호장은 마디풀과에 속하는 다년초로 우리나라를 포함한 동아시아에서 잘 자생한다. 호장근은 호장의 뿌리로 항염증과 진경제로 사용되어 왔으며 유효성분으로 emodin을 포함하고 있다. 피부의 표피는 자극, 해로운 물질을 차단하고 수분 증발을 방지함으로써 체내를 보호하는 중요한 역할을 한다. 본 연구에 서는 호장근과 그 유효성분인 emodin이 피부 장벽과 보습능에 미치는 영향에 대해 평가하고자 하였다. 먼 저 호장근은 ABTS+ radicals을 우수하게 제거함으로써 항산화 효능이 뛰어남을 확인하였다. 다음으로, 실 시간 중합연쇄효소반응을 통해 각질형성세포의 분화에 중요한 역할을 하는 filaggrin의 유전자 발현을 비교 한 결과, 호장근과 emodin에 의해 농도-의존적으로 filaggrin mRNA 발현이 증가하였다. 또한, 호장근과 emodin은 히알루론산 합성에 중요한 역할을 하는 HAS-2 mRNA 발현을 유의하게 증가시키는 것으로 나 타났다. 종합적으로, emodin을 유효성분으로 포함하는 호장근은 피부 장벽 강화와 보습능 증강을 위한 기 능성 화장품 소재로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

환경오염에 의한 미세먼지의 증가로 피부는 산화적 손상과 노화가 가속화된다. 본 연구에서는 선발된 한약재 추출물의 항산화, hyaluronic acid, filaggrin, MMP-1, ROS 항목을 평가함으로써 PM10으 로 부터의 각질형성세포 보호 효능을 확인하였다. 그 결과 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), 2,2'-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid(ABTS), FRAP assay에서 농도의존적으로 항산화능 이 증가하는 것을 확인하였다. 각질형성세포에 PM10 300 ㎍/㎖을 단독으로 처리한 군에서는 hyaluronic acid 및 filaggrin이 50% 이상 감소하였으며, 고량강, 유백피, 토복령 추출물을 처리한 군에서는 증가하였 다. MMP-1의 경우 PM10 단독처리군에는 55% 이상 증가하였으나, 추출물을 처리한 경우 감소하여 콜라 겐, 엘라스틴의 분해를 저해하는 것으로 평가된다. 또한 제브라피쉬 배아를 이용한 ROS 측정의 경우 추출 물을 처리하였을 때 감소되는 것을 확인하였다. 특히 토복령 추출물의 25 μg/ml에서 음성대조군과 유사 한 형광의 세기를 나타내어 ROS의 생성이 유의적으로 감소한 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 선별된 한약재 소재인 고량강, 유백피, 토복령은 미세먼지로부터 피부를 보호하거나 개선할 수 있는 소재로서 피 부 개선을 위한 안티에이징 제품으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

산화적 스트레스는 세포 및 조직 손상을 통해 피부의 탄력 및 보습 기능 저하, 피부 노화 촉진 을 비롯한 다양한 피부질환을 일으킨다. 본 연구의 목적은 인간 피부각질세포 (HaCaT keratinocyte)에서 산화적 스트레스에 대한 붉은 토끼풀 추출물의 효능을 검토하여, 피부에 효과적으로 사용할 수 있는 기능 성 소재로서의 활용 여부를 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 붉은 토끼풀 추출물이 인간 피부각질세포에 서 산화적 스트레스에 따른 세포사를 억제시키는 것을 확인하여, 이를 조절하는 보호기전을 규명하였다. 이는 붉은 토끼풀 추출물이 Caspase-3 비활성, 세포사 촉진단백질 Bax 발현 억제, 세포생존 촉진단백질 Bcl-2 발현 증가 및 MAPK 신호전달계 단백질의 인산화 억제를 통해 H2O2에 의해 유도된 산화적 스트레 스를 보호할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 붉은 토끼풀 추출물은 피부의 산화적 손상을 감소시키는 유용한 소재로 평가되며, 이는 피부보호 및 미용을 위한 다양한 제품 및 산업에 활용 가능성이 높은 것으로 판단된다.

Mushroom is known for anti-inflammatory and anti-oxidative potential. This study provides evidence that theinhibitory effect of mushroom on the expression of pro-inflammatory cytokines in human keratinocytes, HaCaT cells. To definethe underlying mechanisms of action, tumor necrosis factorα/IFNγ-activated human keratinocytes model was used. Mushroomsignificantly inhibited the expression of cytokines in HaCaT cells. Taken together, the results demonstrate that mushroom inhibitedinflammtion, suggesting that mushroom (DW extract: Grifola frondosa Cordyceps militaris), (Ethanol extract: Ganoderma lucidum,Lentinus edodes, Cordyceps militaris, Flammulina velutipes) might be a candidate for the treatment of skin inflammation.

Rushton bodies are known to be the aberrant keratinization and calcification in the epithelium of odontogenic cyst, which are similar to the features of calcifying odontogenic cyst and pilomatricoma. However, the pathogenetic mechanism of keratinization and calcification of Rushton bodies has not been clearly elucidated. Here, a case of Rushton bodies found in dentigerous cyst was examined by immunohistochemical method using antisera of PCNA, pAKT, HIF, PIM1, and PARP. The globular keratinization in lamellate fashion showed weak birefringency under polarizing microscope, and the Rushton bodies frequently underwent the dystrophic calcification. The polygonal keratinocytes of Rushton bodies were strongly positive for HIF and PARP, and the cyst epithelium was diffusely positive for pAKT and PIM1. Particularly, the cyst epithelium was hyperplastic and focally invaginated into cyst wall with positive reaction of PCNA. These findings may indicate the active response of odontogenic epithelium against the apoptotic stress of the cyst, producing the globular keratinization and irregular calcification in the polygonal keratinocytes. Therefore, it is presumed that the lamellate keratinization and dystrophic calcification of Rushton bodies are aberrant products of retrograding keratinocytes slowly undergoing apoptotic progresses similar to the phenomena of the ghost cells in calcifying odontogenic cyst and pilomatricoma, and also may have a potential for oncogenic proliferation.

직경 10 μm 미만의 대기 미립자 물질(particulate matter, PM10)은 다양한 신체기관에서 산화 스트레 스와 염증반응을 유발한다. 본 연구의 목적은 인간 표피 각질형성세포(HEK)에서 PM10에 의해 유도되는 반응 성 산소종(ROS) 생성의 메커니즘을 알아보는 것이다. 배양된 HEK를 PM10에 노출시켰을 때 ROS가 증가하였으며, 이는 항산화제 apocynin에 의해 저해되었다. PM10에 의해 유도되는 ROS 생성에서 NADPH oxidase (NOX) family의 역할을 규명하기 위하여 이들의 mRNA 발현을 분석하였다. PM10은 NOX1, NOX2, dual oxidase (DUOX)1 및 DUOX2의 mRNA 발현을 증가시켰다. 다른 NOX들에 비교하여 DUOX1 및 DUOX2의 발현 수준이 높았으며, 이들 효소의 maturation factors, 즉 DUOXA1와 DUOXA2의 mRNA 발현도 PM10에 의하여 증가하였다. 칼슘 의존성 효소인 DUOX1과 DUOX2가 PM10에 의해 유도되는 ROS의 생성을 매개하는 지 조사하였다. 선택적인 세포내 칼슘 킬레이터인 BAPTA-AM은 PM10 및 칼슘 ionophore A23187에 유도된 ROS 생성을 감소시켰다. 작은 간섭 RNA (siRNA)에 의한 DUOX2의 하향 조절은 PM10에 의해 유도된 ROS의 생성을 감소시켰고 DUOX1 siRNA는 영향이 없었다. PM10은 interleukin (IL)-1β, IL-6, IL-8 및 interferon (IFN)-γ 등 사이토카인의 발현을 증가시켰다. siRNA에 의한 DUOX2의 하향 조절은 IFN-γ의 발현을 저해하였지만 다른 사이토카인의 발현은 저해하지 않았다. 본 연구는 PM10에 노출된 HEK의 ROS 생성 및 염증 반응에서 DUOX2가 중요한 역할을 함을 시사한다.

피부의 탄성은 주로 콜라겐, 탄력섬유 등이 풍부한 진피의 영향을 받는다. 하지만, 피부의 가장 바깥층인 각질층의 변화가 피부의 기계적인 특성에 어떠한 영향을 미치는지에 대해선 아직 명확하게 밝혀지지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 새롭게 디자인한 시험방법을 통해 피부 깊이별 탄성 특성과 수화과정을 통한 각질층 변화가 피부 탄성 특성에 어떻게 영향을 주는지를 알아보았다. 또한 이 방법을 이용해 얼굴피부와 하박내측 피부의 특성을 비교 평가하였다. 25-40세 연령의 건강한 성인 10명을 대상으로, 피부 깊이별 탄성 특성을 연구하기 위해 CutometerⓇ의 음압을 다양하게 설정하여 얼굴피부와 하박내측 피부의 탄성 특성을 측정하여 비교 평가하였다. 음압은 100, 200, 300, 450 mbar로 구분하여 측정하였다. 또한 충분한 수화과정을 통해 각질층의 변화를 유도하고, 다양한 음압 조건에서 피부 탄성 특성을 측정하였다. 그 결과, 음압 조건을 달리함에 따라 피부 깊이에 따른 탄성 특성 측정이 가능함을 확인하였다. 그리고 하박내측 피부의 R7 값은 모든 음압조건에서 얼굴피부보다 통계적으로 유의하게 높았다(p < 0.05). 또한 수화과정에 의한 각질층의 변화는 피부탄성 특성에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. 특히 얼굴피부의 R7 값은 300 mbar 음압조건에서 수화전 상태의 피부에 비해 통계적으로 유의하게 변화하였다(p < 0.05). 그리고 전체적으로 얼굴피부가 하박내측 피부보다 수화과정에 더 크게 영향을 받고 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 다양한 음압조건과 피부 수화 과정을 활용한다면, 각질층 및 표피층의 변화를 고려한 피부탄력특성을 평가할 수 있는 유용한 시험법이 될 것으로 사료된다.

아세틸 헥사펩타이드 8 (AH8)은 보톡스 메커니즘을 응용한 주름 개선 펩타이드 소재로, 보톡스의 타겟인 synatosomal-associated protein 25 (SNAP25) N말단 서열을 모방하여 개발되었다. 주름 개선 효과가 보고되고 있지만 큰 분자량과 친수성 성질에 의하여 피부 흡수는 잘 되지 않는다는 문제가 있다. 따라서 피부 보습 성분 중에서 AH8의 피부 흡수를 증가시켜 줄 수 있는 물질을 탐색하였는데, 히알루론산(HA)이 AH8의 피부 흡수를 증가시켰다. 형광물질로 표지한 AH8만 MicropigⓇ skin 에 발라주면 대부분 각질을 투과하지 못하고 각질층에 존재하였다. 반면, HA를 함께 도포한 경우에는 각질층을 투과하여 표피, 진피로 흡수된 AH8가 증가하는 것을 형광 이미지 분석을 통해 확인했다. 특히 5 kDa 저분자량 HA가 500 kDa, 2000 kDa HA보다 피부 흡수를 더 많이 증가시켰다. HA가 피부 각질층에 미치는 영향을 푸리에변환 적외 분광법(Fourier-transform infrared spectroscopy, FTIR)으로 분석해보니, 고분자량 HA는 각질 수분 함량을 증가시키고, 저분자량 HA는 지질층의 유동성을 증가시키는 경향성이 있었다. 따라서 HA는 AH8의 피부 흡수를 증가시켜 주름 개선 효과를 향상시켜 줄 수 있을 것으로 기대된다.

대기 오염은 피부의 산화적 손상, 염증 및 노화를 일으킬 수 있다. 레스베라트롤은 폴리페놀 화합물의 일종으로 항산화, 항염증, 멜라닌 생성 억제 작용 등 다양한 생물학적 활성이 있는 한편 열과 빛에 약한 단점이 있다. 레스베라트릴 트라이아세테이트(RTA)는 레스베라트롤에 비해 안정하고, 피부 안전성과 미백 효능이 보고된 화장품 신소재이다. 본 연구의 목적은 직경 10 μ m 미만 대기 미립자 물질(PM10)에 노출된 인간 표피 각질형성세포(HEK)의 염증 반응에 대한 레스베라트롤과 RTA의 영향을 조사하기 위한 것이다. 배양된 HEK세 포를 레스베라트롤과 RTA의 유무 조건에서 PM10에 노출시키고, 세포 생존율, 반응성 산소종(ROS)의 생성 및 염증성 사이토카인의 발현을 분석하였다. PM10을 처리하였을 때 세포 생존율이 감소하였고 종양괴사인자- α(TNF-α), 인터루킨-1β(IL-1β), 인터루킨-6(IL-6) 및 인터루킨-8(IL-8)의 발현이 증가하였다. 레 스베라트롤과 RTA는 PM10으로 유도된 세포의 사멸과 ROS 생성을 경감시켰다. PM10에 의해 증가되는 여러 염증성 사이토카인의 발현은 레스베라트롤과 RTA에 의해 경감되거나(IL-6), 증진되거나(IL-1β), 변화하지 않았다(TNF-α 및 IL-8). PM10에 의해 유도된 IL-6단백질의 발현이 레스베라트롤과 RTA에 의해 감소되 었다. 본 연구의 결과는 레스베라트롤과 RTA가 대기 미립자 물질에 노출된 피부의 세포 손상과 염증 반응을 조절하는 작용이 있음을 시사한다.

본 연구에서는 각질층의 산란에 대한 새로운 분석 방법을 제공하고 광학에 사용되는 광산란 감소 물질들 의 피부 각질층에서의 영향을 확인하였다. 각질층과 피부 구성 성분에 의해 산란되어지는 빛의 변화를 측정하기 위해 각질 테이프로 분리한 각질세포의 다크 필드 이미지 분석을 통해 다양한 광산란 감소 물질들의 각질층에서의 광산란 효과를 측정하고 분석하였다. 광산란 감소 물질의 처리 후 각질층의 물리적 특성(수분 함량, 케라틴 구조 및 두께) 변화는 FT-IR, 3D 레이저 현미경으로 관찰하였는데 화장품에서 보습제로 사용되는 단당류, 당 알코올, 환원당, 히알루론산 등은 광산란을 감소시킬 수 있었다. 그러나 광학에서의 탈수 현상과 달리 낮은 농도 조건의 광산란 감소 물질은 각질층 케라틴 구조의 내부로 물의 침투를 향상시켜 각질층의 부피를 증가시키고 강성을 감소시키는 효과를 나타내었다. 이러한 광산란 감소 물질에 의한 각질층 각질세포의 수화 현상은 각질층의 광산란을 감소시켜 피부를 보다 투명하게 보이게 해 줄뿐만 아니라 지속적인 보습효과를 제공할 수 있는 각질층 타겟의 새로운 피부 개선 연구의 가능성을 확인할 수 있었다.

오일/정제수(O/W) 나노에멀젼은 피부의 투과성을 변화시키는 효과적인 매개체이다. 본 연구에서 우리는 콜레스테롤, 팔미틴산과 같은 피부 각질층 지질과 세라마이드 IIIB (CIIIB)의 피부 적용을 위한 콜로이드성 운반체 역할을 하는 나노에멀젼의 제조와 특성화에 초점을 두었다. 나노에멀젼을 최적화하기 위해, 입자 크기, 나노에멀젼 안정성 및 CIIIB의 용해도와 관련하여 유화 공정 조건을 검토하였다. 80 ℃의 유화 온도 및 PIC (phase inversion composition) 유화법을 통해 입자 크기의 감소가 관찰되었다. CIIIB는 오일 및 물에 대한 용해도가 낮다. CIIIB의 농도가 증가하면 나노 에멀젼의 입자 크기가 증가하였다. Lipoid S75-3을 오일상에 첨가하면 CIIIB의 용해도가 증가하여 DSC 측정에서 보여지는 일부 상호 작용을 나타냈다. CIIIB와 피부 각질층 지질은 결정화 또는 물리적 불안정성 없이 성공적으로 나노 에멀젼에 혼입될 수 있었다. 결론적으로, 피부 각질층 지질을 함유하는 안정한 나노 에멀젼은 피부를 위한 효과적인 보습 시스템으로서 효과적일 수 있다.

하이드록시 산(hydroxy acid, HA)은 피부 각질층에 대한 박리효과로 노화방지와 피부 보습을 높이는데 효과를 보여, 피부 외용제와 화장품으로서 많은 활용을 하고 있다. 그 중에서 가장 효과적으로 빠른 시간 내에 나타나는 각질 박리는 화장품 제형 pH에 의해 효과를 보이는 것으로 많은 보고가 있다. 그러나 pH에 의한 자극, 부작용에 의한 염려로 인해 사용에 많은 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 피부 각질층에 (1) 하이드록시 산의 농도와 (2) 종류, (3) pH를 변화시킨 화장품을 인체 피부 에 도포하여 각질 박리 효과에 대한 영향을 측정하는 데에 있다. 건강한 성인 22명을 대상으로 하박 내측에 DHA (dihydroxyacetone), DC (dansyl chloride)로 피부 표면 각질을 염색하여, 시험제품을 도포한 뒤 각질 박리 효과를 측정하였다. (1) GA (glycolic acid)의 농도에 따라 각질 박리 효과는 농도 의존적으로 증가하는 것으로 나타났다. (2 )하이드록시 산의 종류에 따라 pH를 산성과 중성으로 제조한 제품을 대상으로 각질 박리 효과를 측정한 결과, 중성 pH의 GA는 각질 박리 효과가 나타나지 않았다. 이에 반해 SA (salicylic acid)는 산성 pH와 중성 pH에서 모두 통계적으로 유의한 각질 박리 효과가 나타났다. (3) 중성 pH의 SA는 DHA와 DC로 염색한 피부 표면에서 모두 우수한 각질 박리 효과를 나타내었다. 이러한 결과는 pH에 민감한 사람들에게 각질 박리 효과를 기대하는 화장품을 사용할 수 있는 기회를 제공하며, 피부 장벽의 손상 없이 안전한 화장품을 제조할 수 있을 것이라 사료된다.

엑소좀은 세포에서 분비되는 작은 소낭체로서, 기원세포와 조직에 따라 다양한 기능을 수행하며, 세포생 존 및 세포 간 커뮤니케이션에 중요한 역할을 한다. 최근 엑소좀을 활용하여 종양연구, 면역질환 개선, 질병진단 bio-marker 개발 등 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있으나, 피부세포에서 분비기전 및 피부 생리적 기능에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서 인체피부 유래 각질형성세포(HaCaT)로부터 분리된 엑소좀 이 피부각질형성세포의 증식과 이주에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. HaCaT으로부터 ExoQuick-TC를 활 용하여 엑소좀을 분리하고, 열처리 엑소좀(boiled exosome)과 무처리 엑소좀(unboiled exosome)으로 구분하 였다. HaCaT 유래 엑소좀은 농도 의존적으로(0.1 ∼ 20 μ g/mL) HaCaT의 증식을 유도하였으며, 20 μ g/mL에 서 대조군(control)에 비해 각각 186.96 ± 3.87%(열처리) 또는 193.48 ± 10.48%(무처리)의 증식 유도활성 을 나타내었다. 또한 HaCaT 유래 무처리 엑소좀은 농도 의존적인(0.1 ∼ 20 μ g/mL) HaCaT의 이주활성을 나타내었고, 20 μ g/mL에서 대조군에 비해 179.39 ± 4.89%의 이주를 유도하였다. 그러나 열처리 엑소좀은 이주 유도활성을 나타내지 않았다. 뿐만 아니라 무처리 HaCaT 유래 엑소좀은 collagen sprout outgrowth를 농도 의존적으로 유도함을 확인하였다. 이러한 결과를 통해서 HaCaT 유래 엑소좀은 지질 및 열에 안정한 물질 이 세포의 증식을 유도하고, 단백질 또는 열에 불안정한 물질이 세포의 이동 및 sprout out growth 활성에 관여 하는 것으로 확인되었다. 따라서 피부각질형성세포 유래 엑소좀은 피부의 재상피화 및 상처치유 등의 활성을 나타낼 수 있으며, 향후 화장품소재로서 응용 가능성이 확인되었다.

진피 상층부 모세혈관은 젊은 사람에 비해 노인에서 그 수와 크기가 감소되어 있어 피부에서 모세혈관이 차지하는 비율이 나이에 따라 급격히 낮아진다. 연교는 물푸레나무과에 속하는 개나리 열매를 건조한 것으로 주로 염증성 또는 항균성 질환에 오랫동안 사용되어져온 약재로서 지금까지 피부 혈관신생과 관련된 효능은 보 고되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 연교 추출물이 혈관신생과 관련된 인자들에 미치는 영향을 피부 각질형성 세포주를 이용하여 조사하고자 하였다. 우리는 먼저 연교 추출물이 혈관신생과 관련된 인자들의 발현에 어떤 영향을 주는지 알아보고자 각질형성세포에 연교 추출물을 처리하고 혈관신생과 관련된 55개 단백질의 발현을 분석하였다. 발현 변화를 보인 인자들 중 혈관내피세포 성장인자(VEGF, vascular endothelial growth factor) 는 강력한 혈관신생 촉진인자로서 연교 추출물에 의해 유의하게 발현이 증가되었다. 따라서 연교 추출물이 VEGF 생성에 미치는 영향에 대해 자세히 알아보고자 연교 추출물을 농도별로 세포에 처리하고 단백질 발현과 mRNA 발현 변화를 조사한 결과, 연교 추출물은 VEGF의 유전자 수준뿐만 아니라 단백질 수준의 발현을 2배 이상 농도 의존적으로 증가시켰다. 다음으로 연교 추출물에 의한 VEGF 발현 증가에 관여하는 신호전달 기전을 밝히고자 MAPK 활성을 살펴본 결과, 연교 추출물을 세포에 처리하면 5 min 내 p38 MAPK의 활성이 관찰되었 으며, 특이적 억제제 전처리를 통해 p38 MAPK 활성을 억제하면 연교 추출물을 처리하더라도 VEGF의 유전자 및 단백질 발현이 완전히 억제됨을 확인하였다. 이러한 결과로부터 연교는 피부 각질형성세포에 작용하여 p38 MAPK 활성을 통해 VEGF 생성을 유도함을 알 수 있었고, 피부에서 노화에 따른 표피아래 모세혈관 손상을 개선하는데 도움을 줄 수 있는 후보 물질로서 연교의 새로운 효능을 제안한다.

We investigated the antioxidative and protective effects of corn silk (Zea mays L.) ethanol extracts on human HaCaT cells and erythrocytes. The NICS-2 fraction, extracted from corn silk, exhibited favorable 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and 2-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid (ABTS) radical scavenging activities with IC50valuesof13.3± 0.3 μg/mL and 14.2 ± 0.1 μg/mL when compared with those of α-tocopherol, a positive control, with IC50=10.4± 02.2 and 22.2 ± 3.6 μg/mL, respectively. In addition, we investigated skin protection effects of NICS extracts of corn silk in HaCaT keratinocytes. To investigate the pharmacological potential of NICS-1 and NICS-2 extracts of corn silk on UV-B-induced damage in HaCaT cells, we measured the activity of interleukin (IL) 1a. Our results showed that all the corn silk extracts inhibited the UV-B-induced activity of IL-1a. In particular, NICS-1 extracts of corn silk significantly suppressed IL-1a activity in a dose-dependent manner without inducing cytotoxicity. These results indicate that the ethanol extracts of corn silk (Zea mays L.) could function as natural cytoprotective agents and antioxidants in biological systems, particularly the skin exposed to UV radiation, by protecting cellular membrane against reactive oxygen species (ROS).