# Endo180의 감소에 의한 광노화를 진행시키는 메커니즘과 Endo180의 생성 촉진 작용을 가지는 식물추출물의 화장품에의 응용 진피 세포외기질을 구성하는 성분의 대표적인 분자는 콜라겐이며 그중 약 80%가 섬유성의 I형 콜라겐이다. 콜라겐섬유는 조직의 지지라는 역할 뿐아니라 인테그린 등에 의한 세포 주위의 환경 인식을 통해 접착, 이동, 증식과 생존 등 다양한 세포 기능에 영향을 미치고 있다1) . 그림1 콜라겐섬유 리모델링에서 Endo180의 역할 따라서 진피의 항상성 유지에는 섬유아세포 주위의 환경을 정상적으로 유지하는 것, 콜라겐섬유에서는 합성과 분해의 균형을 유지하는 것, 즉, 콜라겐섬유 리모델링이 정상적으로 이뤄지는 것이 중요하다. 이 리모델링에서의 분해 과정은 콜라겐섬유 세포 밖에 있어서 matrix metalloproteinases(MMPs)에 의한 분해와 콜라겐 흡수 수용체 “Endo180”에 의한 세포 내로의 흡수 후의 분해로 나눠진다. 섬유아세포 등의 세포막 위에 존재하는 Endo180의 기능은 세포 외 콜라겐의 인식과 결합이라는 수용체로서의 기능과 그것에 따른 콜라겐 흡수이다2)~4). 지금까지의 연구에 의해 Endo180의
# 광노화에 의한 진피유두층콜라겐 피브릴 구조변화 광노화는 자외선에 장기간 노출됨으로써 일어나는 피부의 노화이다. 광노화된 피부에서 볼 수 있는 노화의 징후로는 주름이나 처짐 등을 들 수 있는데1)2)이들의 주된 원인은 진피에서의 콜라겐 섬유의 감소이다3)4). 이러한 콜라겐 섬유의 감소는 자외선에 의한 섬유아세포의 매트릭스 메탈로프로테아제(MMPs) 발현이 항진하는 데 기인하는 콜라겐의 분해 뿐아니라5) 콜라겐 섬유를 생성,구축하는 능력이 저하되는 것도 요인으로 꼽힌다6). 그림1 진피 유두층과 진피 망상층의 콜라겐 섬유구조 진피는 표층의 유두층과 심층의 망상층의 두 층으로 나눌 수 있다. 진피 유두층은 세포외기질의 밀도는 비교적 낮지만 세포밀도는 높다. 이것에 반하여 진피 망상층은 세포외기질의 밀도가 높고 세포밀도는 낮다7). 이들 두 층은 데코린(decorin)이나 베르시칸(versican) 등의 세포 외기질의 구성 성분에서도 차이가 있다8)9). 또각각의 층을 구성하는 섬유아세포의 성질도 증식10)11), 세포외기질의 생성9), 성장 인자의 생성8)12)의 점에서 차이가 있는 것으로 보고돼 있다. 특히 진피 유두층은 진피 망상층에 비해 연령증
#피부 친화적인 아미노산계 보습제침투와 화장품응용 최근 스킨케어 시장에서는 피부과학의 진보에 따라 ‘보습’ 뿐아니라 ‘주름개선’, ‘기미개선’ 등으로 대표되는 안티에이징 효과를 홍보하는 고기능성 스킨케어 제품의 개발이 활발해지고 있다. 고기능성 스킨케어 제품의 효과를 발휘하기 위해서는 배합 성분이 피부 내의 표적 작용 부위(각질층, 표피, 진피 등)에 침투해 적절한 농도를 유지할 필요가 있다. 외인성 물질의 침투에 대한 피부 장벽기능은 최외층에 있는 각질층(케라틴 섬유가 풍부한 각화세포와 세포간지질이 치밀하게 집합한 소수성 구조체)에 의해 형성된다1)2). 따라서 지용성 물질은 각질층과 친화성이 높아서 피부에 침투하기 쉽다. 반대로 극성과 하전성이 높은 수용성 물질은 피부에 침투하기 어려운 경향을 보인다. 화장품 성분의 침투 보조를 목적으로 한 침투 보조제를 이용하는데 있어서는 피부 본래의 기능인 장벽기능 유지에도 주의할 필요가 있다. 그림1 카프로일프롤린(CPRO)에 의한 아미노산의 침투 보조 본 글에서는 아미노산계 보습제이며 고기능성 스킨케어 제품에 응용할 수 있는 소듐카프로일프롤리네이트(Sodium Caproyl Prolinate, 상품명 :…
#경피흡수성물질과 각질층상호작용해석 각질층 표면에 도포된 약제나 화장품 등의 제제는 각질층 표면상에 머무르고 그 일부는 각질층 표면에 함입 (陥入)해 거기서 체류하고 또 일부는 각질층 내를 투과해 체내에 흡수되어 간다. 따라서 이들 제제의 설계 시에는 혹은, 제제의 안전성이나 기능성, 효과, 효능을 평가하는 경우에는 제제와 각질층의 상호작용을 충분히 해석해 둘 필요가 있으며 이 목적에 대해서는 X선이나 전자선의 회절현상을 이용한 구조해석이 큰 위력을 발휘한다. 여기에서는 이들 방법을 이용한 각질층 내 침투물질의 침투특성이나 그 침투속도의 해석방법에 대해서 설명하고 또한 X선 회절법에 의한 약제의 각질층내 침투성 해석실험의 최근 2가지 실시 사례에 대해 소개한다. 그림1 피부 표면에 도포한 약제의 움직임과 각질층 세포간지질의 배열 구조 피부 각질층은 주로 각화해 편평상으로 된 각질세포와 그것을 혹은 그 표면 막과 화학 결합한 지질분자를 바탕으로 하는 세포간지질 라멜라의 영역으로 구성된다1)2). 이 세포간지질 라멜라는 각질층 내에서 연속층을 형성하고 있으며 따라서 각질층 표면에 도포한 약제와 세포간지질의 상호작용을 상세하게 조사함으로써 각질층 내를 투
#천연소재이용한 라멜라 구조가진 유화제제기능성 성분피부 침투성영향 피부 외용제는 외모를 아름답게 유지하고 QOL을 향상시키는데 효과적인 수단이다. 피부 외용제의 효과를 보다 발휘시키기 위해서는 피부 내의 세포에 기능성 성분을 효율적으로 전달할 필요가 있다. 한편, 피부는 외부 자극으로부터 몸을 보호하기 위해 장벽 기능을 갖고 있다. 또나이가 들수록 기능이 저하되는 세포를 방어 하기 위해 각질층을 두껍게 하고 장벽을 강화한다. ‘무리하게 두꺼운 각질층 장벽을 돌파해 피부 외용제의 기능성 성분을 겨냥한 장소에서 효과가 있게 하는’ 것은 피부나 세포를 손상시킬 위험을 수반한다는 딜레마가 있었다. 그래서 ‘리스크가 없이 성분을 목표로 한 장소에 전달’하는 작용의 양립을 목표로 했다. 그림1 나이아신아마이드 수용액의 라만 스펙트럼 우리는 피부 3차원 모델을 이용해 기능성 성분의 피부 침투성과 각종 유전자 발현이 유산균으로 발효한 쌀을 이용해서 조제한 라멜라 구조를 가진 제제에서 높아진 것을 확인했다1). 본고에서는 침투성 항진 기능이 인체 피부에서 어떤 영향을 미치는가를 검토한 결과를 보고한다. 피부 내 세포에 기능성 성분을 효율적으로 전달하는 데는 피부…
#미토콘드리아표적 기능성화장품개발 전망 다채로운 기능을 가진 미토콘드리아는 혁신적 질환 치료의 실현, 미용건강의 유지, 생명과학의 발전에 기여하는 세포소기관(organelle)으로 주목받고 있다. 현재까지 시판되고 있는 화장품에서 세포 내부의 세포소기관에 기능성 분자를 송달, 작용시켜 미용 효과를 발휘시킨 상품의 보고 예는 전무하다. 미토콘드리아는 항산화 효과와 안티에이징 효과에 깊이 관련된 활성산소 시그널 조절, 에너지 생성을 담당하기 때문에 화장품의 표적으로도 주목받고 있다. 우리는 지금까지 미토콘드리아 표적형 나노캡슐(MITO-Porter)의 개발 연구1)~3)를 진행시켜 특히 의약품 개발을 목표로 한 연구 테마에 주력해 왔다. MITO-Porter를 이용한 미토콘드리아로의 분자 송달 전략에서는 ‘막 융합을 통해 에워싼(packaging) 분자를 미토콘드리아로 운반’하기 때문에 송달분자의 물성이나 크기를 제한하지 않는다(그림1). 그림1 MITO-Porter에 의한 미토콘드리아로의 분자 송달 개략도 현시점에서는 피부(조직, 세포)에 착안한 ‘MITOPorter를 활용한 미용 연구’에 관한 성과를 보고하지 못했지만 미토콘드리아에 기능성 분자를 송
#나노입자약물 피부 침투성 개선 메커니즘 피부는 성인에서 약 1.8m2의 신체 표면적을 가지며 외부와 생체의 경계로서 존재하고 있다. 피부를 약물 전달 경로로 파악할 때 다양한 어드밴티지가 존재함에도 불구하고 경피 흡수 제제는 지금까지 한정된 것 밖에 출시되고 있지 않다. 이것은 피부가 침입하는 자극 물질에 대한 장벽 기능을 갖고 있기 때문이며 특히 피부의 최외층에 위치한 각질층은 그 최대의 장벽 메커니즘을 담당하고 있다. 약물이 각질층을 침투하는 경우 그림1에 나타낸 바와 같이 케라틴이 풍부한 각질세포와 친유성 세포간지질 사이의 분배를 반복하면서 침투해 가는(세포 경로)것이 아니라 대부분의 경우 약물은 세포간극을 침투하고 있는(세포간극 경로) 것으로 생각되고 있다1).그림1에 나타낸 세포간극에는 세포간지질이 존재하고 있다. 그래서 본고에서는 이 세포간지질에 대해 클로즈업해 보기로 한다. 그림2에 각질 세포간지질의 미세 구조 모식도를 나타냈다. 그림2 각질 세포간지질의 미세 구조 각질 세포간지질은 주로 세라마이드, 지방산, 콜레스테롤이 거의 1 : 1 : 1(몰비)로 구성되어 있다. 콜레스테롤은 1종류의 분자이고 지방산과 세라마이드는 여러 종류의 분
#라만 분광법이용한 피부 침투성시각화 기술 각질층은 피부의 최외층에 위치해 생체 내부로부터의 물 증발을 억제하고 외부로부터의 이물질 침입을 막는 중요한 장벽 기능을 담당하고 있다. 화장품 제제에 배합하는 기능성 성분의 효과를 피부 내에서 발휘시키기 위해서는 각질층의 장벽을 어떻게 투과시킬 것인가가 과제가 되기 때문에 피부 침투성에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다. 지금까지 피부 침투성의 평가에는 확산 셀법, 테이프 스트리핑법, 형광물질을 이용한 형광 현미경 관찰법 등이 널리 이용되어 왔다1). 확산 셀에서는 일반적으로 셀에 적출 피부와 배양 3차원 피부 모델을 장착해 각질층 측에 제제를 도포하고 경시적으로 피부 샘플을 투과해 리시버 셀에 도달한 성분량을 정량함으로써 성분의 피부 침투성을 평가한다. 그림1 (A) PM-SRS 현미경, (B) 측정 샘플의 구성 피험자를 대상으로 하는 인체 시험으로는 피부에 제제를 도포하고 일정 시간 후에 반복해 테이프 스트리핑 함으로써 각질층을 채취해 각질층의 성분량을 정량함으로써 각질층에의 침투성을 평가하고 있다. 또목적 성분을 형광 색소로 표지 또는 목적 성분의 물성에 가까운 형광 색소를 목적 성분 대신에 이용함으
#유효성분피부 안으로 침투시키는 입자화 기술 화장품은 ‘신체에 바르거나 뿌리는 등 이와 유사한 방법으로 사용되는 것이 목적으로 되어 있는 것’이라고 일본 약기법(薬機法)에 명기되어 있고 피부에 적용 되는 것을 상정하고 있다. 화장품 등에 유효성을 기대하는 경우에는 유효성분을 표적 부위에 보낼 필요가 있다. 즉, 화장품은 유효성분을 피부에 적용해 그 유효성 분이 피부 안으로 침투, 표적 부위에 도달하기를 기대하는 것이다. 예를 들면 선 제품 등에 포함되는 자외선 산란제 등은 피부의 표면에 머무름으로써 효과를 나타내므로 피부의 속으로 들어가지 않고 피부 표면에 남는 것이 기대된다. 그림1 화합물의 피부 침투 경로 한편, 미백 화장품에 포함된 이른바 미백 성분은 표피의 표면에서 표피 기저층에까지 보낼 필요가 있다. 그것은 미백 성분의 타깃인 색소세포가 표피 기저층에 존재하는 것과 거기에서 생성된 멜라닌이 표피 전체에 존재하기 때문이다. 주름이 타깃인 경우는 조금 복잡하다. 일반적으로 주름은 표피의 건조가 발단이 된다. 표피성 주름의 경우는 보습제를 각질층에 널리 퍼뜨릴 필요가 있다. 반면, 진피성 주름의 경우에는 진피 중의 콜라겐, 엘라스틴, 히알루론산
#피부 장벽에 중요한 물 분자의 각질층 내 침투 거동 분석 인체의 최외층을 덮는 각질층은 피부 장벽 기능에 대해 중요한 역할을 한다. 이 각질층은 주로 탈핵해 편평 상으로 된 각질세포와 그 주위를 둘러싼 세포간지질의 영역으로 구성되며 이들이 결정성이 높은 복합 구조를 형성함으로써 높은 장벽 성능이 발휘되고 있다고 생각된다1)2). 그림1에서 나타낸 바와 같이 각질층 내에서 세포간지질은 각질세포 주위에 지질 라멜라(lamella) 구조를 형성 하고 또한 그 내부에서는 지질 분자의 탄화수소 사슬이 중심이 돼 유동(流動) 상(phase)과 육방정계(hexagonal) 상, 사방정계(orthorhombic) 상을 형성하고 있는 것이 최근의 방사광 X선 회절과 전자 회절, 중성자선 회절, 근적외선 분광법 등의 방법으로 밝혀지고 있다3)~6). 그림1 피부 각질층 내에 존재하는 세포간지질의 탄화수소 사슬의 측면 배열 구조 또이들 보고에서는 세포간지질의 존재량과 구성비, 탄화수소 사슬의 길이와 이들의 배열구조가 피부 장벽 기능과 관련되어 있을 가능성에 대해서도 많이 언급되고 있어 양자의 관계성이 서서히 밝혀지고 있다2)7)~10). 각질층에는 자체 중량에 대해
#타이트정크션의 항상성 제어에 의한 장벽 기능 강화의 가능성 타이트정크션(tight junction, TJ)은 상피세포에 특징적인 세포 간 접착 장치이며 가장 위쪽에서 인접한 세포간극을 밀봉하고 있다. 마찬가지로 3개의 상피세포 접착점에서는 3세포 간 밀착결합(tricellular tight junction, tTJ)이 근접한 세포막을 모아서 그 간극을 메우고 있다. 이들이 협력해 세포 시트 위아래의 액체, 이온, 단백질과 같은 고분자의 투과와 확산을 제한하는 물리적 장벽의 역할을 하고 있다고 생각된다. TJ는 거대한 막 단백질 복합체이며4회 막 관통 단백질인 claudin(CLDN, 인체에서는 CLDN1~25까지 서브 타입을 포함해 27종류가 알려져 있다)과 occludin(OCLN), 그 세포 내의 스캐폴드 단백질(scaffold protein)인 ZO-1/ZO-2로 구성되어 있다1)~3). 그림1 세포 간 밀착결합(TJ)과 3세포 간 밀착결합(tTJ)의 주요 구성인자와 그 억제(분해)인자 또TJ는 OCLN과 비슷한 4회 막 관통 단백질인 tricelulin(Tric)과 면역글로불린 유사 도메인을 1개 가진 1회 막 단백질인 LSR(angulin
#세라마이드에 의한 각질층 세포간지질 미세구조재구축 우리의 생체는 피부를 가지고 외계(外界)로부터 격리되어 독자적인 개체를 형성하고 피부는 생체와 외계의 계면(界面)으로서 생체를 보호하는 중요한 임무를 맡고 있다. 그중에서도 최외층의 ‘각질층’이라고 불리는 얇은 막은 물리적인 장벽, 즉 ‘배리어(barrier)’로서 생체와 외부의 물질 출입을 제어하고 있다. 각질층은 각질층 세포의 주위를 세포간지질이 둘러싼 ‘벽돌-모르타르(mortar) 구조’로서 도식화되며세포 간극(間隙)은 전자현미경의 이미지에서 줄무늬가 보이는 것으로부터 균일한 이중층으로서 그려지는 경우가 많았다(그림1). 세포 간극은 세포간지질이 충전되어 현재까지의 연구결과를 함께 생각하면 실제로는 더욱 복잡한 구조임이 분명하다. 케라틴을 중심으로 한 단백질이 주성분인 각질층 세포 주변을 각화 불용성막을 발판으로 세포간지질이 균질이 아닌 지질 이중층을 형성하고 있다. 그림2 인체 각질층의 온도 스캐닝 적외선 흡수 스펙트럼 각질층 세포는 비교적 친수성으로 각질층 내의 수분 유지에 중요한 역할을 하는 반면, 세포간지질은 세라마이드, 콜레스테롤, 유리 지방산이 많은 비중을 차지하고 있으며 이들의 화
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