 압타머가 트랩된 하이드로젤.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 특정 성분은 피부노화방지, 주름제거, 미백, 또는 보습효과를 가지는 성분인 것을 특징으로 하는 압타머가 트랩된 하이드로젤.
  11. 제 8항의 압타머가 트랩된 하이드로젤을 포함하는 화장료 조성물.
  12. 제 8항의 압타머가 트랩된 하이드로젤을 피부에 도포하여, 상기 하이드로겔로부터 성분이 결합된 압타머가 피부 내로 침투하게 한 후, 상기 성분이 결합된 압타머가 타겟 물질과 결합한 후 성분을 방출하는 단계를 포함하는 피부에서 분비되는 타겟 물질의 양에 따라 피부 활성 물질의 방출을 조절하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 타겟 물질은 ATP인 것을 특징으로 하는 피부에서 분비되는 타겟 물질의 양에 따라 피부 활성 물질의 방출을 조절하는 방법.
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