KR101773404B1 - 자외선에 의한 피부 손상의 예방 또는 개선을 위한 화장료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 포함하는, 자외선에 의한 피부 손상의 예방 또는 개선을 위한 화장료 조성물을 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112015082443034-pat00004

Description

자외선에 의한 피부 손상의 예방 또는 개선을 위한 화장료 조성물{Cosmetic composition for preventing or improving ultraviolet-induced skin damage}
본 발명은 자외선에 의한 피부 손상의 예방 또는 개선을 위한 화장료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미토콘드리아-표적 비타민 E(Mitochondria-targeted vitamin E, MVE)를 유효성분으로 포함하는, 자외선에 의한 피부 손상의 예방 또는 개선을 위한 화장료 조성물에 관한 것이다.
미토콘드리아는 생명유지와 사망 모두에 중요한 기관이다. 미토콘드리아는 세포 에너지의 주요 기원(major sources)이며 또한 세포사멸(apoptosis) 유도에도 관여한다. 미토콘드리아에서 세포사멸 유도의 정확한 기전은 아직 명확히 밝혀져 있지 않으나, '미토칸스(mitocans)'는 미토콘드리아를 표적으로 하여 암세포 사멸을 야기하는 약물로 알려져 있다(Neuzil J et al., Molecular pharmacology (2007) 71: 1185-1199; Neuzil J et al., FEBS letters (2006) 580: 5125-5129). 미토칸스는 미토콘드리아를 불안정화함으로써, 세포사멸 조절인자의 세포질내 유리를 야기한다(Green DR et al, (1998) Science 281:1309-1312). 암세포에서 이들 약물들의 간접적인 전구-산화(pro-oxidant) 활성은 항암제로서 이들의 작용을 위해 필수적이다(Dong LF et al., (2011) The Journal of biological chemistry 286: 3717-3728; Neuzil J et al., Molecular pharmacology (2007) 71: 1185-1199).
한편, 미토콘드리아-표적 비타민 E(Mitochondria-targeted vitamin E, MVE)는 미토콘드리아 내에 축적되도록 설계된 화합물이다. MVE는 투여시 심장, 뇌, 간, 및 근육에 분포되며, 이들 조직에서 미토콘드리아 기능부전(mitochondrial dysfunction)에 영향을 미친다. MVE는 미토콘드리아의 산화적 손상(mitochondrial oxidative damage)을 감소시켜, 퇴행성 질환, 허혈-재관류 손상(ischemia-reperfusion injury), 및 노화-연관 기능부전 등을 포함한 다양한 질환을 저해한다. Mao 등은 MVE가 플라즈마 SOD 활성과 같은 전신 산화 스트레스 파라이터를 감소시키며, 또한 간의 산화 스트레스를 약화시키고 지방 축적을 저해한다고 보고한 바 있다(Mao G et al., (2011) The British journal of nutrition 106: 87-95; Mao G et al., The Journal of nutrition 140: 1425-1431). 그러나, MVE는 또한 암세포에서 ROS 생성을 증가시키고 또한 암세포의 증식을 억제하는 전구산화제(prooxidant)로서 작용한다고 보고된 바 있다(Dong LF et al., (2011) The Journal of biological chemistry 286: 3717-3728; Neuzil J et al., (2007) Molecular pharmacology 71: 1185-1199). 예를 들어, MVE는 미토콘드리아 DNA 전사물(mitochondrial DNA transcripts)의 발현 및 미토콘드리아 생성(mitochondrial biogenesis)을 조절하며, 이러한 변화는 세포 증식의 중지를 야기한다(Truksa J et al., (2015) Antioxidants & redox signaling 22: 883-900). 따라서, MVE는 조직 및/또는 세포에 따라 상반된 작용 즉, 항산화제(antioxidant) 및 전구산화제(prooxidant)로서의 작용을 나타낸다. 예를 들어, MVE는 간세포에서 보호 효과를 나타내는 반면, 암세포에서는 독성적인 효과(harmful effects)를 나타낸다. 그러나, 피부 세포에서 MVE의 기능에 대해서는 아직 보고된 바 없다.
본 발명자들은 피부 세포에 대하여 MVE가 미치는 영향을 다양하게 평가하였다. 놀랍게도, 본 발명자들은 MVE를 낮은 농도로 처리하였을 때 진피의 섬유모세포(human dermal fibroblasts, HDF) 및 불멸화된 인간 각질 세포주(immortalized human keratinocyte cell line, HaCaT)에서 자외선(특히, UVB)에 대한 보호 효과를 나타내는 반면, 높은 농도로 처리될 경우에는 오히려 세포 생존율을 저하시키는 이중 작용(dual actions)을 나타낸다는 것을 발견하였다. 즉, 본 발명자들은 낮은 농도, 예를 들어 1 μM 이하의 농도의 MVE가 자외선에 의한 피부손상의 예방 및/또는 치료에 유용하게 적용될 수 있다는 것을 발견하였다.
따라서, 본 발명은 MVE 즉, 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 포함하는 자외선에 의한 피부 손상의 예방 또는 개선용 화장료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 태양에 따라, 하기 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 포함하는, 자외선에 의한 피부 손상의 예방 또는 개선을 위한 화장료 조성물이 제공된다.
<화학식 1>
Figure 112015082443034-pat00001
본 발명의 화장료 조성물에 있어서, 상기 자외선에 의한 피부 손상은 자외선에 의해 표피 또는 진피에 발생하는 화상, 홍반, 또는 색소침착일 수 있다. 조성물 중 상기 화학식 1의 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.1 ∼ 100 μM의 범위, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 10 μM의 범위일 수 있다.
본 발명에 의해, MVE를 낮은 농도로 처리하였을 때 진피의 섬유모세포(HDF) 및 불멸화된 인간 각질 세포주(HaCaT)에서 자외선(특히, UVB)에 대한 보호 효과를 나타내는 반면, 높은 농도로 처리될 경우에는 오히려 세포 생존율을 저하시키는 이중 작용(dual actions)을 나타낸다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 낮은 농도, 예를 들어 1 μM 이하의 농도의 MVE는 자외선에 의한 피부손상의 예방 및/또는 치료에 유용하게 적용될 수 있다.
도 1은 화학식 1의 화합물(MVE)가 UVB로부터 진피 섬유아세포를 보호하는 것을 나타낸다. 도 1의 A는 비타민 E(VE)가 UVB 조사(200 mJ)에 대하여 진피 섬유아세포의 생존율을 약간 증가시키는 것을 나타내는 반면, MVE는 10∼100 μM 농도에서 진피 섬유아세포의 생존율을 감소시키는 것을 나타낸다. 도 1의 B는 100∼1000 nM 농도에서 MVE가 섬유아세포 증식을 증가시키는 것을 나타낸다. 도 1의 C는 MVE가 10∼1000 nM 농도에서 진피 섬유아세포를 UVB로부터 보호하는 것을 나타낸다. **p<0.01
도 2는 MVE가 세포외기질 단백질의 발현을 변화시키는 것을 나타낸다. 도 2의 A는 MVE가 진피 섬유아세포에서 콜라겐의 mRNA 발현을 유의성 있게 증가시키며, 매트릭스 메탈로프로티나아제 1(MMP1)의 발현을 하향조절함을 나타낸다. 도 2의 B는 콜라겐의 mRNA 수준이 UVB에 의해 감소되나, MVE 처리에 의해 약화되는 것을 나타내며, 또한 UVB에 유도된 MMP1의 mRNA 수준이 MVE 처리에 의해 감소되는 것을 ㄴ나타낸다. 도 2의 C는 MVE가 섬유아세포에서 콜라겐 및 MMP1의 단백질 발현 수준을 변화시키는 것을 나타낸다.
도 3은 MVE가 반응성 산소 종(reactive oxygen species, ROS)을 감소시키는 것을 나타낸다. 도 3a는 DCF-CA를 사용하여 측정된 세포질내 ROS 수준을 나타내며(녹색), UVB가 섬유아세포에서 DCF-DA의 형광 시그널 강도를 증가시킨 반면, MVE(1000 nM)는 DCF-DA의 시그널 강도를 약화시킨 것을 나타낸다. 도 3b는 미토콘드리아 ROS 생성을 mito-Sox를 사용하여 측정한 결과를 나타내면(적색), 유사하게 UVB는 섬유아세포에서 mito-Sox의 형광 시그널 강도를 증가시킨 반면, MVE(1000 nM)는 mito-Sox의 시그널 강도를 감소시킨 것을 나타낸다. 스케일 바(Scale bar) = 100 μm, **p<0.01
도 4는 MVE가 HaCaT 세포를 UVB로부터 보호하는 것을 나타낸다. 도 4의 A는 MVE가 HaCaT 세포의 증식을 용량-의존적으로 증가시키는 것을 나타낸다. 도 4의 B는 MVE가 UVB에 의해 감소된 세포의 생존율을 증가시키는 것을 나타낸다. 도 4의 C는 UVB가 HaCaT 세포에서 p53 단백질 수준을 증가시키는 반면, MVE(1000 nM)는 UVB에 의해 유도된 p53 단백질 주순을 약화시킨 것을 나타낸다. *p<0.05, **p<0.01
도 5는 MVE가 ROS 생성을 감소시키는 것을 나타낸다. 도 5a는 DCF-CA를 사용하여 측정된 세포질내 ROS 수준을 나타내며(녹색), UVB가 HaCaT 세포에서 DCF-DA의 형광 시그널 강도를 증가시킨 반면, MVE(1000 nM)는 DCF-DA의 시그널 강도를 약화시킨 것을 나타낸다. 도 5b는 미토콘드리아 ROS 생성을 mito-Sox를 사용하여 측정한 결과를 나타내면(적색), UVB는 HaCaT 세포에서 mito-Sox의 형광 시그널 강도를 증가시킨 반면, MVE(1000 nM)는 mito-Sox의 시그널 강도를 감소시킨 것을 나타낸다. 스케일 바(Scale bar) = 100 μm, **p<0.01
본 명세서에서, "자외선에 의한 피부 손상(ultraviolet-induced skin damage)"이라 함은 자외선이 피부에 접촉함으로써 피부 세포와의 상호작용에 의해 발생하는 손상을 말하며, 상기 상호작용으로는 자외선에 의한 DNA 손상, 활성산소의 증가, 이들로 인한 세포의 변성 또는 사멸을 포함한다. 상기 자외선에 의한 피부 손상의 증상으로는 자외선에 의해 표피 또는 진피에 발생하는 화상, 홍반, 또는 색소침착 등을 포함한다.
또한, 본 명세서에서, "예방"이라 함은 자외선에 의한 피부 손상으로부터 피부를 보호하여 피부 손상을 막거나, 억제하거나, 지연시키는 것을 말하며, 따라서 '자외선에 의한 피부 손상의 예방'과 '자외선에 의한 피부 손상의 보호'는 동일한 의미를 갖는다.
또한, 본 명세서에서, "개선"이라 함은 자외선에 의한 피부 손상을 치유하거나, 완전히 치유하지 않아도 증상의 진전 및/또는 악화를 억제하여 손상의 진행을 멈추거나, 또는 증상의 일부 혹은 전부를 치유의 방향으로 유도하는 것을 의미한다.
본 발명은 하기 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 포함하는, 자외선에 의한 피부 손상의 예방 또는 개선을 위한 화장료 조성물을 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112015082443034-pat00002
상기 화학식 1의 화합물은 공지물질로서 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1의 화합물은 Mao G et al., (2011) The British journal of nutrition 106: 87-95, Mao G et al., The Journal of nutrition 140: 1425-1431, Makoto Matsui, 일본유화학회지 제45권, 제9호, p821-890 (1996), Robin A. J. Smith et al., Eur . J. Biochem . 263, 709-716 (1999) 등을 포함한 공지의 문헌에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 다양한 형태일 수 있으며, 그 형태는 제한되지 않는다, 즉, 본 발명의 화장료 조성물의 형태는 크림, 팩, 로션, 에센스, 화장수, 파운데이션 및 메이크업 베이스 등의 통상의 화장료 조성물 형태일 수 있으며, 상기 화장료 조성물은 화장료 분야에서 통상적으로 사용되는 담체와 함께 통상의 방법에 따라 제제화될 수 있다.
본 발명에 의해, 상기 화학식 1의 화합물을 낮은 농도(예를 들어 1 μM 이하의 농도)로 처리하였을 때 진피의 섬유모세포(HDF) 및 인간 각질 세포주(HaCaT)에서 자외선(특히, UVB)에 대한 보호 효과를 나타내는 반면, 높은 농도로 처리될 경우에는 오히려 세포 생존율을 저하시키는 이중 작용(dual actions)을 나타낸다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 단위 화장료 조성물 중에 함유되는 상기 화학식 1의 화합물의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 0.1 ∼ 100 μM의 범위, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 10 μM의 범위일 수 있다. 물론, 상기 함량은 자외선에 의한 피부손상의 정도에 따라 상이할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예에서 MVE(즉, 화학식 1의 화합물)은 이전에 공지된 방법에 의해 합성한 것을 사용하였다(Mao G et al., (2011) The British journal of nutrition 106: 87-95; Mao G et al., The Journal of nutrition 140: 1425-1431). 즉, 트리메틸히드로퀴논을 (+)-10-캠포술폰산 존재하에서 미르센(myrcene)과 반응시켜 크로만-6올(chroman-6-ol)을 제조하고 이를 아세테이트로서 보호하였다. 올레핀의 산화적 절단(cat. OsO4, NMO 및 이후 NaIO4), 환원(NaBH4), 및 탈보호(K2CO3, MeOH)를 시켜 알코올을 생성시킨 후, 요오드화물(iodide)로 전환시켰다. 상기 요오드화물을 트리페닐포스핀으로 처리하여 MVE(즉, 화학식 1의 화합물)을 제조하였다.
1. 시험방법
(1) 세포배양
인간 진피 섬유아세포(HDFs) 및 불멸화된 각질 세포주((HaCaT)는 10 % FBS(Gibco, Invitrogen, Carlsbad, CA, USA), 1 % 페니실린 및 스트렙토마이신(Gibco)을 첨가한 DMEM(low, high glucose, Hyclone, Thermo Scientific, Logan, UT, USA)을 사용하여 37℃에서 5% CO2 및 습한 조건(humidified atmosphere)에서 배양하였다(Kim WS et al., (2009) Journal of dermatological science 53: 96-102). 상기 배양은 2일에 1번씩 신선한 배지로 교환하면서 배양하였다.
(2) 증식(proliferation) 및 세포생존능 (viability) 분석
HDFs(3x104 세포/웰) 및 HaCaT (4x104 세포/웰)를 6-웰 플레이트에 시딩하였다. 세포를 다양한 농도의 MVE로 처리하였다. 이후, 세포를 48시간 동안 인큐베이션하고, MTT 분석을 수행하였다. MTT 용액(5 mg/ml, 인산완충식염수 중)을 배양액 부피(media volume)의 1/20으로 각 웰에 첨가하고, 2시간 동안 인큐베이션한 다음, 상등액을 제거하였다. 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO)를 첨가하여 포르마잔 결정을 용해시키고, 595 nm 에서의 흡광도를 ELISA 리더(TECAN, Grodig, Austria)를 사용하여 측정하였다.
(2) 세포 및 미토콘드리아 ROS 생성 분석
세포 ROS(Cellular ROS) 생성은 공지의 방법(Hye Kim J et al., Stem cells 33: 542-556)에 따라, 2',7'-디클로로디히드로플루오로세인 디아세테이트(2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate(DCF-DA, Molecular Probes, Eugene, OR, USA)을 사용하여 측정하였다. 유사하게, 미토콘드리아 ROS(mitochondrial ROS, mtROS) 생성은 Mito-Sox(Molecular Probes)를 사용하여 측정하였다. 세포를 0.2% FBS와 함께 6-웰 플레이트에 시딩하고, 밤새 배양하였다. MVE(100 nM)를 DCF-DA(20 μM) 또는 Mito-Sox(5 μM)와 함께; 혹은 DCF-DA 또는 Mito-Sox 없이 첨가하였다. 각 웰을 표준 인큐베이션 조건하에서 40분 동안 10분 마다, 인큐베이터 안에 설치된 IncuCyteTM ZOOM 현미경을 사용하여, 이미지화하였다. 형광 강도의 이미지-기반 분석은 IncuCyteTM 소프트웨어(Essen Bioscience, MI, USA)를 사용하여 수행하였다.
(3) 웨스턴 블롯 분석
세포(2 X 105 세포/ml)를 60 mm 접시에 시딩하고, 80 % 콘플루언스까지 배양하였다. 세포를 MVE로 처리하였다. 이후, 세포를 1 x RIPA 완충액(50 mM Tris-HCl, 0.15 M NaCl, 1 mM EDTA, 1 % Triton-X100, pH 7.4, 1 % SDS, 50 mM NaF, 1 mM Na3VO4, 5 mM 디티오쓰레이톨(Dithiothreitol), 1 mg/ml 류펩틴(Leupeptin), 및 1mM 페닐페닐술포닐 플루오라이드(phenylmethylsulfonyl fluoride))로 용해하였다. 샘플 단백질(40 μg)을 10-12 % SDS-폴리아크릴아미드 겔에서 전기영동에 의해 분리하였다. 단백질을 PVDF 막에 전사하고, 콜라겐에 대한 항체(1:1000 rabbit source, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA) 및 매트릭스 메탈로프로티나아제 1에 대한 항체(MMP1, 1:1000 rabbit source, Santa Cruz Biotechnology)와 함께 인큐베이션하였다. 이후, 막을 세척하고 호스래디쉬 퍼옥시다아제-컨쥬게이션된 항-래빗 IgG 항체(horseradish peroxidase-conjugated anti-rabbit IgG antibody (Santa Cruz Biotechnology))와 함께 인큐베이션 하였다. 블롯들을 웨스턴 시약((ECL; Millipore Billerica, Ann Arbor, MA, USA)과 반응시키고, X-선 필름에 노출시켰다.
(4) 역전사 중합효소연쇄반응 (Reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)
HDFs 및 HaCaT의 총 RNA를 트리졸(Trizol) 시약으로 추출하고, cDNA에 대한 역전사를 수행하였다. 하기 올리고뉴클레오티드를 프라이머로서 사용하였다: 콜라겐 타입 I [5'-TAGG-GTCTAGACATGTTCAGCTTTGT-3' (서열번호 1) 및 5'-GTGATTGGTGGGATGTCTTCGT-3' (서열번호 2)], MMP-1 [5'-AGATGTGGAGTGCCTGATGT-3' (서열번호 3) 및 5'-AGCTAGGGTACATCAAAGCC-3' (서열번호 4), 및 콘트롤 GAPDH [5'-CGAGATCCCTCCAAAATCAA-3' (서열번호 5) 및 5'-TGTGGTCATGAGTCCTCCCA-3' (서열번호 6)]. 총 RNA로부터 역전사된 cDNA의 PCR 증폭을 위하여, PCR은 총 30 ㎕의 부피로 수행하였다. 95℃에서 5분간 초기 변성(initial denaturation) 후, 95℃에서 30초, 54℃에서 20초, 72℃에서 30초로 35 사이클로 증폭을 수행하고, 72℃에서 10분간 최종 연장(final extension)을 수행하였다. GAPDH mRNA 수준을 샘플 표준화를 위해 사용하였다.
(5) 통계 분석
통계학적 유의성은 윌콕슨 사인드-랭크 테스트(Wilcoxon signed-rank test) 혹은 스튜던트 t-테스트(Student's t-test)를 사용하여 결정하였다. P<0.05를 통계학적으로 유의성 있는 것으로 간주하였다. 통계 분석은 SPSS 18.0 (SPSS, IBM Corp, Armonk, NY, USA)을 사용하여 수행하였다.
2. 시험결과
(1) MVE는 UVB로부터 진피 섬유아세포를 보호하였다.
벤조피란 구조를 갖는 비타민 E 및 MVE를 각각 진피 섬유아세포에 0.1 ∼ 100 μM의 범위로 처리한 결과, 비타민 E는 0.1 ∼ 100 μM의 범위에서 UVB 조사(200 mJ)로부터 진피 섬유아세포를 생존을 약간 증가시켰다. 그러나, MVE는 10∼100 μM 농도에서 섬유아세포의 생존을 용량 의존적으로 감소시킴에 반해, 0.1 및 1 μM 농도에서는 섬유아세포의 생존을 용량 의존적으로 증가시켰다(도 1의 A). 이는 MVE가 고농도에서는 UVB 조사에 대하여 세포의 생존을 저해하는 세포독성 물질(cytotoxic agent)로 작용함에 반하여, 저농도에서는 오히려 UVB 조사로부터 세포를 보호하는 세포보호 물질(cytoprotective agent)로서 작용함을 나타낸다. 이러한 결과를 바탕으로, nM 농도에서 섬유아세포 증식을 평가한 결과, MVE는 100∼1000 nM 범위에서 섬유아세포의 증식을 유의성 있게 증가시켰다(도 1의 B, p<0.01). 또한, MVE는 10∼1000 nM의 범위에서 UVB로부터 섬유아세포를 보호하였다(도 1의 C, p<0.01). 이러한 결과는 MVE가 저농도에서 UVB로부터 섬유아세포를 보호하며, 비타민 E에 비하여 더욱 우수하다는 것을 나타낸다.
(2) MVE는 세포외기질 단백질의 발현을 변화시켰다.
섬유아세포에서 콜라겐 타입 I 및 매트릭스 메탈로프로티나아제 1(MMP1)와 같은 세포외기질 단백질(extracellular matrix (ECM) proteins)의 mRNA 또는 단백질 수준을 변화시키는지 여부를 측정하였다. MVE는 진피 섬유아세포에서 콜라겐 mRNA 발현을 증가시켰으며, MMP1의 발현을 하향-조절하였다(도 2의 A). UVB 조사에 의해 콜라겐의 mRNA 수준은 감소하였으나, MVE 처리에 의해 감소가 약화되었다(도 2의 B). UVB에 의해 MMP1의 mRNA 수준은 증가하였으나, MVE 처리에 의해 감소되었다(도 2의 B). 또한, MVE는 섬유아세포에서 콜라겐 및 MMP1의 수준을 변화시켰다(도 2의 C).
(3) MVE는 반응성 산소 종의 생성을 감소시켰다.
UVB는 반응성 산소 종(reactive oxygen species, ROS)을 생성하고, 피부에서 세포사멸을 유도하는 것으로 알려져 있으므로, MVE 처리 후 ROS 수준을 측정하였다. 먼저, DCF-CA를 사용하여 세포질 ROS(cytosolic ROS) 수준을 측정하였다(녹색, 도 3a). UVB는 섬유아세포에서 형광 시그널 강도를 증가시킴에 반해, MVE(1000 nM)은 DCF-DA의 시그널 강도를 약화시켰다(p<0.01). mito-Sox를 사용하여 미토콘드리아 ROS 생성을 측정하였다(적색, 도 3b). UVB는 섬유아세포에서 mito-Sox의 형광 강도를 증가시킴에 반해, MVE(1000 nM)은 mito-Sox의 시그널 강도를 감소시켰다(p<0.01). 이러한 결과는 MVE가 ROS 생성을 감소시킴으로써 UVB로부터 섬유아세포를 보호한다는 것을 나타낸다.
(4) MVE는 UVB로부터 HaCaT를 보호하였다.
표피 피부 세포에서 MVE의 보호 효과를 HaCaT 세포주를 사용하여 시험하였다. MVE는 HaCaT 세포의 증식을 용량-의존적으로 유의성 있게 증가시켰다(도 4의 A, p<0.05). 또한, MVE는 UVB에 의해 감소된 세포 생존율을 증가시켰다(도 4의 B, p<0.01). UVB는 HaCaT 세포에서 p53 단백질 수준을 증가시켰으나, MVE는 HaCaT 세포에서 p53 단백질 수준을 감소시켰다(도 4의 C).
(5) MVE는 반응성 산소 종의 생성을 감소시켰다.
HaCaT 세포에서 MVE를 처리한 후 ROS 수준을 측정하였다. DCF-CA를 사용하여 세포질 ROS(cytosolic ROS) 수준을 측정하였다. UVB는 HaCaT 세포에서 DCF-DA의 형광 시그널 강도를 증가시킴에 반해, MVE(1000 nM)은 DCF-DA의 시그널 강도를 약화시켰다(도 5a, p<0.01). mito-Sox를 사용하여 미토콘드리아 ROS 생성을 또한 측정하였다. UVB는 HaCaT 세포에서 mito-Sox의 형광 강도를 증가시킴에 반해, MVE(1000 nM)은 mito-Sox의 시그널 강도를 감소시켰다(도 5b, p<0.01). 이러한 결과는 MVE가 ROS 생성을 감소시킴으로써 UVB로부터 HaCaT 세포를 보호한다는 것을 나타낸다.
3. 논의
본 연구는 진피 섬유아세포 및 표피 HaCaT 세포에서 UVB에 대한 MVE의 보호 효과를 평가하였다. MVE는 낮은 농도(즉, nM 범위)에서 섬유아세포의 증식 및 생존율을 증가시켰다. 또한, MVE는 콜라겐 생성을 증가시켰으며, MMP1 발현을 하향조절하였다. MVE는 또한 HaCaT 세포의 증식 및 생존율을 증가시켰다. UVB는 섬유아세포 및 HaCaT 세포에서 ROS 생성을 증가시킨 반면, MVE는 이들 세포에서 ROS 생성을 감소시켰다. 이러한 결과는 낮은 농도의 MVE가 UVB 조사로부터 피부를 보호한다는 것을 나타낸다. 따라서, MVE는 자외선 차단을 위한 화장료 조성물의 원료 물질로서 사용될 수 있다.
비타민 E는 토코페롤 및 토코트리엔올을 포함하는 화합물군이다. 지용성 항산화제로서, 비타민 E는 지방이 산화될 때 ROS의 생성을 억제한다. 비타민 E는 퍼옥실 라디칼 스캐빈저(peroxyl radical scavenger)로서 작용하여, 조직에서 자유 라디칼의 전파을 방지한다. 비타민 E는 자외선, 특히 UVB로부터 진피의 섬유모세포(dermal fibroblasts) 및 표피의 각질세포(epidermal keratinocytes)를 보호하는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, γ-토코트리엔올(γ-tocotrienol)은 UVB-유도된 염증으로부터 HaCaT 각질세포를 보호한다(Shibata A et al., (2010) Journal of agricultural and food chemistry 58: 7013-7020). 또한, D-알파-토코페롤은 사람의 표피에서 UVB-유도된 DNA 손상을 예방한다(Placzek M et al., (2005) The Journal of investigative dermatology 124: 304-307). 비타민 E는 시판되는 많은 자외선 차단제 및 로오숀에서 항산화제로서 함유된다.
본 연구에서, MVE는 이중 작용을 나타낸다는 것이 밝혀졌다. 즉, 낮은 농도(<1 μM)에서 MVE는 ROS 생성의 스캐빈징(scavenging)을 통하여 진피 섬유아세포 및 표피 HaCaT 세포를 UVB 로부터 보호한다(도 1의 A). 그러나, MVE 고농도((>1 μM)에서 진피 섬유아세포의 생존율을 저해하였다. 아직 구체적인 메카니즘은 밝혀지지 않았으나, 정상세포에서 MVE는 낮은 농도에서 항산화제(antioxidant)로서 작용하고, 높은 농도에서는 전구산화제(prooxidant)로서 작용한다.
요약하면, 본 연구에 의해 분자 구조내에 벤조피란을 공통적으로 함유하는 비타민 E에 비하여 MVE가 현저하게 우수한 자외선 차단 활성을 나타내는 것이 밝혀졌다. 또한, 낮은 농도의 MVE는 진피 섬유아세포 및 표피 HaCaT 세포에서 ROS 생성의 스캐빈징(scavenging)을 통하여 이들 세포를 UVB 조사로부터 보호하며, 또한 콜라겐의 생성을 증가시키고 MMP1의 발현을 감소시킨다. 따라서, MVE는 비타민 E를 대체할 수 있는 화장료의 원료물질로서 개발 및 사용될 수 있다.
<110> CUSKIN.CO,. LTD <120> Cosmetic composition for preventing or improving ultraviolet-induced skin damage <130> PN0757 <160> 6 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 1 tagggtctag acatgttcag ctttgt 26 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 2 gtgattggtg ggatgtcttc gt 22 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 3 agatgtggag tgcctgatgt 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 4 agctagggta catcaaagcc 20 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 5 cgagatccct ccaaaatcaa 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 6 tgtggtcatg agtcctccca 20

Claims (4)

  1. 하기 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 포함하는, 자외선에 의한 피부 손상의 예방 또는 개선을 위한 화장료 조성물로서, 조성물 중 상기 화학식 1의 화합물의 함량이 0.5 ∼ 10 μM의 범위인 화장료 조성물.
    <화학식 1>
    Figure 112017033357340-pat00003
  2. 제1항에 있어서, 상기 자외선에 의한 피부 손상이 자외선에 의해 표피 또는 진피에 발생하는 화상, 홍반, 또는 색소침착인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
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