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초록
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피부주름 개선에는 콜라겐(collagen)뿐만 아니라 탄력섬유인 엘라스틴(elastin) 등도 기여하는 것으로 보고되고 있다. 더 나아가 자외선에 의하여 사람의 피부에서 광노화 현상이 나타나며 자외선 조사 후 엘라스타제(elastase)의 활성이 증가하기 때문에 엘라스타제의 활성증가는 자외선에 의한 피부 탄성도의 감소 및 주름 생성의 주요원인으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 피부주름 생성에 영향을 미치는 엘라스타제의 활성을 측정하기 위한 모델을 마련하기 위하여 시판되는 두 가지 엘라스타제, 돼지 췌장 엘라스타제(porcine pancreatic elastase)와 사람 호중구 엘라스타제(human neutrophil elastase)를 사용하였으며 다음 세 가지는 정상 사람 섬유아세포(normal primary human fibroblasts), 쥐의 3T3 섬유아세포주(3T3 mouse fibroblasts), 사람의 CCD-25Sk 섬유아세포주(CCD-25Sk human fibroblasts)로부터 elastase를 준비하여 사용하였다. 준비된 5가지 효소의 농도에 기질의 농도 및 배양시간에 따르는 효소의 활성을 비교 평가하였다. 양성대조군으로 사용한 phosphoramidon이 normal human primary fibroblast elastase와 CCD-25Sk fibroblast elastase의 활성을 유의성 있게 억제한 반면에 porcine pancreatic elastase에는 별다른 영향을 미치지 못하였다. 따라서 주름 개선 후보물질 탐색을 위한 엘라스타제의 선정에는 신중한 고려가 필요할 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

It has been reported that not only collagen but also elastin contribute to inhibit skin wrinkle formation. Ultraviolet (UV) radiation induces photo-aging on human skin. Because UV radiation increases elastase activity, it is thought that increased elastase activity could be the major reason for skin...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이미 언급한 것처럼 사람의 섬유아세포 엘라스타제가 주름발생의 주요 원인이므로 이 세포에 대한 반응의 특이성을 확인하기 위하여 양성 대조군으로 사람 섬유아세포 생성 엘라스타제의 특이적인 억제제로 알려진 phosphoramidon을 사용하였다[9]. Phosphoramidon은 친수성 rhamnose 잔기로 인하여 피부 흡수가 잘 되지 않아 실제로 주름개선을 위하여서는 사용이 되지 않지만 세포에서 뛰어난 효과를 발휘하므로 본 실험에서 여러 종류의 엘라스타제에 미치는 영향을 조사하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 섬유아세포에서 엘라스틴의 조절 측정에 가장 적절한 방법을 제시하며 엘라스타제의 활성을 조절하여 엘라스틴의 분해를 억제하고 탄력적인 피부의 유지 및 생성에 도움을 줄 수 있는 후보물질을 발굴하는데 도움을 주고자 하였다. 구체적으로 피부주름 생성에 영향을 미치는 엘라스타제의 활성을 측정하기 위한 모델을 마련하기 위하여 시판되는 2가지 엘라스타제 즉, 돼지 췌장 엘라스타제(porcine pancreatic elastase, EC 3- 4-21-36)와 사람 호중구 엘라스타제(human neutrophil elastase, EC 3-4-21-37)를 사용하였으며 또 정상 사람의 섬유아세포(normal human fibroblasts), 쥐의 3T3 섬유아세포주(3T3 mouse fibroblasts), 사람의 CCD-25Sk 섬유아세포주(CCD-25Sk human fibroblasts) 등의 서로 다른 3종류의 세포에서 추출된 엘라스타제(EC 3-4-24)를 사용하여 각 효소의 농도에 따른 기질의 농도 및 배양시간에 따르는 효소의 활성을 비교 평가하였다.
  • 그러나 porcine pancreatic elastase 사용에 따르는 객관적인 타당성은 확립이 되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 피부주름 생성에 영향을 미치는 엘라스타제의 활성을 측정하기 위한 모델을 마련하기 위하여 porcine pancreatic elastase, human neutrophil elastase 및 normal primary human fibroblasts, 3T3 mouse fibroblasts, CCD-25Sk human fibroblasts를 사용하여 효소의 농도, 기질의 농도 및 배양시간에 따르는 효소의 활성을 비교 평가하였다. 실험결과 human neutrophil elastase는 활성이 너무 낮아 주름개선을 위한 후보물질의 탐색에 적용하기에는 비경제적인 것으로 판단되었으며 3T3 mouse fibroblasts도 사람유래의 섬유아세포 엘라스타제에 비해 1/10 정도로 활성이 낮았으나 구하기 쉽다는 이점을 가지고 있었다.
  • 사람 진피의 섬유아세포에서 만들어지는 엘라스타제의 억제는 엘라스틴의 분해를 억제함으로써 주름의 생성를 저해한다고 알려져 있다. 따라서 사람의 섬유아세포에 대한 반응의 특이성을 확인하기 위하여 양성 대조군으로 사람 섬유아세포 생성 엘라스타제 억제제로 알려진 phosphoramidon이 다양한 종류의 엘라스타제의 억제에 미치는 영향을 조사하였다. 예측한대로 phosphoramidon은 normal human primary fibroblast elastase의 활성을 농도의존적으로 억제시켰다(Figure 3A).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
레티놀(retinol), 아데노신(adenosine)과 같은 성분들은 세포 내에서 어떤 역할을 하는가? 주름개선 기능성 화장품으로 쓰이는 식품의약품안정청의 고시 원료로는 레티놀(retinol), 아데노신(adenosine)등의 성분들이며, 이들 성분을 함유한 제품들이 주름개선의 효과를 보이는 것으로 알려져 있다[6,7]. 이들 성분들은 세포 내 콜라겐의 생성을 증가시키거나 또는 콜라겐을 분해하는 효소인 콜라게나제(collagenase)의 활성을 억제시킨다고 알려져 있다. 그러나 연구개발의 어려움과 유효성 평가에 대한 기준의 개선이 절실한 시점에서 현재 국내의 연구동향을 살펴보면 새로운 기능성 원료의 개발 보다는 기존 원료의 안정화나 피부 흡수 개선에 주력하고 있는 실정이다.
주름개선 기능성 화장품으로 쓰이는 식품의약품안정청의 고시 원료로는 어떤 것이 있는가? 주름개선 기능성 화장품으로 쓰이는 식품의약품안정청의 고시 원료로는 레티놀(retinol), 아데노신(adenosine)등의 성분들이며, 이들 성분을 함유한 제품들이 주름개선의 효과를 보이는 것으로 알려져 있다[6,7]. 이들 성분들은 세포 내 콜라겐의 생성을 증가시키거나 또는 콜라겐을 분해하는 효소인 콜라게나제(collagenase)의 활성을 억제시킨다고 알려져 있다.
엘라스타제의 활성증가로 발생하는 현상은? 최근의 연구에서 섬유아세포에서 유래한 엘라스타제가 피부탄성섬유의 3차원적 뒤틀림에 중요한 역할을 한다고 보고되고 있으며 이러한 엘라스타제의 활성증가는 피부의 탄력섬유를 감소시킴으로써 피부 주름 형성에 기여한다고 알려져 있다[8]. 더 나아가 자외선에 의하여 사람의 피부에서 광노화현상이 나타나며 자외선 조사후 엘라스타제의 활성이 증가하기 때문에 엘라스타제의 활성변화는 자외선에 의한 피부 탄성도의 감소 및 주름 생성의 주요원인으로 생각된다[9].
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참고문헌 (16)

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  7. E. S. Chan, P. Fernandez, A. A. Merchant, M. C. Montesinos, S. Trzaska, A. Desai, C. F. Tung, D. N. Khoa, M. H. Pillinger, A. B. Reiss, M. Tomic-Canic, J. F. Chen, M. A. Schwarzschild, and B. N. Cronstein, Adenosine A2A receptors in diffuse dermal fibrosis: pathogenic role in human dermal fibroblasts and in a murine model of scleroderma, Arthritis Rheum., 54, 2632 (2006) 

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  9. K. Tsukahara, Y. Takema, S. Moriwaki, N. Tsuji, Y. Suzuki, T. Fujimura, and G. Imokawa, Selective inhibition of skin fibroblast elastase elicits a concentration-dependent prevention of ultraviolet B-induced wrinkle formation, J. Invest. Dermatol., 117, 671 (2001) 

  10. F. Antonicelli, G. Bellon, L. Debelle, and W. Hornebeck, Elastin-elastases and inflamm aging, Curr. Top. Dev. Biol., 79, 99 (2007) 

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  14. D. B. Learn and S. J. Moloney, Numbers of murine dermal mast cells remain unchanged during chronic ultraviolet B irradiation, Photodermatol. Photoimmunol. Photomed., 8, 195 (1991) 

  15. W. Hornebeck, J. M. Soleilhac, J. M. Tixier, E. Moczar, and L. Robert, Inhibition by elastase inhibitors of the formyl Met Leu Phe-induced chemotaxis of rat polymorphonuclear leukocytes, Cell Biochem. Funct., 5, 113 (1987) 

  16. R. Homsy, P. Pelletier-Lebon, J. M. Tixier, G. Godeau, L. Robert, and W. Hornebeck, Characterization of human skin fibroblasts elastase activity, J. Invest. Dermatol., 91, 472 (1988) 

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