• 한국응용과학기술학회지
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• 제40권2호
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• pp.258-267
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• 2023

본 연구에서는 머위에탄올추출물 (PJE)의 기능성 소재로서의 활용 가능성을 알아보기 위해 UVB로 유도된 Human keratinocyte (HaCaT cell)를 통해 피부장벽과 염증 개선에 대한 활성을 알아보고자 하였다. DPPH 라디칼 소거능 측정, ABTS⁺ 라디칼 소거능 측정, Hydrogen peroxide 소거능 측정을 통해 항산화 효과를 확인한 결과, 1 mg/ml 농도에서 대조군인 ascorbic acid과 비슷한 항산화 효과를 가지고 있음을 확인하였다. UVB로 유도된 HaCaT 세포의 filaggrin과 aquaporin-3의 생성능의 mRNA의 발현을 확인해본 결과, UVB 자극에 의해 줄어든 발현량이 머위 추출물 처리 시, 농도 의존적으로 증가하고 있음을 확인하였다. TNF-𝛼와 IL-1𝛽의 mRNA 발현은 UVB 자극에 의해 증가되었으며 머위 추출물을 처리하였을 때 감소되는 것을 확인할 수 있었다. Migration assay 결과 농도 의존적으로 피부 각질세포의 증식과 상처의 회복율을 증가시켰음을 확인하였다. 실험결과를 바탕으로 머위가 피부 보습 및 피부장벽 기능을 개선할 수 있는 기능성 소재의 화장품으로 사용될 수 있음을 시사한다.

• 대한화장품학회지
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• 제33권2호
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• pp.99-104
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• 2007

피부장벽 기능은 중요한 피부 기능 중 하나로 각질층과 표피층은 다른 피부층 보다 이러한 기능에 있어 큰 역할을 담당하고 있는 것으로 여겨지고 있다. 각질층은 표피 기저층에서부터 표피세포가 위층으로 올라오면서 분화의 과정을 거쳐 형성되게 된다. 이러한 분화 과정은 피부 표면에서 완성되게 되며 지속적으로 올라오는 새로운 각질로 대체되게 되어 건강한 방어막을 형성하게 된다. 본 연구는 tape stripping에 따른 깊이별 여러 인자들의 변화를 살펴봄으로써 각질층의 각 부분의 역할에 대해 살펴보고자 하였다. 피부 표면 수분량에 있어서는 각질층 중 위쪽에 위치하고 있는 uppermost stratum corneum (SC)가 중요한 역할을 하고 있는 것으로 나타났으며 수분증발을 막는 장벽으로써의 역할은 lower SC가 주로 역할을 하는 것으로 나타났다. 그리고 일반적으로 pH는 각질의 산성 pH에서 표피 쪽으로 진행하면서 중성의 pH가 보여지는 것으로 보고되고 있는데 각질층만을 살펴봤을 경우, 아래층으로 내려가면서 오히려 다소 산도가 높아짐을 관찰할 수 있었다. 또한 tape stripping을 통한 각질량 분석에서는 stripping을 거듭할수록 채취되는 각질량도 감소되는 양상을 보여주었다. 본 연구를 통해 수 ${\sim}$ 수십 층으로 구성되는 각질층 중 윗부분은 수분량에, 아래 부분은 장벽으로서의 기능에 있어 역할을 하고 있음을 알 수 있었고 각질층의 깊이가 증가할수록 pH와 각질량은 감소함을 알 수 있었다. 이러한 각질층 내의 위치 차이에 따른 역할에 대한 결과를 통해 화장품 개발에 있어서 다양한 접근이 가능할 것으로 기대되어진다. 또한 본 연구를 통해 각질층도 그 위치에 따라 다른 역할을 담당하고 있음을 간접적으로 알 수 있었고 향후 이러한 점에 초점을 맞춘 특화된 각질 연구도 필요할 것으로 생각되어진다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제49권4호
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• pp.395-400
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• 2017

아토피 피부염은 만성염증 피부질환으로서 유전적 요소, 환경적 요소, 면역반응의이상, 피부장벽단백질의 기능 이상에 의하여 발생한다. 본 연구의 목적은 피부장벽단백질의 발현을 측정할 수 있는 ELISA 키트 개발에 있다. AriNo와 D-Squame 패치를 이용하여 비침습적으로 피부에서 단백질을 얻을 수 가 있었고, AriNO가 좀 더 많은 단백질을 획득하였다. 0.1% Triton X-100용액이 다른 용해용액인 0.1 M Tris-HCL, 5 mM KOH, 0.1% Tween-20보다 높은 단백질 수율을 나타냈다. 피부장벽 단백질 측정을 위한 ELISA 키트 개발을 위하여 분자생물학적인 방법을 이용하여 필라그린과 인보루크린의 재조합단백질을 생산하였고, 이에 대한 단일클론항체를 면역학적인 방법을 이용하여 만들었다. 아토피 피부염 환자의 피부에서는 필리그린의 발현이 유의하게 줄어들었고, 인보루크린은 정상인과 아토피 피부염 환자에서 차이를 나타내지 않았다. 본 연구의 결과를 통하여 아토피 피부염에서 피부장벽단백질의 중요성을 규명하였고, 향후 아토피 피부염의 진단키트를 개발하는데, 유용할 것이다.

• 대한화장품학회지
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• 제30권2호
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• pp.263-278
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• 2004

Ursolic acid (UA)와 oleanolic acid (ONA)는 pentacyclic triterpenoid 성분으로 많은 식물들과 의학, 임상용 허브 등에 존재한다. 이런 UA나 ONA는 free acid 형태로 나타나거나, 1개 이상의 당이 연결된 aglycone으로 triterpenoid 배당체를 구성한다. UA와 ONA는 유사한 구조를 가지며 비슷한 약리효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 최근 연구에 의하면, 항종양, 간보호, 항염증, 함암 및 항균역할을 하는 것으로 보고되고 있다. 우리는 급성 장벽손상 및 정상 무모쥐 피부에 미치는 영항에 대한 연구를 했다. UA와 ONA의 피부장벽 회복에 대한 효과를 평가하기 위해서, 8-12주 된 무모쥐를 테이프 스트리핑 한 후, 한쪽 옆구리에 0.01 -0.1mg/mL 농도로 UA 또는 ONA를 국소도포하고 한쪽에는 vehicle만 처치하여 경표피 수분손실(TEWL)량을 측정하였다. UA (0.1mg/mL)와 ONA (0.5mg/mL)를 처리한 그룹의 회복률이 vehicle 처리군에 비해 테이프 스트리핑 후 6 h에서 20% 이상 증가했다.(p < 0.01). 또한 UA와 ONA의 급성장벽손상 회복과 함께 정상 피부장벽 기능에 미치는 영향을 확인하였다. 정상 피부장벽 기능에 대한 효과를 알아보기 위해, 보습력과 경표피 수분손실량을 UA와 ONA (각 2 mg/mL)를 처리한 1주째와 3주째에 측정하였고, 또한 표피와 진피의 상태를 확인하기 위해서 현미경 관찰을 실시하였다. 두 시료를 1주째부터 vehicle 도포군과 비교, 경표피 수분손실 없이 보습력을 증가시켰다(p < 0.005). 전자현미경 사진을 통해 UA와 ONA 도포에 따라 분비되는 층판소체의 증감(ONA$\geq$UA$\geq$vehicle)과 지질이중막 구조 이상 여부를 확인하였다 Light microscopy를 통해 각질층의 두께가 약간 증가함을 보였으며, 특히 표피두께 강화와 편평 현상이 나타났다(UA < ONA < Vehicle). 우리는 또한 UA와 ONA가 PPAR $\alpha$를 통해 표피 각질세포의 분화를 촉진함을 관찰하였다. Western blotting 실험을 통해, 표피 각질세포 분화와 관련된 involucrin, loricrin, filaggrin의 단백질 발현이 최소한 2-3배 이상 증가함을 HaCaT 세포에 UA와 ONA(각 10$\mu$M)를 24 h 처리 후 실험 결과로 확인할 수 있었다. 이런 결과를 토대로 UA와 ONA가 장벽기능 향상뿐 아니라 PPAR $\alpha$를 통한 표피 각질세포 분화를 유도함을 제시할 수 있었다. Masson-trichrome과 elastic fiber 염색법을 통해서, UA와 ONA 도포에 따른 콜라겐섬유의 비후(thickening)와 엘라스틴섬유의 신장(elongation)을 조직 사진으로 확인하였다. 시험관 시험을 통한 콜라겐 및 엘라스틴 합성실험과 엘라스틴 분해효소에 대한 저해능 평가를 통해 진피에 대한 UA와 ONA의 효과를 확인할 수 있었다. 이런 결과들을 토대로 UA와 ONA는 피부장벽기능 유지뿐 아니라, 진피 내 콜라겐섬유와 엘라스틴섬유 합성을 촉진하는 것을 관찰할 수 있었다. 이 결과로부터, UA와 ONA는 장벽기능 및 진피강화에 관여할 수 있는 기능성 화장품으로의 응용에 적절한 후보 물질로 제안할 수 있겠다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권4호
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• pp.399-407
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• 2021

자외선은 외인성노화의 주요 원인으로 알려져 있는데 지속적이고 반복적으로 노출될 경우 세포외기질이 파괴되고 피부 장벽 기능이 손상되어 주름 형성과 탄력 손실이 야기된다(Wu 등, 2017). 이는 결국 피부 노화를 가속화시키는데 이를 예방 및 억제하기 위하여 안전성이 확보된 천연물 유래의 기능성 소재에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 무궁화꽃의 생리활성에 대한 연구는 주로 뿌리껍질(목근피)에 대한 연구가 대부분을 차지하고 있다. 즉, 무궁화나무의 뿌리 및 목근피 추출물의 피부 광노화로 유도된 보습저하 효능에 대한 보호 효능과 콜라겐 합성저하에 대한 증진 효과가 보고된 바 있다(Yang 등, 2019). 무궁화 꽃 추출물에 대한 생리적 기능연구로는 항미생물 및 항산화 효능, 탈모 개선이 보고되었다. 또한, 로젤(H. sabdariffa calyx)의 물추출물이 UVB 조사로 인하여 유도된 피부 광노화모델에서 활성산소 및 MMP효소 조절을 통한 피부주름 개선을 통한 피부광노화 개선효능이 있다고 알려지고 있다(Li 등, 2020). 그러나 본 연구의 대상소재인 무궁화꽃 추출물(Hibiscus syriacus L.)의 식이섭취는 피부보습 기능 및 피부장벽개선 효능에 대한 생리적 연구는 아직까지 보고된 바가 없다. 또한, 현재까지 보고된 무궁화 꽃의 주요성분으로는 chlorogenic, p-coumaric, trans-ferulic acids 및 flavonoid 유도체 등이 있다. 무궁화꽃에 다수 존재한다고 알려진 페놀릭화합물 유도체들이 무궁화꽃의 히알루론산 분해효소의 작용을 억제작용을 나타냄으로써 피부보습효능을 나타내는 것으로 판단된다(Kim 등, 2018). 따라서, 현재까지 무궁화 꽃 추출물을 경구투여 했을 시 나타나는 피부 광노화 억제 효과에 대해서는 보고된 바 없어 본 연구는 광노화가 유발된 in vitro 및 in vivo 모델에서 그 효능을 검증하고자 수행되었다. 무궁화 꽃 추출물을 피부 세포에서 처리 시 각질세포막 형성에 관여하는 involucrin 및 filaggrin의 발현이 증가되었고 히알루론산 합성 효소인 HAS1의 발현 또한 증가됨을 확인하였다. 반면, 콜라겐 분해효소인 MMP-1 및 히알루론산 분해효소인 HYAL1의 발현은 감소시켜 무궁화 꽃 추출물이 세포 수준에서 광노화 억제 효능이 있는 것을 확인하였다. 광노화가 유발된 in vivo model에서 무궁화 꽃 추출물을 경구투여한 군에서는 UVB에 의해 형성된 굵은 주름이 개선되었고, TEWL 감소와 hydration 증가를 통해 손상된 피부 장벽기능 회복 및 수분 함량을 개선시키는 효과가 있음을 확인하였다. 또한 피부 보습 및 주름과 관련된 인자들의 단백질 발현을 조절함을 확인하였다. 조직병리학적 분석을 통해서는 무궁화 꽃 추출물이 피부 두께를 감소시키고 콜라겐 합성을 촉진시킴으로써 피부 주름 및 보습 개선 효과가 있음을 입증하였다. 본 연구결과는 무궁화 꽃 추출물이 안전하면서 효능이 우수한 기능성 식품의 유용한 천연물 소재로써 활용될 수 있음을 시사한다.

• 대한화장품학회지
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• 제45권4호
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• pp.389-397
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• 2019

리소좀(lysosome)은 진핵세포에서 에너지 대사 및 세포 내 소화 작용에 관여하는 세포 소기관으로 protease, nuclease, glycosidase, lipase, phosphatase 들이 다수 존재한다. 우리는 선행 연구결과들을 통해 난백 리소좀의 멜라닌 색소 탈색능을 보고하였다[8]. 그러나 B16F10 melanocyte 세포주에서 난백 리소좀에 의한 멜라닌 함량 변화 및 피부장벽 조절 연구는 거의 보고되지 않았다. 따라서 우리는 계란 난백(egg white)으로부터 추출한 lysosome-related organelle extract (LOE)에 의한 세포 내 멜라닌 함량 변화 및 피부장벽 강화 효과를 규명하고자 하였다. 먼저 LOE의 미백 효능을 확인하기 위해 B16F10 세포주를 이용하여 세포독성 평가를 진행하였다. B16F10 세포주에서 LOE에 의한 세포독성은 0에서 20 mg/mL 농도에서 관찰되지 않았으나, 40 mg/mL 부터 세포독성이 관찰되어 이후 모든 실험에서 최대 농도값을 20 mg/mL로 설정하였다. 먼저 LOE를 이용한 melanin contents assay 결과, 음성 대조군인 α-MSH 처리군 대비 LOE 처리군 5, 10, 20 mg/mL 농도에서 61.5 ± 4.0%, 61.4 ± 7.3%, 58.3 ± 8.3%로 세포 내 멜라닌 함량이 감소되는 것을 확인하였고, 20 mg/mL 농도 조건에서 MITF 발현 억제도 관찰하였다. LOE의 피부 장벽에 미치는 영향을 관찰하기 위해 각질형성세포주(HaCaT)를 이용하여 TEER (trans-epithelial electrical resistance) assay를 수행한 결과, LOE에 의해 농도 의존적으로 TEER 저항값이 증가하여 LOE가 피부장벽 강화에도 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 피부 염증 유발을 위한 TNF-α 처리조건에서도 LOE는 TEER 저항값을 증가시켜 염증 유발 조건에서도 LOE에 의해 피부장벽이 정상적으로 회복되었음을 알 수 있었다. 마지막으로 cell migration assay를 통해 LOE에 의한 세포이동 촉진 효과를 관찰한 결과, LOE는 세포분열 및 세포이동을 촉진시켰다. 위 결과들을 통해 LOE는 미백 기능 뿐 아니라 피부재생 및 피부장벽 강화에도 효과를 나타내는 소재이며, 효소안정화 및 제형화 기술이 접목된다면 향후 새로운 미백 기능성 화장품 소재로도 개발될 수 있을 것이다.

• 대한화장품학회지
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• 제30권4호
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• pp.533-541
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• 2004

아토피 피부염은 다른 말로 태열이라고도 하며, 유아 시기에서부터 성인까지 광범위한 연령층에 병변의 특징적인 분포 그리고 개인적 혹은 가족적인 병력을 가진 특히 유전적 소인을 보이는 질환으로 심한 가려움증과 건조증 등을 동반하는 일종의 재발성, 만성의 알레르기성 습진을 말한다. 그 유병율은 매우 흔하여 어린이의 약 $9~12\%$ 에서발생한다. 그러나 최근에는 사회 자연환경의 변화와 음식문화의 변화, 삶의 방식의 변화에 의해서 계속 증가하는 추세를 보이고 있다. 인간의 피부는 외부 환경으로부터의 물리적, 화학적 자극에 대한 장벽기능의 역할을 하는데 아토피 피부염 환자의 피부는 각질층에서의 피부 장벽기능 및 수분유지 기능이 감소되어 있고 이러한 기능 장애의 원인으로 최근 연구에 의하면 세라마이드의 감소에 따른 것으로 밝혀지고 있다. 세라마이드는 스핑고신에 지방산이 연결되어 있는 구조를 가지고 있는 스핑고 지질의 일종이다. 세라마이드는 피부 각질층을 구성하는 각질세포간 지질 중 약 $40\%$를 차지하며, 수분 증발을 억제하는 지질 방어벽 역할과 각질층의 정연한 구조를 유지하게 하는 기능을 가지고 있다. 피부 각질층은 각화된 세포가 벽돌모양의 다층 구조로 구성되어 있으며 이러한 각화세포는 세라마이드, 콜레스테롤, 유리 지방산에 의해 견고히 결합되어 있다 따라서 이 세라마이드가 함유된 크림이나 연고를 아토피 피부염 환자에 도포함으로써 환자의 피부 장벽기능의 복구에 도움을 주어 아토피 피부염을 치료할 수 있다는 보고가 있다. 본 연구는 아토피 피부염 전용화장품으로서 아토피 피부에서 피부장벽을 복구하는데 기여한다고 증명된 각질 세포간 지질 성분들(세라마이드, 콜레스테롤, 유리지방산)을 포함하는 유액제품과 피부 면역조절과 항 염증 효과가 있다고 보고된 베타글루칸, 신이화 추출물 감초 추출물 등을 포함하는 세럼형태의 액상제품으로 구성된 두 가지 제품을 아토피 피부염 환자에게 도포하게 하여 그 제품의 안전성과 유효성을 확인하여 보았다. 그리고 그 제품이 새로운 시장인 아토피 피부염 전용 보습화장품으로서의 시장진입 가능성을 확인하여 보았다.

• 대한화장품학회지
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• 제49권1호
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• pp.87-96
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• 2023

본 연구는 인간 각질형성 세포주를 이용하여 피부 표면의 산성화를 조절하는 물질을 발굴하고, 이를 통해 각질층의 보습 능력 및 피부 장벽 기능에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 꿀풀은 아프리카 북서부 및 북미에 널리 분포하는 허브 중 하나로 세포사멸, 항산화 및 항염에 대한 효능이 연구되어 왔다. 하지만 NHE1의 발현 조절 및 피부 장벽기능 회복에 대한 연구는 진행되지 않았다. 꿀풀의 피부 pH 조절 효과를 확인하기 위하여 꿀풀의 활성 성분 분석 결과 로즈마린산과 카페인산이 검출되었다. 꿀풀과 이것으로부터 검출된 성분인 카페인산은 인간 각질형성 세포주인 HaCaT 세포에 고농도(100 ㎍/mL 또는 100 µM)를 처리한 결과 독성을 보이지 않았다. 노화된 피부에서는 각질층의 산성 pH를 유지하기 위한 나트륨-수소 이온 교환 펌프(NHE1)의 발현감소가 나타나는 것으로 알려져 있으며, 이러한 이유로 노화 피부에서 나타나는 피부 장벽 기능 회복의 저하에 중요한 원인으로 작용할 것으로 추측된다. 꿀풀 추출물 및 카페인산은 각질형성 세포에서 NHE1의 발현을 증가시켰으며, 자연 보습 인자 전구체인 필라그린과 세라마이드 합성 효소인 serine plmitoyl transferase (SPT)의 발현을 증가시켰다. 또한, 직접적인 pH 조절 효과를 확인하기 위해 각질형성 세포 내/외 pH 수치를 측정한 결과 꿀풀과 카페인산은 세포 외부 pH를 감소시켰다. 위 결과들을 종합해 볼 때, 꿀풀과 카페인산은 NHE1 조절을 통해 피부 pH를 조절할 수 있고, 자연 보습 인자(NMF)와 세라마이드 합성을 증가시켜 피부 장벽 기능 회복을 도울 수 있을 것으로 추측된다. 이러한 결과는 꿀풀과 카페인산이 피부 건강에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 보여주며, 이를 활용한 새로운 피부 보호 제품 개발에 대한 토대가 될 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.905-914
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• 2023

본 연구에서는 lactic acid (LA) 및 gluconolactone (GL)의 피부 장벽 개선 효능을 평가하기 위하여 피부세포에서 필라그린, 로리크린, hyaluronic acid (HA), hyaluronan synthase-2 (HAS2), aquaporine-3 (AQP3)의 발현량 및 임상시험을 통한 수분 함유량과 경표피수분손실량(transepidermal water loss, TEWL)을 평가하였다. 장벽 기능(필라그린, 로리크린)과 보습 기능(HA, HAS2, AQP3)에 관련된 인자들의 발현량을 qRT-PCR과 Western blot으로 측정한 결과, H2O2 처리에 의해 감소된 인자들의 발현량이 LA, GL 및 혼합물 처리로 mRNA전사량과 단백질 발현량을 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다(p<0.05). LA와 GL 혼합물을 함유하는 나노에멀젼을 에멀젼 반전법으로 제조한 결과 평균 입자 크기는 299.9±0.287 nm로 확인되었다. 나노에멀젼의 TEWL을 Vapometer로 측정한 결과, 제품 사용 2주 후 및 제품 사용 4주 후에 제품 사용 전에 비하여 각각 15.53%, 26.73% 정도 TEWL이 감소하는 것으로 나타났다(p<0.001). 나노에멀젼의 피부 수분함유량을 Corneometer로 측정한 결과, 제품 사용 2주 후 및 제품 사용 4주 후에 제품 사용 전에 비하여 각각 15.40%, 26.59% 정도 수분 함유량이 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다(p<0.001). 따라서 LA 및 GL의 피부 장벽 기능 및 보습 효과는 피부 보습 관련 단백질인 HA, HAS2 및 AQP3 발현 증가와 피부 장벽 기능의 주요인자인 필라그린과 로리크린의 발현 증가를 통한 수분 함유량 증가 및 TEWL 감소에 의해 나타나는 것으로 기능성 화장품 소재로서의 개발 가능성을 제시한다.

• 대한화장품학회지
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• 제49권4호
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• pp.331-339
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• 2023

본 연구에서는 Helianthus annuus (Sunflower) seed oil의 in vitro 시험 및 인체적용시험을 통해 항염 효과와 피부 보습, 피지 분비, 피부 장벽기능 개선 및 피부 진정 등 피부 개선 효과를 확인하였다. In vitro 시험 결과, lipopolysaccharide로 염증 반응을 유도한 각질형성세포(cultured human epidermal keratinocytes)에 H. annuus (Sunflower) seed oil을 처리하였을 때 염증성 사이토카인인 IL-6, IL-8, TNF-α가 통계적으로 유의하게 감소하여 항염 효과가 있음을 확인하였다. 또한 H. annuus (Sunflower) seed oil을 함유한 시험제품을 제조하여 민감성 피부 대상으로 4 주간 인체적용시험한 결과, 피부 보습, 피지 분비, 피부 장벽이 개선되었으며, 피부 붉은기와 트러블이 개선되는 등 피부 개선 효과를 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 민감성 피부를 타겟으로 한 화장품 원료로서 H. annuus (Sunflower) seed oil의 가능성을 확인하였다.