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[일본 리포트] 판클, 콜라겐 분비 촉진 신소재 '엑토인' 발견

피부 섬유아세포 작용 콜라겐 분비속도 높여 섬유형성 촉진 콜라겐 '질' 높여 주름, 처짐 예방

[코스인코리아닷컴 일본 통신원 이상호] (주)판클은 주름이나 처짐의 메커니즘을 규명하는 가운데 그 하나로 노화로 인해 콜라겐 양이 감소할 뿐 아니라 형태 등의 질이 변화한다는 사실까지 감안해 연구를 진행하고 있다.

 

진피의 콜라겐은 섬유아세포에서 만들어진 콜라겐이 콜라겐 섬유가 되어 존재한다. (주)판클은 콜라겐 섬유를 만드는 재료인 콜라겐을 빨리 섬유아세포 밖으로 분비시켜서 진피의 콜라겐 생성을 촉진시키는 것이 콜라겐 섬유의 형성, 즉 콜라겐의 질을 높이는 것이라고 생각했다.

 

그래서 콜라겐의 분비를 촉진시키는 새로운 소재로 ‘엑토인(ectoine)’을 발견했다. 이 연구결과를 통해 빠르게 진피에서 콜라겐을 만들어 주름이나 처짐을 방지하는 새로운 접근법을 기대할 수 있다. 이번 연구결과의 일부는 제53회 결합조직학회 학술대회(2021년 6월 26일~27일)에서 발표했다.

 

# 연구 배경과 목적

 

콜라겐은 피부에 탄력을 주는 진피의 중요한 조직이며 콜라겐의 기능 유지는 주름예방과 개선에 중요하다. 그러나 콜라겐은 나이가 들수록 감소해 단편화되어 질도 변화하는 것으로 알려져 있다. 또 콜라겐은 자외선이나 스트레스로 인한 활성산소 등의 영향으로 항상 손상을 받는 환경 가운데 존재한다. 따라서 연구자들은 손상을 받기 전에 콜라겐을 빠르게 만들어 내는 것이 중요하다고 생각했다. 그래서 콜라겐의 생성량 뿐 아니라 분비되는 ‘속도’에 주목해서 소재를 탐색했다.

 

# 연구 방법과 결과

 

# 엑토인은 단시간에 콜라겐 분비량을 증가시킨다.

 

섬유아세포를 사용해 단시간에 콜라겐을 세포 밖으로 분비시키는 성분을 탐색했다. 그 결과, 엑토인을 첨가한 경우 첨가 직후부터 첨가하지 않은 것에 비해 콜라겐 분비가 서서히 촉진됐고 시간이 경과함에 따라 분비량이 최대 약 8배까지 증가하는 결과를 얻었다(그림1). 이 결과로부터 엑토인이 콜라겐의 분비를 촉진시키는 효과가 있음을 알았다.

 

엑토인에 의한 각 시간별 콜라겐 분비량의 변화(그림1)

 

 

# 엑토인은 세포의 콜라겐 운송과정에서 중요한 단백질인 Preb를 증가시킨다.

 

다음으로 엑토인에 의한 콜라겐 분비촉진 작용이 어떤 메커니즘으로 일어나는지를 조사했다. 조사방법은 섬유아세포에 엑토인을 첨가하고 세포에서 만들어진 콜라겐을 세포 밖으로 운송할 때에 필요로 하는 소포운송관련 단백질의 양을 확인했다. 그 결과, 몇 개의 운송에 관련된 소포운송 관련 단백질 중에서 가장 최초로 작용하며 기점이 되는 단백질인 ‘Preb’를 증가시킨다는 사실을 알았다(그림2). 따라서 엑토인이 콜라겐 분비의 기점인 Preb를 증가시켜 세포 밖으로 콜라겐 분비를 빠르게 촉진시킨다는 사실을 발견했다.

 

엑토인에 의한 Preb의 변화 (그림2) 

 


# 엑토인은 콜라겐 섬유형성을 촉진시킨다.

 

마지막으로 콜라겐 섬유의 형성촉진 효과를 확인했다. 섬유아세포에 엑토인을 첨가하고 13일 동안 배양하면 엑토인을 첨가한 세포는 첨가하지 않은 것에 비해 콜라겐 섬유가 아주 많이 형성되어 있음을 알 수 있다(그림3).

 

엑토인 첨가에 의한 콜라겐 섬유형성 (그림3)

 

 

# 방부제나 염증에 의해 감소​​된 콜라겐 분비를 회복시킨다.

 

섬유아세포에 화장품에서 일반적으로 사용되는 방부제인 메틸파라벤(methylparaben)이나 염증성 물질인 IL-1α를 첨가한 것과 엑토인을 첨가한 것을 대조군과 비교해 일정한 콜라겐이 분비될 때까지의 시간변화를 확인했다. 그 결과, 메틸파라벤이나 염증성 물질을 첨가하면 콜라겐의 분비가 늦어지는 반면, 엑토인을 첨가하면 다시 회복되는 것을 알 수 있다(그림4).

 

방부제나 염증성 물질에 의한 콜라겐 분비지연과 회복 (그림4)

 

 

이상의 결과를 볼 때 엑토인은 피부의 섬유아세포에 작용해 콜라겐의 분비속도를 높여서 섬유형성을 촉진시킴으로써 진피의 콜라겐의 질을 높여 주름이나 처짐을 예방한다는 새로운 접근법에 기여한다고 생각된다.

 

# 연구결과 바탕 새로운 개념 안티에이징 화장품 개발 추진

 

이번 연구에서 얻은 성과는 지금까지 (주)판클의 피부 본래의 기능을 강화하는 콜라겐 연구가 발전된 것으로 콜라겐의 복구에 작용하는 콜라겐 수용체나 콜라겐 섬유다발을 정리하는 V형 콜라겐 뿐 아니라 콜라겐을 빠르게 만들어 내는 콜라겐 분비에 대한 접근법을 연구해 제품화에 응용했다. 앞으로도 더욱 연구를 진행해 콜라겐의 질을 높이는 새로운 개념의 안티에이징 화장품 개발에 노력할 예정이다.

 

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