프로테오글리칸이 함유된 차세대 항노화 화장품 원료 'MCPG-sol'

 

1. 서론

 

노화(senescence)란 태어나서 일정 기간 성숙한 단계가 피크에 달한 후 나이가 들면서 생리적, 물리적 기능이 점차 저하되는 과정을 말하며 누구나 10대 후반이나 20대 초반부터는 노화가 시작된다. 이 중 가장 눈에 띄는 노화는 피부의 노화이다.

 

피부는 나이가 들어감에 따라 피부 표피세포, 진피 조직 속 섬유아세포의 작용과 세포수가 감소해 콜라겐, 엘라스틴, 피브릴린 등 세포외기질 단백질 섬유의 합성량이 줄어든다. 그리고 구조가 느슨해져 탄력이 감소되며 피부세포 내 수분이 손실되고 각질층의 구조가 변한다. 또 콜라겐을 분해하는 콜라게나아제의 작용이 증가 하게 된다. 따라서 노화가 진행되면 이러한 세포외기질의 보습, 탄력 인자들이 감소해 피부 건조증이 심화되고 주름이 생성되는 등의 현상이 나타나게 된다.

 

최근 고령화 추세와 함께 건강한 아름다움에 대한 관심이 높아짐에 따라 피부 노화방지 화장품에 대한 수요가 증가하고 있다. 모아캠에서는 이러한 트렌드에 맞춰 항노화에 효과적인 프로테오글리칸을 화장품 소재에 적용한 ‘MCPG-sol’을 개발하고 효능을 확인했다.

 

2. MCPG-sol의 ‘프로테오글리칸’ 이란?

프로테오글리칸이란 단백질과 복합된 산성 점액성 다당류로 동물의 세포외기질과 세포표면에 존재하며 코어단백질(coreprotein)에 글리코사미노글리칸(glycosaminoglycan)이 결합하고 있는 분자의 총칭이다(그림1). 프로테오글리칸의 코어단백질의 양쪽말단중 C말단은 표피성장인자인 EGF(Epidermal growth factor)의 유사 기능을 갖고 있으며 N말단은 히알루론 산과의 결합 기능을 가진다.

 

그림1 프로테오글리칸 모식도

 

 

기존 추출법으로 프로테오글리칸을 추출하면 N말단이 변성되어 추출된다고 한다. 하지만 MCPG-sol에 함유된 프로테오글리칸은 열과 효소처리 없이 추출해 C말단과 N말단이 변성되지 않고 활성화된 상태로 추출되어 히알루론산과 복합 사용 시 시너지 효과를 낸다.

 

모아캠에서는 위에서 언급한 변성되지 않은 프로테오글리칸을 이용해 화장품에 적용시키기 용이하도록 MCPG-sol 원료를 개발했다. 또한 보습, 항노화 인자를 세포수준에서 평가 후 임상시험까지 진행해 차세대 항노화 소재로의 가능성을 평가했다.

 

3. 시험방법과 결과

3-1. 프로테오글리칸과 히알루론산의 시너지 효과

 

프로테오글리칸과 히알루론산의 시너지 효과 확인을 위해 보습력을 측정했다. 시험은 각각 1% 수용액을 이용했으며 40℃ Dry Oven에 방치 후 무게를 측정했다. 보습원료로 널리 알려진 히알루론산의 보유량을 100%로 했을 때, 프로테오글리칸은 128%, 히알루론산과 결합한 프로테오글리칸은 147% 수분보유량을 보였다(그림2). 따라서 히알루론산과 복합 사용 시 프로테오글리칸의 활성화된 N말단에 히알루산과의 결합을 통해 보습력이 증가하는 것을 확인했다.

 

그림2 프로테오글리칸과 히알루론산의 보습 시너지 효과

 

 

3-2. MCPG-sol의 EGF, FGF 유사 기능

MCPG-sol의 EGF(Epidermal growth factor), FGF(Fibroblast growth factor) 유사 기능을 확인하기 위해 표피층과 진피층에 존재하는 세포 증식능을 평가했다. 표피는 피부의 가장 바깥쪽에 위치해 체내 수분을 유지하고 감염 인자의 침입으로부터 보호하는 피부 장벽 역할을 한다. 진피층에는 섬유아세포가 존재하며 피부의 탄력과 장력에 영향을 미치는 콜라겐과 엘라스틴 같은 기질단백질들을 생성한다. 이러한 표피세포와 섬유아세포는 노화가 진행됨에 따라 수가 감소해 피부가 쳐지고 주름이 생긴다.

 

EGF는 표피세포 성장인자로 표피세포의 분열과 증식을 촉진시키며 FGF는 섬유아세포 성장인자로 세포의 증식을 촉진하고 섬유아세포를 자극해 기질 단백질 합성을 촉진시키는 역할을 한다. 시험 결과, 표피세포에 MCPG-sol 1% 처리 시 대조군 대비 50% 이상, 섬유아세포에 100% 처리 시 대조군 대비 150% 이상 증가해 EGF, FGF 유사기능이 있음을 확인했다(그림3).

 

그림3 MCPG-sol의 EGF, FGF 유사기능

(A) Epidermel cell 증식 촉진 효과 (B) Fibroblast 증식 촉진 효과

 

 

3-3. MCPG-sol의 항노화 효과

진피층 기질 단백질의 70% 이상을 차지하고 있는 콜라겐은 피부의 탄력과 장력에 영향을 주어 외부의 자극 으로부터 피부를 보호하는 역할을 한다. 히알루론산은 피부의 진피층과 연골조직에서 주로 발견되는 친수성 다당류의 고분자 물질로서 피부의 수분함량을 유지시키는데 필수적인 역할을 하며 콜라겐, 엘라스틴과 함께 피부의 탄력을 유지시킨다.

 

노화가 진행 될수록 콜라겐과 히알루론산이 감소하고 피부 탄력, 수분 보유량이 감소해 피부가 쳐지고 주름이 발생한다. 따라서 MCPG-sol을 처리해 콜라겐과 히알루론산 합성능을 평가해 항노화 효능을 확인했다. 시험 결과, MCPG-sol 100% 처리 시 콜라겐 함량이 무처리군 대비 2배 이상 증가했으며 히알루론산의 생성량 또한 무처리군 대비 약 4배 증가했다(그림4).

 

그림4 MCPG-sol의 항노화 효과

 

 

3-4. MCPG-sol의 임상 효과

MCPG-sol의 피부에서의 주름개선, 보습, 피부 탄력 효과 확인을 위해 임상시험을 진행했다. 시험은 30~49세의 여성 6명을 대상으로 진행했으며 8주 후 주름개선, 수분 손실량, 피부 탄력 변화를 평가했다. 시료는 대조군과 MCPG-sol을 이용해 블라인드테스트를 진행했다.

 

3-4-1. 주름개선 효과

MCPG-sol의 주름개선 효과를 확인하기 위해 피시험자 주름의 길이와 면적의 변화를 확인했다. 시험 결과, 대조군의 경우 8주 후 주름의 길이는 24%, 면적은 63% 증가한 반면 MCPG-sol 사용 시 20% 가량 감소함을 확인했다(그림5).

 

그림5 주름 길이와 주름 면적 개선 효과

 

 

3-4-2. 피부 수분 손실량

MCPG-sol의 보습 효과 확인을 위해 피부 수분 손실량을 평가했다. 8주 사용 후 대조군은 사용 전과 유사한 수치를 나타내는 반면, MCPG-sol 처리 시 수분 손실이 20% 가량 감소됨을 확인했다(그림6).

 

그림6 피부 수분 손실량 감소 효과

 

 

3-4-3. 피부 탄력회복능

피부 탄력회복 효과를 확인 한 결과, 8주 후 대조군은 피부 탄력회복능이 감소하는 반면 MCPG-sol은 증가 함을 확인했다(그림7).

 

그림7 피부 탄력 회복 효과

 

 

4. 결론

프로테오글리칸을 소재화한 MCPG-sol은 표피세포와 섬유아세포에 처리 시 증식능이 증가하며 히알루론산, 콜라겐과 같은 항노화 인자들이 증가함을 확인했다. 또 인체 임상 시험 결과, 피부 주름과 수분 손실이 감소하며 탄력이 증가함을 확인했다. 따라서 MCPG-sol은 피부 탄력과 보습 효과를 가진 차세대 항노화 소재로의 이용이 가능하다. 

 

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