접촉성 피부염 유발제인 크롬(Cr)의 세포독성을 조사하기 위하여 chromium trioxide(CrO3)가 배양 인체피부 섬유모세포(Detroit 551)에 미치는 영향을 알아보았으며, 이와 동시에 CrO3에 대한 금은화(Lonicerae Flos, LF) 추출물의 영향을 항산화 측면에서 조사하였다. 본 연구에서 CrO3는 처리 농도에 의존적으로 배양 Detroit 551세포의 생존률을 유의하게 감소시킴으로서 세포독성을 나타냈으며 XTT50값인 midcytotoxicity value(MCV)는 29.4μM로 나타났다. 한편, CrO3의 세포독성에 대한 항산화제의 영향에 있어서, 항산화제의 일종인 vitamin E는 CrO3에 의하여 유도된 세포독성을 유의하게 방어하였다. CrO3의 세포독성에 대한 금은화 추출물의 영향에 있어서는, 금은화 추출물이 CrO3에 의하여 감소된 세포생존률을 유의하게 증가시킴으로서 CrO3의 독성을 효과적으로 방어하였다. 이와 동시에 금은화 추출물은 SOD-유사 활성을 비롯하여 지질과산화(lipid peroxidation, LP)억제 및 lactate dehydrogenase(LDH) 활성감소를 보임으로서 항산화능을 나타냈다. 이상의 결과로부터 CrO3는 배양 Deroit 551 세포에 고독성을 나타냈으며, CrO3의 세포독성에 산화적 손상이 관여하고 있는 것으로 나타났다. 한편, 금은화 추출물은 이의 항산화능에 의하여 CrO3의 산화적 손상과 관련된 세포독성을 효과적으로 방어하였다. 따라서 금은화 추출물과 같은 식물의 천연물은 크롬처럼 산화적 손상과 관련된 중금속들에 의하여 유도되는 알러지성 접촉성 피부염(contact dermatitis, CD)의 예방이나 치료적 접근을 위한 소재로서의 개발적 가치가 클 것으로 생각된다.

쿠메스트롤은 식물이 스트레스에 대항해 합성하는 phytoalexins의 일종으로, 알팔파 새싹, 클로버, 콩나물에서 일반적으로 발견된다. 본 연구에서는 쿠메스트롤의 자외선에 의해 유도되는 피부 진피세포 광노화 예방 효능에 관한 연구를 실시하였다. 쿠메스트롤 전처리는 자외선 B 조사에 의해 감소된 Sirt1 단백질 발현 및 활성과 하위 미토콘드리아 생합성 관련 유전자인 PGC-1α, NRF1, TFAM의 발현 변화를 감소시켰다. 또한, ATP 및 ROS 생성량을 정상화시키고 피부 노화를 유도하는 최종당화산물 생성을 억제하였다. 이상의 결과에서 쿠메스트롤은 자외선 조사에 의해 발생하는 진피 세포 내 미토콘드리아 손상 및 이에 따른 당화 단백질 생성을 감소시킴으로써 피부 광노화 현상으로부터 보호할 수 있음을 확인하였다.

환경오염원이면서 중금속의 일종인 카드뮴(cadmium)의 세포독성과 이에 대한 명아주(Chenopodium album var. centrorubrum, CAC) 추출물의 영향을 배양 인체피부섬유모세포(Detroit 551)를 재료로 항산화 측면에서 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. Cadmium chloride(CdCl2)는 농도 의존적으로 배양 Detroit 551세포의 세포생존율(cell viability, CV)과 세포부착률(cell adhesion activity, CAA)을 유의하게 감소시킴으로써 세포독성을 나타냈다. 한편, 항산화제의 일종인 superoxide dismutase(SOD)는 CdCl2에 의해 감소된 CAA를 유의하게 증가시킴으로써 CdCl2에 의한 세포독성을 방어하였다. 한편, CdCl2의 세포독성에 대한 CAC 추출물의 영향에 있어서, CAC 추출물은 CdCl2에 의하여 감소된 CAA를 유의하게 증가시킴으로써 CdCl2에 의한 세포독성을 방어하였으며, 또한 전자공여능(electron donating activity, EDA)과 지질과산화(lipid peroxidation, LP) 억제능을 나타냈다. 이상의 결과에서 CdCl2의 세포독성에 산화적 손상이 관여하고 있으며 CAC 추출물은 CdCl2에 의하여 감소된 CV 및 CAA의 증가를 비롯하여, EDA 및 지질과산화 억제능과 같은 항산화 효과(antioxidative effect)에 의하여 세포독성을 방어한 것으로 나타났다. 따라서 CAC와 같은 식물추출물 성분에 대한 항산화 측면에서의 생리활성 구명은 산화적 손상으로 매개되는 중금속 중독을 비롯한 뇌졸중 및 치매와 같은 난치성 질환의 치료적 접근을 위한 소재로서의 활용성이 클 것으로 생각된다.

미네랄은 이온 상태로 존재하기 때문에, 카보머나 아크릴레이트 계 점증 시스템의 저점도 가용화 제형에서는 고농도로 안정화하기 어렵다. 본 연구에서는 젤 에센스 제형 내 고농도의 미네랄을 안정화하기 위하여, 염류에 안정한 실리콘 코폴리올을 이용한 네트워크 필름을 만들고, 네트워크 내에 미네랄을 고농도로 포집하여 피부에 오랜 시간 동안 고농도의 미네랄이 천천히 피부에 흡수될 수 있도록 제형을 설계하였다. 설계한 최적의 제형을 시료로 이용하여 6주간의 임상실험을 진행하였으며, 그 결과 피부 각질층의 미네랄 함량이 증가하고, 아미노산이 증가함으로써 각질층의 수분량이 증가하여 피부 투명도가 증가하였고 묵은 각질이 탈락하고 각질층이 정돈되어 피부 칙칙함과 피부 밝기가 개선됨을 확인하였다.

Xanthine oxidase(XO)/√hypoxanthine(HX)에 대한 저먼캐모마일(Matricaria chamomile L., German chamomile)추출물에 대한 영향을 인체피부멜라닌세포(SK-MEL-3)를 배양한 후 세포부착율을 비롯한 DPPH-자유기 소거능(DPPH-radical scav-enging activity), 티로시나제의 활성, 총멜라닌량의 정량 및 광학현미경적 관찰에 의하여 조사하였다. 본 연구에서 XO/HX는 배양 SK-MEL-3세포에 처리한 농도에 비례하여 유의한 세포부착율의 감소를 나타낸 반면, 저먼캐모마일 추출물은 XO/HX에 의하여 감소된 세포부착율의 유의한 증가와 자유기 소거능을 나타냄으로서 XO/HX의 산화적 손상에 대한 방어효과를 나타냈다. 한편, 배양 SK-MEL-3세포에서 XO/HX에 대한 저먼캐모마일 추출의 멜라닌합성능을 조사하기 위하여 티로시나제의 활성 및 총멜라닌량을 측정하였다. 그 결과 80μg·mL-1, 또는 160μg·mL-1의 저먼캐모마일 추출물의 전 처리에서 XO/HX의 처리군에 비하여 유의한 티로시나제활성 감소와 총멜라닌량의 감소를 나타냈다. 한편, 광학현미경적 관찰에 있어서 저먼캐모마일 추출물을 처리한 실험군은 XO/HX만을 처리한 실험군에 비하여 세포수와 세포돌기가 더 많이 증가한 것으로 관찰되었다. 이상의 결과로 부터 XO/HX는 배양 SK-MEL-3세포에 독성효과를 나타냈으며, 저먼캐모마일 추출물은 XO/HX의 세포독성에 대한 방어효과 및 항멜라닌화를 나타냈다.

본 연구에서는 피부 상재균에 대한 참죽나무 새순 추출물의 항균 작용과 참죽나무 새순 추출물을 함유하는 크림을 제조하여 인체 피부를 대상으로 보습 효능을 측정하였다. 참죽나무 새순 추출물의 네 가지 피부 상재균에 대한 MIC 를 측정한 결과, P. acnes과 S. aureus에 대한 MIC는 각각 0.13 %, 0.03 %로 비교 물질인 methyl paraben보다 더 우수한 항균 활성을 나타내었고, P. ovale과 E. coli에 대한 MIC는 모두 0.25 %로 methyl paraben 보다 낮은 MIC를 나타내었다. 피부 보습 효능을 측정하기 위해, 참죽나무 새순 추출물의 ethyl acetate 분획을 0.25 % 함유하는 크림을 제조하고, 이를 14명의 피실험자의 피부에 도포한 후 피부 수분 보유랑과 경표피 수분 손실량을 각각 30 min, 60 min 간격으로 180 min 동안 측정하였다. 피부 수분 보유량은 placebo 크림에 비하여 참죽나무 새순 추출물 함유 크림이 10 ~ 15 % 정도 더 큰 수분 보유량 증가율을 나타내었다. 경표피 수분 손실량을 측정하였을 때, 무도포(control) 상태의 경표피 수분 손실량은 8.9 g/m2h, 추출물 함유 크림은 6.7 g/m2h으로, 추출물을 함유한 크림이 피부 표면의 수분 손실을 감소시킴을 알 수 있었다. 참죽나무 새순 추출물의 ethyl acetate 분획의 항균 활성과 피부 보습효과에 대한 결과로부터 화장품 원료로서의 가능성을 확인하였다.

꿀풀과(Labiatae)의 일종인 잉글리쉬 라벤더(Lavendula angustifolia L.)추출물이 tert-butylhydro- peroxide (t-BHP)에 미치는 영향을 조사하기 위하여 인체피부흑색종세포(SK-MEL-3)를 배양한 후 t- BHP의 산화적 손상에 대한 영향을 세포증식율에 의하여 조사하였다. 또한 t-BHP의 멜라닌화(melanogenesis)에 대한 라벤더 추출물의 영향을 티로시나제 활성(tyrosinase activity) 및 멜라닌합성(melanin synthesis)에 대하여 분석하였다. 본 연구에서 t-BHP는 배양 SK-MEL-3세포에 처리한 농도에 따라 세포증식을 대조군에 비하여 유의하게 감소시켰다. 이 과정에서 t-BHP의 독성이 세포증식에 영향을 미치는 초기독성값(initial-cytotoxicity value )와 중간독성값(mid-cytotoxicity value)가 각각 4 uM과 30uM에서 나타났다. 한편, t-BHP에 대한 라벤더추출물은 t-BHP에 의해 감소된 세포증식을 유의하게 증가시켰으며, 동시에 티로시나제의 활성과 멜라닌합성을 유의하게 감소시켰다. 이상의 결과로 부터 라벤더추출물은 t-BHP에 대한 항산화효과와 멜라닌화를 방어하는데 효과적인 것으로 나타났다.

본 연구에서는 만병초 추출물의 항산화 작용과 tyrosinase, elastase 저해 효과, 만병초 추출물 중 ethyl acetate 분획 함유 크림을 제조하고 이를 피부에 도포한 후 피부 수분 보유량, 경표피 수분 손실량을 측정하였다. 만병초 추출물의 free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성(FSC50)은 ethyl acetate 분획에서 1.83 μg/mL으로 나타났다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 Fe3+-EDTA/H2O2계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 만병초 추출물의 총 항산화능(OSC50)은 50 % EtOH extract 분획에서 0.064 μg/mL으로 ethyl acetate와 aglycone 분획보다 더 큰 활성을 나타내었다. 만병초 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였는데 1 ~ 10 μg/mL의 농도에서 농도-의존적으로 1O2으로 유도된 용혈을 억제하였다. 미백 효과 측정으로는 각각 tyrosinase의 활성 저해 효과(IC50)를 측정하였는데 ethyl acetate 분획과 aglycone 분획에서 각각 70.5 μg/mL, 122.40 μg/mL로 나타났으며 elastase의 활성 저해 효과(IC50)는 ethyl acetate 분획과 aglycone 분획이 각각 51.40 μg/mL, 20.73 μg/mL로 나타났다. 만병초 추출물 ethyl acetate 분획 함유 크림을 팔에 도포한 후 180 min 동안 30 min 간격으로 수분 보유량을 측정한 결과 placebo 크림에 비하여 만병초 추출물 함유 크림의 수분 보유량을 1 ~ 4 % 정도 증가시켰다. 또한 180 min 동안 측정한 경표피 수분 손실량은 7.7 g/m2h으로 무도포(10.2 g/m2h)한 부분과 placebo크림(8.9 g/m2h)과 비교했을 때 더 적은 수분 손실량을 나타내었다. 이상의 결과들은 만병초 추출물이 1O2 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거함으로써 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리킨다. 또한 만병초의 tyrosinase, elastase 저해활성, 만병초 추출물 함유 크림의 인체 시험의 결과로부터 항산화, 항노화의 기능성 화장품 소재로서의 응용 가능성이 있음을 확인하였다.

활성산소의 하나인 과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2)에 대한 세포독성과 이에 대한 연꽃수술(Nelumbo nucifera stamen, NNS)추출물의 항산화효과 및 멜라닌화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 세포부착율 (cell adhesion activity, CAA)을 비롯한 티로시나제활성저해능 및 총멜라닌합성량을 분석하였다. 본 실험 결과 hydrogen peroxide(H2O2)는 배양 인체피부흑색종세포 (SK-MEL-3)의 CAA를 유의하게 감소시킴으로서 세포독성효과를 나타냈다. 이에 대하여 NNS추출물은 H2O2의 산화적 손상에 의하여 감소된 CAA를 유의하게 증가시킴으로서 항산화효과를 나타냈다. 한편, H2O2에 대한 NNS추출물의 멜라닌화에 대한 영향에 있어서 NNS추출물은 H2O2에 의하여 활성화된 티로시나제활성과 총멜라닌합성량을 감소시킴으로서 멜라닌화에 대하여 억제효과를 나타냈다. 이상의 결과로 부터 H2O2는 배양 인체피부흑색종세포에 고독성을 나타냈으며 NNS와 같은 식물추출물은 H2O2와 같은 활성산소에 의한 산화적 손상 및 멜라닌화를 방어하는데 효과적인 것으로 나타났다.

자외선은 생체 내 활성산소 생성 증가와 내인성 항산화 효소 및 항산화제 감소를 통하여 광노화 과정을 촉진하는 대표적인 외부 환경인자로 알려져 있다. 그러므로, 본 연구에서는 12종의 다양한 해양소재 추출물(김, 다시마, 모려, 모자반, 미역, 석결명, 청각, 해룡, 해마, 해삼, 파래, 톳)을 이용하여 기본적인 자유라디칼 소거능 실험을 바탕으로, 자외선 B 조사로 인한 세포독성 및 산화적 사멸을 억제하고 세포 내 항산화 기능을 강화시킬 수 있는 천연 항산화 피부보호 소재를 발굴하고자 하였다. 해양소재 추출물의 라디칼 소거능을 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) assay로 비교 측정한 결과 미역, 모자반, 다시마, 해마, 석결명, 모려, 해룡의 순으로 항산화력을 나타내었다. 이후 in vitro 세포 실험에서 자외선 B를 섬유아세포주인 HS68 세포에 노출시킨 경우 세포 독성이 유발되어 사멸이 진행되었으며 이는 모자반, 석결명, 청각, 해마 열수 추출물을 처리한 경우 현저히 억제되었다. 특히, 자외선 B로 인한 세포손상은 세포 내 활성산소종의 축적으로 인한 것임을 2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCF-DA) 형광염색법으로 확인할 수 있었으며, 활성산소종의 생성은 모자반, 석결명, 청각, 해마 열수 추출물을 처리한 경우 유의적으로 감소되었다. 한편, 이러한 항산화 작용은 대표적인 내인성 항산화 효소인 catalase, superoxide dismutase 및 heme oxygenase-1의 발현 증가로 매개되었다. 이상의 결과는 모자반, 석결명, 청각, 해마 등의 해양소재가 항산화 작용을 통하여 산화적 스트레스가 매개하는피부손상과 노화과정을 예방 및 보호하는 새로운 화장품 천연소재로의 활용 가능성을 제시한다.

콜라겐은 포유동물의 가장 풍부한 동물성 단백질로, 전체 단백질의 약 30 %를 차지하며, 결합 조직에 존재하며 대부분의 장기의 구조적 지지에 기여한다. Tripeptide (glycine-proline-hydroxyproline; INCI name Tripeptide-29)는 collagen type I의 주성분이며, palmitoyl tripeptide (palmitoyl-glycine-proline-hydroxyproline; INCI name Palmitoyl Tripeptide-29)는 콜라겐의 합성을 촉진하는 항노화 물질로서 디자인된 합성소재이다. 합성된 펩타이드 유도체는 HPLC를 이용하여 분석하였다. in vitro test를 통하여 콜라겐합성과 섬유아세포 증식 효능을 확인하였고, 비침습적 기기를 사용하여 피검자에 대한 8주간의 적용결과 피부주름과 탄력의 상당한 개선을 확인하였다. Palmitoyl tripeptide는 우수한 항노화 효능을 갖는 화장품 소재로 사료된다.

메틸수은(MMC)에 대한 kaempferol의 영향을 항산화 측면에서 조사하기 위하여 MMC에 대한 독성효과와 kaempferol의 항산화효과를 세포생존율을 비롯한 지질과산화(lipid peroxidation)와 superoxide-dismutase (SOD)-like activity 조사하였다. 본 연구에서 MMC는 배양 인체피부섬유모세포에 고독성을 나타냈으며 kaempferol과 같은 flavonoids는 항산화효과에 의하여 MMC의 세포독성을 방어한 것으로 나타났다.

산소자유라디칼의 하나인 hydrogen peroxide(H2O2)에 대한 세포독성과 이에 대한 페놀화합물의 일종인 gallic acid의 영향을 cell adhesion activity(CAA)를 비롯한 DPPH-radical scavenging activity, lactate dehydrogenase(LDH) activity에 의하여 분석하였다. 본 실험에서 H2O2는 배양 인체피부흑색종세포(SK-MEL-3)에 처리한 농도에 의존적으로 유의한 세포부착율의 감소를 나타냈으며 또한 고독성 효과를 보였다. 한편, H2O2의 산화적 손상에 대한 gallic acid의 방어효과를 조사하기 위하여 세포부착율과 LDH 활성을 조사하였다. 그 결과 gallic acid는 H2O2에 의하여 감소된 세포부착율을 유의하게 증가시킨 반면, LDH 활성은 유의한 감소를 보임으로서 항산화효과를 나타냈다. 더욱이 gallic acid는 DPPH-radical scavenging activity의 분석에서 유의한 자유라디칼 소거능을 보였다. 이상의 결과로 부터 H2O2는 배양 인체피부흑색종세포에 고독성을 나타냈으며 gallic acid와 같은 페놀화합물은 H2O2와 같은 산화적 손상을 방어하는데 효과적이었다.

The oriental ore minerals, which mainly consisted of talc, actinolite, sericite, and halloysite were developed, and then used to examine the healing effect on the skin wound in rats. Full-thickness square wounds were formed on the backs of rats after the hairs on the dorsal surface were shaved. The ore minerals were applied to examine the healing effect from day 0 to 15 after wounding. Notable wound healings in terms of congestion around the wound, wound contraction and epithelialization were found in ore mineral-treated groups. Moreover, microscopic results revealed the formation of epithelial layer, hair follicles and progressive angiogenesis in ore mineral-treated groups, while complete epithelial layer could not be found in the control. These results suggest that ore minerals from Korean indigenous ores may have wound healing effect on the skin injury in rats.

In our previous study, ethylacetate fraction of white ginseng (root of Panax ginseng C.A. Meyer) extract inhibited mushroom tyrosinase activity and melanin production in melanocytes. This study examined its effects on the expression of melanin biosynthesis-related enzymes to explore the depigmenting pathway. Moreover, depigmenting effect on animal skin was examined using UV-B induced hyperpigmented skin of brown guinea pigs. The ethylacetate fraction of the white ginseng extract exhibited depigmenting activity in the skin of brown guinea pig without visible edema. In addition, this fraction reduced tyrosinase expression in melanocytes. The results suggested that ethylacetate fraction of white ginseng extract might be used as skin depigmenting material by inhibition of tyrosinase activity and expression.

지금까지 (-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG)는 인간의 피부에 유용한 녹차 카테킨 중에서 가장 강력한 항산화 성분으로 알려져 왔다. 본 연구팀은 용매, 온도, 압력 등 다양한 조건을 변화시키며, 멸균과정(autoclaving) 중에 발생하는 이성질체화(epimerization) 과정을 연구하여, gallocatechin-3-gallate (GCG) 함량이 크게 증가된 열전환-EGCG-복합체(heat-epimerzied-EGCG-mixture, HE-EGCG-mix)를 순수한 EGCG로부터 조제 하였다. 이러한 열전환-EGCG-복합체는 무모쥐 SKH-1을 이용한 실험에서, 손상된 피부 장벽의 회복 시에 인보루크린 7 (involucrin 7) 단백질의 발현량을 EGCG 처리 시보다 증가시킴을 확인하였다. 또한, in vitro 실험을 통하여 GCG는 PPAR-α에 대한 전이활성(transactivation) 효과가 EGCG보다 뛰어남을 확인하였다. 이러한 결과는 열전환-EGCG-복합체에 함유된 고함량의 GCG 성분에 의해서, 피부 장벽 손상 회복 시 PPAR에 의해 매개된 각질형성세포(keratinocyte)의 분화가 더욱 촉진될 수 있음을 암시한다. 따라서, EGCG의 C-2 에피머(epimer)인 GCG는 녹차 카테킨을 이용한 피부 장벽 개선 용도의 화장품과 건강식품 개발 시 주요 소재로 활용될 수 있다.

최근 기능성화장품과 피부관련 의약품 분야에서 multi-lamellar와 liquid crystal의 구조가 커다란 관심을 끌고 있다. 결합수와 고정된 유상을 함유하는 multi-lamellar 구조는 피부의 세포간지질의 lamellar 구조의 재건과 보습을 유지하는 작용으로써 보습기능이나 장벽기능의 복구에 우수하며, 이 지질들은 각질층에 침투하여 유지된다. 본 연구에서 고급 지방 알코올, 레시틴, 콜레스테롤을 사용하여 제조한 bio-mimic liquid crystal emulsion (BLCE)의 피부장벽 기능을 측정하였고 일반적인 계면활성제와 세포독성을 비교하였다.