The Effect of Hydroxyproline and Pro-Hyp Dipeptide on UV-damaged Skin of Hairless Mice

Hydroxyproline and Pro-Hyp dipeptide are the digestive products of collagen hydrolysate called collagen peptide. Some suggested that collagen peptides could improve aged or damaged skins, however, the effects of collagen peptides on the skin have not been known. In this study, we investigated the effects of digestive products of collagen peptides, hydroxyproline and Pro-Hyp dipeptide on skin quality using the UV-damaged dorsal skin of hairless mouse as a model system. Female SKH hairless mice were pre-irradiated with UV for 7 weeks, and then hydroxyproline, Pro-Hyp dipeptide were orally administered for 7 weeks with UV irradiation. Wrinkle formation (by replica image), skin elasticity, barrier status (by TEWL, transepidermal water loss), epidermis thickness, and biophysical changes in the stratum comeum (by hematoxylin & eosin staining) were examined. With the oral peptide treatment, effects such as skin barrier maintenance, anti-skin thickening, and recovery of the stratum corneum were observed. These results indicate that oral intake of collagen peptides may have beneficial effects on damaged skin cells.

자외선에 의해 피부가 손상된 hairless mouse에서의 hydroxyproline, Pro-Hyp 경구반복투여시 피부 상태 개선 효과

본 연구를 통하여 피부 미용 소재로 알려져 있는 콜라겐 펩타이드를 섭취한 후 혈중에 나타나는 소화분해산물 중 콜라겐 특유의 아미노산인 hydroxyproline과 이것의 dipeptide 형태인 Pro-Hyp이 피부에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 피부 미용 소재를 경구 섭취하는 사람의 피부는 광노화 및 자연노화가 어느 정도 진행된 상태이므로, 이와 유사한 조건을 조성하기 위해 경구 투여를 시작하기 전에 hairless mouse에 7주간 주 3회 UV를 조사하여 주름을 선유발시켰다. 군 분리를 시킨 후 7주간 경구로 실험물질을 주 5회 반복 투여하면서, 주 3회 UV 조사를 병행하였으며, 시험 기간 중 임상증상, 체중변화를 관찰하였고, 3회 (0,4. 7주차) 피부주형을 채취하여 영상 분석을 실시하였으며, 2회 (0,7 주차)의 피부탄력측정 및 1회(7주차)의 TEWL측정을 병행하였다. 실험종료 후 피부조직의 병리조직학적 검사(H&E, Masson-Trichrome stain) 및 피부두께 측정을 실시하였다. 실험기간 중 이상 임상증상을 보이거나 사망한 개체는 없었으며, 체중에 대한 통계적으로 유의한 변화는 관찰할 수 없었다. 피부 육안관찰 시 NC군에 비해 UC군의 피부 주름 증가가 뚜렷하였으며, 시험군들은 UC군에 비해 주름 증가가 적었다. 경구 투여 0, 4, 7주차에 제작된 replica의 주름 지표를 통계 처리한 결과, UV/H군과 UV/P군은 DC군에 비해 감소경향은 보였으나 유의적인 차이는 없었다. 탄력측정검사 결과 UV를 쬐지 않은 NC군은 UC군에 비해 UA/UF, Ur/Ue, Ur/Uf 지표에서 유의적인 증가를 보였다. UV/H군과 UV/P군은 모두 0, 7주차 모두 유의적인 차이를 보이지 않았다. 피부 보습력 측정 결과 NC군 및 모든 실험군에서 UC군에 비해 유의적인 TEWL 감소를 관찰할 수 있었다. 피부 두께의 경우 NC군, UV/H군, UV/P군은 UC군에 비해 피부 두께가 유의적으로 감소하였다. 진피층에서의 교원질 확인을 위해 실시한 Masson-Trichrome stain의 경우 UC군에서는 상부 진피층에서의 염색상 소실이 관찰되었으나, 모든 실험군에서 진피층 손상이 거의 관찰되지 않아 실험물질에 의한 회복을 확인 할 수 있었다. 이상의 실험 결과 hydroxyproline, Pro-Hyp의 경구반복투여시 자외선에 의해 광노화가 유발된 피부에 보습 효과, 피부 두께 감소 효과, 진피층 손상 회복 효과를 유의적으로 확인할 수 있었으며, 단, 피부 주름 개선 정도는 통계적 유의성은 없이 경향성만을 확인할 수 있었다. Hydroxyproline과 이를 함유하는 dipeptide 형태의 Pro-Hyp를 경구 투여한 시험으로부터 확인한 피부 보습 및 진피층 회복 효과는 이 물질들이 유래된 콜라겐을 도포 또는 섭취했을 때 피부에 나타날 수 있는 작용들과 상통하며, 단독 미용 소재로도 활용될 수 있는 가능성을 보여주었다. 본 연구에서는 콜라겐 펩타이드를 섭취 시 체내에 흡수되어 혈액을 통해 각 조직에 운반되는 분해 산물이 피부에 미치는 영향을 동물 시험을 통해 살펴보았는데, 향후 연구에서는 관절, 혈관과 같은 다른 생체 조직들에 미치는 영향에 대해서도 검증해 볼 필요가 있다.