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논문 상세정보

피부투과 기능성 펩타이드를 이용한 경피투과성 상피세포성장인자의 개발

Development of Dermal Transduction Epidermal Growth Factor (EGF) Using A Skin Penetrating Functional Peptide

초록

상피세포성장인자(epidermal growth factor, EGF)는 인간의 표피 및 진피에서 세포막 수용체와 상호작용을 통하여 세포의 생장 및 증식을 유도하는 기능을 갖고 있다. 이 같은 EGF의 기능은 의료 및 화장품 분야에서 상처치유 의약품 및 노화방지 화장품의 주요원료로 사용되고 있다. 화장품 원료로서 EGF는 피부장벽으로 알려져 있는 피부 각질층의 투과가 잘 안되기 때문에 가지고 있는 본연의 효능을 구현하는 데 문제가 있다. 본 연구에서는 EGF의 경피투과 효율을 개선하기 위하여 피부 투과능이 확인된 거대분자 전송 도메인(macromolecule transduction domain, MTD) 151이 융합된 형태로 재조합 인간 상피세포성장인자 ($MTD_{151}-EGF$)를 개발하였다. $MTD_{151}-EGF$의 유전자가 coding된 vector로 형질전환된 대장균에서 $MTD_{151}-EGF$ 발현시킨 후 정제를 진행하였다. 정제된 MTD-EGF를 대상으로 세포증식시험, 세포독성시험, 생체외 피부흡수시험 그리고 인공피부를 이용한 경피투과능을 평가하였다. 99% 이상 고순도로 정제된 $MTD_{151}-EGF$의 세포증식 활성은 EGF 대비 동등 이상의 수준이었으며, 세포독성은 관찰되지 않았다. 또한, 인공피부 투과모델에서 FITC로 표지된 EGF와 $MTD_{151}-EGF$의 진피층까지의 투과를 공초점 현미경으로 관찰한 결과, $MTD_{151}-EGF$는 EGF 대비 우수한 투과능을 보였으며, 경피흡수 시스템을 이용한 투과물질의 정량분석 결과, EGF 대비 약 16 배 이상 투과량이 많은 것으로 확인되었다. 이러한 결과들은 다양한 활성물질들의 화장품용 원료로서의 경피투과에 MTD가 기존의 물리적인 경피투과 방법을 효율적으로 개선한 대안이 될 것으로 판단된다.

Abstract

The epidermal growth factor (EGF) has a intrinsic function of inducing growth and proliferation of cells through interacting with cell membrane receptors in human epidermis and dermis layer. These functions of EGF are used as a main ingredient for wound healing medicines and anti-aging cosmetics. As a cosmetic ingredient, the EGF has a problem in exhibiting its natural efficacy due to the lack of the ability to penetrate through the stratum corneum, which is known as the skin barrier. In this study, a recombinant human epidermal growth factor ($MTD_{151}-EGF$) fused with the macromolecule transduction domain $(MTD)_{151}$ with the skin penetration ability was developed to improve the skin penetration efficiency of the EGF. Expression of $MTD_{151}-EGF$ was performed in E. coli transformed with a vector encoding the $MTD_{151}-EGF$ gene and then purified. The purified $MTD_{151}-EGF$ was evaluated using cell proliferation assay, cytotoxicity test and skin penetration test by franz diffusion cell assay and artificial skin. Cell proliferation activity of $MTD_{151}-EGF$ purified to high purity of 99% or above was equivalent to the EGF or better, and cytotoxicity was not observed. In addition, the $MTD_{151}-EGF$ showed an excellent penetration efficiency compared to the EGF in the skin penetration test with EGF and $MTD_{151}-EGF$ labeled by FITC in an artificial skin penetration model. Based on the quantitative analysis of the penetrating substance using franz diffusion cell assay, the amount of penetration was about 16 times more than that of EGF. These results can be regarded as an effective alternative to improve the existing physical transdermal penetration method related to the use of various active ingredients for cosmetics.

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