본 연구에서는 게나 새우의 껍데기에서 추출된 키틴을 탈아세틸화 하여 얻은 NAG를 화장품 원료로서 적용하고자 하였다. NAG와 GLC를 비교하기 위하여 피부세포에 대한 세포독성, 항염증, 멜라닌 생합성 억제능에 미치는 영향을 확인하고, 피부에 적용하였을 때 멜라닌과 홍반변화의 효과를 측정하였다. 연구 결과 Raw 264.7세포와 B16F10세포에 대해 유의한 세포독성을 나타나지 않았으며, Raw 264.7세포에서 LPS에 의해 유도된 NO 생성 항염증 저해효과는 미비 하였고, NAG는 B16F10세포에 ${\alpha}$-MSH로 멜라닌 생성을 유도한 후 멜라닌 생합성 억제능을 측정한 결과 멜라닌의 생성 증가를 농도 의존적으로 억제되는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과로 NAG가 함유된 크림을 만들어 피부에 적용하였을 때 멜라닌 지수, 홍반지수의 감소가 통계적으로 유의미한 변화를 보여 NAG 함유 화장품이 피부미백개선을 위한 기능성화장품으로 활용 가능성을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 게나 새우의 껍데기에서 추출된 키틴을 탈아세틸화 하여 얻은 NAG를 화장품 원료로서 적용하고자 하였다. NAG와 GLC를 비교하기 위하여 피부세포에 대한 세포독성, 항염증, 멜라닌 생합성 억제능에 미치는 영향을 확인하고, 피부에 적용하였을 때 멜라닌과 홍반변화의 효과를 측정하였다. 연구 결과 Raw 264.7세포와 B16F10세포에 대해 유의한 세포독성을 나타나지 않았으며, Raw 264.7세포에서 LPS에 의해 유도된 NO 생성 항염증 저해효과는 미비 하였고, NAG는 B16F10세포에 ${\alpha}$-MSH로 멜라닌 생성을 유도한 후 멜라닌 생합성 억제능을 측정한 결과 멜라닌의 생성 증가를 농도 의존적으로 억제되는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과로 NAG가 함유된 크림을 만들어 피부에 적용하였을 때 멜라닌 지수, 홍반지수의 감소가 통계적으로 유의미한 변화를 보여 NAG 함유 화장품이 피부미백개선을 위한 기능성화장품으로 활용 가능성을 확인할 수 있었다.
In this study we applied the NAG obtained by the deacetylation of chitin extracted from the shells of crabs and shrimp as cosmetic ingredient. In order to compare NAG with GLC we identified the influence of cytotoxicity, anti-inflammatory, melanin biosynthesis formation inhibition on skin cell, and ...
In this study we applied the NAG obtained by the deacetylation of chitin extracted from the shells of crabs and shrimp as cosmetic ingredient. In order to compare NAG with GLC we identified the influence of cytotoxicity, anti-inflammatory, melanin biosynthesis formation inhibition on skin cell, and we measured the effects of the change of melanin and red spots. The results show that there was not any attentive cytotoxicity on the Raw 264.7 cell and B16F10 cell, and NO formation anti-inflammatory hindrance effect induced from Raw 264.7 by LPS was slight, and NAG suppressed the increase of melanin generation concentration-dependently after we induced the melanin generation with ${\alpha}$-MSH on B16F10 and measured the melanin biosynthesis inhibition. From this result, we identified the applicability of the cosmetics containing NAG as functional cosmetic for enhancing skin-lightening because when cream containing NAG was applied to skin the index of melanin red spots showed statistically meaningful changes.
In this study we applied the NAG obtained by the deacetylation of chitin extracted from the shells of crabs and shrimp as cosmetic ingredient. In order to compare NAG with GLC we identified the influence of cytotoxicity, anti-inflammatory, melanin biosynthesis formation inhibition on skin cell, and we measured the effects of the change of melanin and red spots. The results show that there was not any attentive cytotoxicity on the Raw 264.7 cell and B16F10 cell, and NO formation anti-inflammatory hindrance effect induced from Raw 264.7 by LPS was slight, and NAG suppressed the increase of melanin generation concentration-dependently after we induced the melanin generation with ${\alpha}$-MSH on B16F10 and measured the melanin biosynthesis inhibition. From this result, we identified the applicability of the cosmetics containing NAG as functional cosmetic for enhancing skin-lightening because when cream containing NAG was applied to skin the index of melanin red spots showed statistically meaningful changes.
또한 GLC는 관절염의 증상을 완화하고[18], 마우스에서 37 tumor cell의 현저한 증식 억제와[19], 생체 및 여러 생물세포에서의 종양세포 증식억제와 세포 독성에도 효과가[20] 있는 것으로 연구되고 있지만 N-Acetyl-D-glucosamine(NAG)과 D-glucosamine(GLC)에 대한 연구는 전무한 실정이다. 이에 본 연구는 N-Acetyl-Dglucosamine(NAG)과 D-glucosamine(GLC)을 피부미용 측면에서 생리활성을 조사하고 화장품 소재로서 개발 가능성 여부를 규명하고자 본 연구에서는 in vitro 실험을 통해 N-Acetyl-Dglucosamine(NAG)과 D-glucosamine(GLC)을 피부 세포에 대한 독성 및 항염증, 미백활성 효과를 조사하고, in vivo 실험 연구를 통해 피부 미백개선 효능을 확인하고 화장품 소재로서의 활용 가능성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
본 연구는 N-Acetyl-D-glucosamine (NAG)과 D-glucosamine (GLC)의 피부세포활성 및 피부미백 개선에 긍정적인 영향을 미치는가를 검증하는데 초점을 두었다. NAG과 GLC의 in vitro 피부세포에 대한 독성, 항염증 효과, 멜라닌 생합성 억제능에 미치는 영향과 in vivo 피부미백 개선에 대한 임상평가를 4주간 실시하였다. NAG 과 GLC의 피부세포에 대한 독성결과 Raw 264.
대상 데이터
본 실험에서 사용된 시약은 다음과 같다. N-Acetyl-D-glucosamine (TCI, C8H15NO6= 221.21, 98%, Tokyo chemical industry Co., Ltd.,) 사용하였고, D-(+)-Glucosamine Hydrochloride (TCI, C6H13NO5·HCl=215.63, 98%, Tokyo chemical industry Co., Ltd.,), 세 포실험에 사용된 시약 ascorbic acid, NR solution, Griess reagent, PBS (phosphate buffered saline solution) Sigma Chemical (USA) 로부터 구입하여 사용하였으며, 그 외의 기타 시약은 특급 시약을 사용하였다.
실험에 사용한 세포주인 B16F10 melanoma , RAW 264.7 macrophage는 한국세포주은행에서 분양하여 사용하였으며, 배양 시에는 High glucose Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM, Hyclone, USA)에 사용하였으며, 10% fetal bovine serum (FBS, Sigma)과 1% penicillin/streptomycin (100 IU/ 50 mg/mL)이 첨가하여 37℃로 유지되는 5% CO2 습윤 배양기에서 배양하였다.
임상 참여자는 피부 질환 및 과민 반응이 없으며 사전 자외선 노출로 태닝이 잘 되어있는 20∼ 40대 여성 30명을 대상으로 2016년 7월 말부터 8월 말까지 4주간 실시하였다. N-Acetyl-Dglucosamine (NAG) 1% 와 2%가 함유된 cream 제형을 제조하여 임상 시험을 위한 실험군 A, B 에 사용하고, NAG가 함유 되지 않은 동일 성분의 cream 제형을 제조하여 대조군(control)으로 사용하였다(Table 1).
데이터처리
자료의 분석은 SPSS Window Version 17.0 (SPSS Inc., lllinois, USA)을 이용하여 모든 실험의 결과는 평균±표준편차(Mean±SD)로 표기하였으며, 유의성 검증은 Paired t-test를 사용하여 P값이 0.05 미만일 때 통계적 유의성의 차이가 있는 것으로 판정하였다.
성능/효과
7세포에 LPS에 의해 유도된 NO 생성을 미비하게 억제하였으며, B16F10세포에 α-MSH로 멜라닌 생성을 유도한 후 멜라닌 생합성 억제능을 측정한 결과 NAG는 멜라닌 생성 저해를 농도 의존적으로 억제됨을 확인하였다. 이러한 결과를 토대로 NAG이 함유된 크림(화장품)을 제조하여 4주간 피부에 도포하여 멜라닌 지수 및 홍반, 명도 변화가 크림 사용 전, 후의 감소 개선율이 나타나 미백효과가 있음을 확인하였다.
7세포와 B16F10세포에 대하여 유의한 세포 독성을 나타내지 않는 것으로 보아 피부 세포에 대한 안전성이 확인되었다. 항염증 효과를 확인하기 위해 Raw 264.7세포에 LPS에 의해 유도된 NO 생성을 미비하게 억제하였으며, B16F10세포에 α-MSH로 멜라닌 생성을 유도한 후 멜라닌 생합성 억제능을 측정한 결과 NAG는 멜라닌 생성 저해를 농도 의존적으로 억제됨을 확인하였다. 이러한 결과를 토대로 NAG이 함유된 크림(화장품)을 제조하여 4주간 피부에 도포하여 멜라닌 지수 및 홍반, 명도 변화가 크림 사용 전, 후의 감소 개선율이 나타나 미백효과가 있음을 확인하였다.
후속연구
이와 같이 NAG이 화장품 사용 그룹에서 멜라닌 지수, 홍반, 명도지수 감소가 통계적으로 유의미한 변화를 보여 NAG 함유 화장품이 피부미백 개선을 위한 기능성화장품으로서의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
D-glucosamine를 암세포에 주입했을 때 어떤 효과가 있었는가?
D-glucosamine (GLC)는 포도당으로부터 합성되는 내인성 아미노 단당류로 거의 모든 인체조직에 존재하며 결합조직의 농축연골에서 발견된다. GAG와 당단백질의 생합성에 이용되고, 암세포에 주입 시 효소는 포도당과 다른 활동을 하여 전혀 다른 물질을 만들며 암세포의 발육을 억제하는 것으로 보고되었다[17]. 또한 GLC는 관절염의 증상을 완화하고[18], 마우스에서 37 tumor cell의 현저한 증식 억제와[19], 생체 및 여러 생물세포에서의 종양세포 증식억제와 세포 독성에도 효과가[20] 있는 것으로 연구되고 있지만 N-Acetyl-D-glucosamine (NAG)과 D-glucosamine (GLC)에 대한 연구는 전무한 실정이다.
NAG는 무엇인가?
천연물 유래소재가 각광을 받는 이유는 무엇보다도 인간이 오랫동안 인체에 직접적으로 섭취해 왔기 때문에 자연적으로 발생되는 안전성에 대한 신뢰가 바탕이 되기 때문으로 그 대표적인 천연물 유래소재로 다당류인 키토산, 글루코사민 등이 비교적 널리 알려져 있다[2]. N - A c e t y l - D - g l u c o s a m i n e (N-Acetylglucosamine, or GlcNAc, or NAG)는 단당류 및 글루코스의 유도체인 글루코사민과 아세트산 사이의 아미드로 약한 단맛을 띠는 흰색 결정체이며 여러 생물학적 시스템에서 매우 중요하다[3]. 게나 새우의 껍데기에서 추출된 키틴을 탈 아세틸화하여 얻은 염기성 다당류의 일종인 NAG는 생물체의 골격을 형성하는 천연고분자로 이용방법에 따라서 상당히 우수한 특성을 가지고 있어 외부로부터 생물을 방어하는 역할과 헤어리스 마우스를 대상으로 한 피부 층의 변화를 측정한 연구결과에서 주름의 감소효능이 있는 것으로 보고되었다[4].
Glucosamine은 어디에 함유된 성분인가?
NAG의 화장품 및 피부 관련한 특허는 N-아세틸 글루코 사민을 사용한 박피 방법(2005), N-Acetylglucosamine 생산능을 가지는 Corynebacterium 속 미생물과 이를 이용한 N-Acetylglucosamine 또는 glucosamine 생산방법(2011) 등이 등록되어 있다. Glucosamine은 곤충이나 균, 새우, 게 등의 키틴질에 함유되어 있고 키틴질을 가수분해하면 D-glucosamine과 아세트산이 생기며, D형과 L형이 존재하는데 서로 광학 이성체이고 자연계는 D-glucosamine으로 존재한다[14]. Glucosamine의 생리기능은 연골조직의 구조성분인 glycosaminoglycan (GAG)의 형성을 자극하며, 황이 연골로 통합되는 것을 촉진 시킨다[15-16].
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