[논문]유산 및 글루코노락톤 혼합물을 함유하는 수중유형 나노에멀젼의 피부장벽개선 효과

홍지혜; 최영덕; 이계원; 조영호

doi:10.5352/jls.2023.33.11.905

유산 및 글루코노락톤 혼합물을 함유하는 수중유형 나노에멀젼의 피부장벽개선 효과
Effect of Oil in Water Nanoemulsion Containing a Mixture of Lactic Acid and Gluconolactone for Skin Barrier Improvement 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.33 no.11, 2023년, pp.905 - 914

홍지혜 (건양대학교 제약생명공학과) , 최영덕 ((주)씨엔케이코스메디칼) , 이계원 (건양대학교 제약생명공학과) , 조영호 (건양대학교 제약생명공학과)

초록
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본 연구에서는 lactic acid (LA) 및 gluconolactone (GL)의 피부 장벽 개선 효능을 평가하기 위하여 피부세포에서 필라그린, 로리크린, hyaluronic acid (HA), hyaluronan synthase-2 (HAS2), aquaporine-3 (AQP3)의 발현량 및 임상시험을 통한 수분 함유량과 경표피수분손실량(transepidermal water loss, TEWL)을 평가하였다. 장벽 기능(필라그린, 로리크린)과 보습 기능(HA, HAS2, AQP3)에 관련된 인자들의 발현량을 qRT-PCR과 Western blot으로 측정한 결과, H2O2 처리에 의해 감소된 인자들의 발현량이 LA, GL 및 혼합물 처리로 mRNA전사량과 단백질 발현량을 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다(p<0.05). LA와 GL 혼합물을 함유하는 나노에멀젼을 에멀젼 반전법으로 제조한 결과 평균 입자 크기는 299.9±0.287 nm로 확인되었다. 나노에멀젼의 TEWL을 Vapometer로 측정한 결과, 제품 사용 2주 후 및 제품 사용 4주 후에 제품 사용 전에 비하여 각각 15.53%, 26.73% 정도 TEWL이 감소하는 것으로 나타났다(p<0.001). 나노에멀젼의 피부 수분함유량을 Corneometer로 측정한 결과, 제품 사용 2주 후 및 제품 사용 4주 후에 제품 사용 전에 비하여 각각 15.40%, 26.59% 정도 수분 함유량이 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다(p<0.001). 따라서 LA 및 GL의 피부 장벽 기능 및 보습 효과는 피부 보습 관련 단백질인 HA, HAS2 및 AQP3 발현 증가와 피부 장벽 기능의 주요인자인 필라그린과 로리크린의 발현 증가를 통한 수분 함유량 증가 및 TEWL 감소에 의해 나타나는 것으로 기능성 화장품 소재로서의 개발 가능성을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

To evaluate the effectiveness of the skin barrier improvement of lactic acid (LA) and gluconolactone (GL), the expression of filaggrin, loricrin, hyaluronic acid (HA), hyaluronan syhthase-2 (HAS2), and aquaporine-3 (AQP3) in keratinocytes, and the moisture content and transepidermal water loss (TEWL) by clinical trials were evaluated. The expression levels of filaggrin and locricrin, which are the main factors affecting the proper functioning of skin barrier function, and HA, HAS2, and AQP3, which are skin moisturizing-related proteins measured by quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) and western blotting. The results showed that the expression levels of the factors that decreased by H2O2 treatment were significantly increased by LA, GL, and a mixture of LA and GL at the mRNA and protein levels (p<0.05). The nanoemulsion containing a mixture of LA and GL was prepared using the emulsion inversion method, and the average particle size was 299.9 ± 0.287 nm. After measuring the TEWL of nanoemulsion using Vapometer, it was found that TEWL significantly decreased by 15.53% and 26.73% after two weeks and four weeks of product use, respectively, compared to TEWL before product use (p<0.001). Similarly, the skin moisture content of the nanoemulsion significantly increased by 15.40% and 26.59% after two weeks and four weeks of product use, respectively, compared to skin moisture content before product use (p<0.001). Therefore, the skin barrier function and moisturizing effect of a mixture of LA and GL are shown by increasing the moisture content and decreasing the TEWL by increasing the expression of filaggrin, loricrin, HA, HAS2, and AQP3. This suggests the possibility for the development of functional cosmetic ingredients in the future.

주제어

표/그림 (9)

표 Table 1. The primer sequences used for quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR)
그림 Fig. 1. Effect of lactic acid (LA) and gluconolactone (GL) on HaCaT cell viability. Cell viability was measured by MTT assay as described in materials and methods. All data are shown as the mean±SD of three independent experiments (*p <0.05 vs Control; ^#p<0.05 vs H₂O₂ only treatment).
표 Table 2. Components and formulations of nanoemulsion
그림 Fig. 2. Effect of LA and GL on mRNA expression of filaggrin and loricrin in H₂O₂-induced HaCaT cells. Cells were treated with LA and GL for 24 hr and H₂O₂ for 5 hr. mRNA expression was measured by qRT-PCR. GAPDH was used as an internal control. All data are shown as the mean±SD of three independent experiments (*p<0.05 vs control; ^#p<0.05 and ^##p<0.01 vs only H₂O₂ treatment). LA: lactic acid, GL: gluconolactone.
그림 Fig. 3. Effect of LA and GL on protein expression of filaggrin and loricrin in H₂O₂-induced HaCaT cells. Cells were treated with LA and GL for 24 hr and H₂O₂ for 5 hr. Protein expression was measured by Western blot analysis. HSC70 was used as an internal control. Protein expression was quantified with image J program. All data are shown as the mean±SD of three independent experiments (*p<0.05 vs control; ^#p<0.05 vs only H₂O₂ treatment). LA: lactic acid, GL: gluconolactone.
그림 Fig. 4. Effect of LA and GL on mRNA expression of HA, HAS2 and AQP3 in H₂O₂-induced HaCaT cells. Cells were treated with LA and GL for 24 hr and H₂O₂ for 5 hr. mRNA expression was measured by qRT-PCR. GAPDH was used as an internal control. All data are shown as the mean±SD of three independent experiments (*p<0.05 vs control; ^#p<0.05 and ^##p<0.01 vs only H₂O₂ treatment). LA: lactic acid, GL: gluconolactone, HA: hyaluronic acid, HAS2: hyaluronan synthase- 2, AQP3: aquaporin-3.
그림 Fig. 5. Effect of LA and GL on protein expression of HA, HAS2 and AQP3 in H₂O₂-induced HaCaT cells. Cells were treated with LA and GL for 24 hr and H₂O₂ for 5 hr. Protein expression was measured by Western blot analysis. HSC70 was used as an internal control. Protein expression was quantified with image J program. All data are shown as the mean±SD of three independent experiments (*p<0.05 vs control; ^#p<0.05 and ^##p<0.01 vs only H₂O₂ treatment). LA: lactic acid, GL: gluconolactone, HA: hyaluronic acid, HAS2: hyaluronan synthase-2, AQP3: aquaporin-3.
그림 Fig. 6. Particle size and droplet size distribution of nanoemulsion.
그림 Fig. 7. The effect of nanoemulsion with LA and GL on TEWL (A) and skin moisturizing improvement (B). All data are shown as the mean±SD (***p<0.001 vs Before). LA: lactic acid, GL: gluconolactone, TEWL; transepidermal water loss.

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 LA 및 GL의 피부 장벽기능 개선 효능을 피부세포에서 확인하고 이들 성분을 함유하는 안정한 수중유형 나노에멀젼을 제조하여 사람을 대상으로 하는 임상실험을 통하여 수분함유량 및 경표피수분손실량을 평가하여 피부 장벽 기능 개선을 위한 기능성 화장품 소재로서의 활용가능성을 검토하였다.

제안 방법

287 nm로 확인되었다. 또한, 제조한 나노에멀젼의 안정성을 평가하기 위하여 식약처 화장품 안정성 시험 가이드라인에 따라 냉장, 25℃, 45℃에서 보관하면서 3개월 동안 상분리, pH, 점도 등을 측정하였다. 그 결과 시험 개시 때와 동일한 상태로 외형상의 변화는 없었으며, pH와 점도도 기준치 이내로 유지되어 안정한 것으로 나타났다.

대상 데이터

건강한 피부를 가진 만 19~60세의 여성 피험자 21명을 대상으로 4주간 인체적용시험을 진행하였다(시험기관: ㈜KC피부임상연구센터, 시험기간: 2023. 04.
본 실험에 사용된 LA와 GL은 Seil International (Seoul, Korea)과 Zico 사(Eumseong-gun, Korea)에서, Dulbecco’s modified eagle medium (DMEM), fetal bovine serum (FBS), penicillin-streptomycin은 Gibco BRL (Eggenstein, Germany)에서, iQ SYBR Green Supermix는 Bio-Rad (Hercules, CA, USA)에서, 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT)는 R&D systems (Minneapolis, MN, USA)에서 각각 구입하여 사용하였다

데이터처리

모든 실험결과는 평균±표준편차로 표기하였으며, 각 군간의 통계적 유의성 검증은 SPSS 18.0 (SPSS Inc., IL, USA)을 이용한 one-way ANOVA로 하였으며, p 값이 0.05 미만일 때 통계적으로 유의성이 있다고 판단하였다.
피부보습에 대한 임상시험으로 피부 수분 측정기(Corneometer, Courage+Khazaka electronic GmbH, Germany)를 이용하여 시험 제품 사용 전, 제품 사용 2주 후 및 제품 사용 4주 후 얼굴 부위의 피부 수분 함유량을 측정하였고, 3회 측정한 평균 값을 피부 수분 함유량 평가 자료로 사용하였다. 측정된 피부 수분 함유량의 단위는 arbitrary unit (A.

성능/효과

또한, 제조한 나노에멀젼의 안정성을 평가하기 위하여 식약처 화장품 안정성 시험 가이드라인에 따라 냉장, 25℃, 45℃에서 보관하면서 3개월 동안 상분리, pH, 점도 등을 측정하였다. 그 결과 시험 개시 때와 동일한 상태로 외형상의 변화는 없었으며, pH와 점도도 기준치 이내로 유지되어 안정한 것으로 나타났다. 즉, 제조 직후 제품의 pH와 점도는 각각 6.
그 결과 시험 개시 때와 동일한 상태로 외형상의 변화는 없었으며, pH와 점도도 기준치 이내로 유지되어 안정한 것으로 나타났다. 즉, 제조 직후 제품의 pH와 점도는 각각 6.31과 13,860 cps이었으며, 3개월 후 냉장 보관 제품의 pH와 점도는 6.27과 14,350 cps이었으며, 25℃ 보관 제품의 pH와 점도는 6.30과 13,910 cps이었으며, 45℃ 보관 제품의 pH와 점도는 6.26과 12,140 cps이었다.

후속연구

따라서 본 연구에서 LA 및 GL의 피부 장벽 기능 및 보습 효과는 피부 보습 관련 단백질인 HA, HAS2 및 AQP3 발현 증가, 피부 장벽 기능의 주요인자인 필라그린과 로리크린의 발현 증가를 통한 수분 함유량 증가와 TEWL 감소에 의해 나타나는 것으로 기능성 화장품 소재로서의 개발 가능성을 제시한다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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