Cytotoxic Effects of 1, 2-Hexanediol and 1, 2-Hexanediol Galactoside on HaCaT Cell

We synthesized 1, 2-hexanediol galactoside (HD-Gal) from HD using Escherichia coli (E. coli) ${\beta}-galactosidase$ (${\beta}-gal$), in which the reaction is generally called as transgalactosylation (reverse hydrolysis). In this study, we investigated how much HD-Gal and HD had a cytotoxic effect on HaCaT cell, in order to compare HD-Gal with HD in terms of the cytotoxicity of human skin cell. Cell proliferation assay and phase-contrast microscope observation were used for investigating the cytotoxicity. As a result, HD-Gal had not cytotoxic effect on HaCaT cell in the concentration range from 42.2 to 211 mM. In addition, when we observed the cells using microscopy, there was no change in the cell morphology. Meanwhile, when 42.2 mM and 84.4 mM HD were treated on HaCaT cell, we did not observe the cytotoxicity; however, when 168.8 mM and 211 mM HD were on HaCaT cell, HD had a higher cytotoxic effect on HaCaT cell. In addition, when HD was treated on the cells regardless of the concentration of HD, there were obvious changes in cell morphology and cell number. It was expected hopefully that HD-Gal would be applicable as a substitute for HD as a less toxic preservative in views of safety, health, and well-being.

1, 2-Hexanediol과 1, 2-Hexanediol Galactoside의 HaCaT Cell에 대한 세포독성

화장품에 방부제(살균/보존제)로 사용되는 1, 2-hexanediol (HD)로 인한 부작용을 극복하기 위하여, Escherichia coli (E. coli)의 ${\beta}-galactosidase$ (${\beta}-gal$)를 이용하여 transgalactosylation 반응으로 1, 2-hexanediol galactoside (HD-Gal)를 합성하였다. 본 연구에서는 합성된 HD-Gal의 인간 피부세포에 대한 독성이 어느 정도인지를 HD와 비교하여 관찰하였다. HD-Gal과 HD의 세포독성은 인간 피부각질형성세포(HaCaT cell line)에 HD와 HD-Gal을 처리한 후, cell proliferation assay를 이용하여 비교 분석하였다. 또한 이때, 위상차 현미경으로 HD-Gal과 HD로 처리한 세포의 상태를 비교 관찰하였다. 그 결과, HD-Gal은 42.2 mM에서 211 mM의 농도 범위에서 세포독성이 관찰되지 않았으며, 현미경 관찰에서도 큰 변화를 관찰할 수 없었다. 그러나, HD의 경우에는 저농도에서(42.2 mM and 84.4 mM)는 세포독성이 관찰되지 않았으나, 고농도(168.8 and 211 mM)에서 매우 높은 세포독성을 나타내었고, 현미경 관찰에서는 고농도에서는 물론이고, 세포독성이 관찰되지 않은 HD의 저농도에서도 세포모양과 세포 수에서의 변화가 관찰되었다. 앞으로 세포독성이 감소된 HD-Gal이 HD의 대체제로서 안전, 건강 및 웰빙 개념의 새로운 용도로 개발될 수 있을 것으로 생각된다.