A-yeong Jang;JeongUn Choi;Weerawan Rod-in;Ki Young Choi;Dae-Hee Lee;Woo Jung Park
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제34권4호
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pp.940-948
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2024
Codium fragile has been traditionally used in oriental medicine to treat enterobiasis, dropsy, and dysuria, and it has been shown to possess many biological properties. Atopic dermatitis (AD) is one of the types of skin inflammation and barrier disruption, which leads to chronic inflammatory skin diseases. In the current investigation, the protective effects of C. fragile extract (CFE) on anti-inflammation and skin barrier improvement were investigated. In LPS-stimulated RAW 264.7 cells, nitric oxide generation and the expression levels of interleukin (IL)-1β, IL-4, IL-6, iNOS, COX-2, and tumor necrosis factor-alpha (TNF)-α were reduced by CFE. CFE also inhibited the phosphorylation of NF-κB-p65, ERK, p-38, and JNK. Additionally, CFE showed inhibitory activity on TSLP and IL-4 expression in HaCaT cells stimulated with TNF-α/interferon- gamma (IFN-γ). Enhanced expression of factors related to skin barrier function, FLG, IVL, and LOR, was confirmed. These findings implied that CFE may be used as a therapeutic agent against AD due to its skin barrier-strengthening and anti-inflammatory activities, which are derived from natural marine products.
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.
The effect of poly[2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine] (pMPC) on the skin permeation property was investigated by performing in vitro skin permeation study of a model drug, nicotinic acid (NA). Effect of pMPC polymer in donor solution on skin permeation rates was evaluated using side-by-side diffusion cells. Also, the structural alterations in the stratum corneum (SC), inter-lamellar bilayer (ILB) and dermis layers in pMPC-treated and -untreated skin sections were investigated with transmission electron microscopy (TEM). The permeation profile of NA without pMPC in donor solution showed biphasic mode: initial $1^{st} phase and 2^{nd}$ hydration phase. The sudden, more than 10-fold increase in flux from the initial steady state (43.5 $\mu g/cm^2$/hr) to the $2^{nd}$ hydration phase (457.3 $\mu g/cm^2$/hr) suggests the disruption of skin barrier function due to extensive hydration. The permeation profile of NA with 3% pMPC in the donor solution showed monophasic pattern: the steady state flux (10.9 $\mu g/cm^2$/hr) without abrupt increase of the flux. The degree of NA permeation rate decreased in a concentration-dependent manner of pMPC. TEM of skin equilibrated with water or 2% pMPC for 12 h showed that corneocytes are still cohesive and epidermis is tightly bound to dermis in 2% pMPC-treated skin, while wider separation between corneocytes and focal dilations in inter-cellular spaces were observed in water-treated skin. This result suggests that pMPC could protect the barrier property of the stratum corneum by preventing the disruption of ILB structure caused by extensive skin hydration during skin permeation study.
노화가 진행될수록 활성산소종으로 인하여 피부 보습은 떨어지고 피부 장벽은 붕괴되어 피부가 손상된다. 본 연구에서는 인천 동막 해변에 서식하는 염생식물인 갯끈풀(Spartina anglica; SAE)과 갯메꽃(Calystegia soldanella; CSE)을 70% 에탄올(EtOH)로 추출하여 피부 보습 및 피부 장벽 기능 강화에 대한 효능을 평가하였다. 이 추출물들에 대한 피부 각질형성세포(HaCaT cell)에서 세포독성을 WST-8 assay를 이용하여, 세포 생존율이 90% 이상을 보이는 농도를 선별하여 추가 실험을 진행하였다. ABTS 라디칼 소거능을 통해 항산화 효과를 확인한 결과, SAE와 CSE는 높은 라디칼 소거능을 보였다. 피부 보습과 관련된 인자들인 filaggrin (FGL), aquaporin 3(AQP3), hyaluronan synthase 2 (HAS2)과 피부 장벽 기능과 연관 있는 transglutaminase 1 (TGM1)과 involucrin (INV)의 유전자 수준에서의 발현 변화를 측정한 결과, SAE에 의해 AQP3, HAS2, TGM1의 발현이 증가하였으나, CSE는 변화가 없는 것을 확인할 수 있었다. SAE에 의한 세포 내 신호전달 경로를 확인하기 위해 western blot 분석을 수행하였다. Extracellular signal regulated kinase (ERK), c-Jun N-terminal kinase (JNK) and p38 mitogen activated protein kinase의 활성이 SAE에 의하여 상향 조절되었음을 확인하였다. 이러한 결과는 갯끈풀 추출물이 피부 보습 및 피부 장벽 기능 강화를 위한 화장품의 기능성 소재로 사용될 수 있음을 시사한다.
Objectives This study is conducted to evaluate Th2 skewed condition control through skin fat barrier formation from the treatment using Coptidis Rhizoma and Glycyrrhiza uralensis extract. Methods The 6-week-old NC/Nga mice were divided into 4 groups: Control group (Ctrl), lipid barrier eliminate treatment group (LBET), Coptidis Rhizoma and Glycyrrhiza uralensis feeding treatment after lipid barrier elimination group (CGFT), dexamethasone feeding treatment after lipid barrier elimination group (DxFT). After 3 days, differences in skin condition, improvement of skin fat barrier, and control of Th2 skewed condition of each group were observed. Results Pathologic skin damage and tissue changes were less in the CGFT group than in the LBET and DxFT groups, and Transepidermal water loss (TEWL) and pH were also significantly decreased (p < 0.05). The filaggrin intensity and positive response also increased significantly in the CGFT group (p < 0.05). Kallikrein-related peptidase (KLK) 7, Protease activated receptor (PAR)-2, Thymic stromal lymphopoietin (TSLP), Interleukin (IL)-4, and the products of the Th2 differentiation process also showed a significant decrease compared to the LBET and DxFT groups (all p < 0.05). Conclusions The Coptidis Rhizoma and Glycyrrhiza uralensis extract causes skin barrier recovery and function recovery through the formation of skin fat barrier. This leads to the conclusion that Coptidis Rhizoma and Glycyrrhiza uralensis extract can control Th2 differentiation through the formation of skin fat barrier.
Background and Objectives: The skin barrier protects skin against a harmful environment. Its function includes an antimicrobial barrier as well as a physical barrier. Stress is harmful to the skin barrier and there are many studies on this, but there are few about the effect of stress during pregnancy on the skin barrier of offspring. The aim of this study was to investigate the effect of stress during pregnancy on the skin barrier of offspring by examination with the naked eye, cortisol, weight, TEWL and histologic tests. Materials and Methods: Male hairless mice ten weeks old were coupled with females for three days. After twelve days the females were divided into two groups. We stressed one group and not the other group. The offspring from the non-stressed (N group) and stressed (S group) grew up until four weeks. The S group was exposed to chronic mild stress using the chronic stress model protocol modified method of Wilner and Towell for a week. We made examinations with the naked eye, assessment of cortisol, weight, TEWL, and histologic test to contrast the S group with the N group. Statistical analysis was performed by using Mann-Whitney and Friedman test. Statistical significance was achieved if the probability was less than 5% (p<0.05). Results: 1. By making an examination with the naked eye, S group showed papules, creases and dryness on their skin, but N showed no change compared with normal skin. 2. There was no statistically significant difference between S group and N group in cortisol (p>0.05). 3. There was no statistically significant difference between S group and N group in weight. N group had less weight than S group (p<0.05). 4. There was no statistically significant difference between S group and N group in TEWL (p>0.05). 5. There was no statistically significant difference between S group and N group in TEWL recovery (p>0.05). 6. In TEWL and TEWL recovery, there was statistically significant difference by time between S group and N group (p<0.005). Histologically, S group showed a thicker epidermis and epidermal crest than N group. Conclusions: We found that stress during pregnancy has negative effects on the skin barrier of offspring. Though there were no statistically significant differences between S group and N group in TEWL recovery, we found evidence that the recovery of skin barrier function is interrupted by stress during pregnancy by examination with both the naked eye and histology.
본 연구는 PFEG(글루코실세라마이드 4.0% 함유)가 저 미네랄 특수사료(HR-AD)를 섭취시킨 헤어리스 마우스에서 발생하는 피부장벽 붕괴에 대한 억제작용이 있는지를 확인하고자 하였다. 4주간의 투여를 통해 정상군(Rabo MR Stock)과 비교하여 대조군(HR-AD)에서는 경피 수분 손실량(TEWL)이 서서히 상승하여 피부장벽기능의 붕괴가 발생함과 동시에 표피 수분량 및 각층 수분량도 서서히 저하되는 것이 확인되었다. 육안적으로는 깊은 주름 형성이 확인되었으며 조직학적 소견에서는 표피의 비후와 각화 항진이 확인되었다. 그러나 PFEG를 섭취시킨 시험군에서는 대조군에서 유발되는 피부장벽기능 붕괴에 대한 억제 효과가 확인되었다. 즉, 글루코실세라마이드 0.01% 배합군 및 0.1% 배합군에서는 섭취 시작 2주일째 이후 야기되는 TEWL 상승을 완전히 억제하였다. 또한, 저하되는 표피 수분량, 각층 수분량에 대해서도 유의하게 억제하여 피부 보습 기능을 유지하고 있었다. 육안적으로도 깊은 주름 형성은 억제되었으며, 조직학적인 검토에서도 표피의 비후나 각화 항진은 확인되지 않았다. 이러한 결과는 HR-1 마우스의 피부 세라마이드 생산 개선에 기인한 결과라고 예상된다. 즉, HR-AD 섭취에 의해 HR-1 마우스는 세라마이드를 포함한 피부 지질의 함량 및 구성에 이상이 생기고, 피부 수분량이 급격히 줄어들어 피부 보습 능력이 저하된다. 그런데 PFEG의 혼합 투여는 손상된 피부의 세라마이드 함량 및 구성을 정상과 가깝게 만들어, 대조군에서 나타나는 증상의 발현을 억제하는 것으로 판단된다. 이상의 결과로부터 PFEG의 섭취는 피부장벽기능의 손상으로 발생하는 다양한 피부 수분 손실을 억제함으로써 피부 보습 개선에 우수한 효능이 있음을 알 수 있었다. 따라서 PFEG가 피부 보습에 도움을 주는 건강기능성 원료로서 이용 가능성이 높음을 확인할 수 있다.
In this work, we fabricated liquid crystal (LC) emulsions with fatty alcohol in order to stabilize high content ceramide in cosmetic formulation. We investigated the role of fatty alcohol and surfactant in the formation of higher order structure. As a result, we found that they play a crucial role to form higher order structure. SAXS study shows that ceramide can be incorporated up to 3% in cosmetic formulation with higher order structure and its stability was maintained up to 12 weeks at room temperature. According to WAXS study, the higher order structure can suppress the re-crystallization of ceramide in cosmetic formulation. Finally, we performed in vivo skin barrier recovery test for the damaged skin. LC emulsions with ceramide and O/W emulsions show significant effect in skin barrier recovery at D 1, D 2 and D 6 compared to the untreated condition. While only LC emulsions show significant skin recovery effect at D 14. We expect that LC emulsions are the promising skin carrier to stabilize ceramide and LC emulsions with ceramide can improve the skin barrier function.
아토피성 피부염은 피부장벽 기능장애, 염증 및 만성 소양증을 특징으로 하는 다인성의 염증성 피부질환이다. 아토피성 피부염은 유전적, 면역학적, 환경적 요인 등의 복합적인 요인으로 피부장벽 기능과 면역기능의 장애를 유발한다고 알려져 있다. 고삼 추출물은 중국전통의학에서 사용되고 있으나, 이의 항아토피 효능에 대한 연구는 거의 진행되지 않았다. 본 연구에서는 아토피성 피부염의 주요 증상인 피부장벽 기능과 면역이상 개선에 대한 고삼추출물의 효과를 평가하였다. 고삼추출물은 피부장벽 기능에서 중요한 역할을 하는 각질세포막의 형성을 강화하는 결과를 나타내었다. 또한 피부의 보습작용에 있어서 중요한 히알루론산의 발현을 증가시키는 결과를 나타내었다. 아토피성 피부염 병변에서 특이적으로 증가하는 황색포도상구균에 대한 고삼추출물의 효능도 확인하였으며, 고삼추출물이 황색포도상구균으로부터 유도된 전염증성사이토카인의 생성을 억제함을 확인하였다. 또한 피부 스트레스 등으로 부터 생성되는 신경전달 물질인 substance P에 의해 유도된 전염증성사이토카인의 발현도 억제하는 것을 확인하였다. 이러한 결과들은 고삼추출물이 피부장벽기능과 면역반응 개선을 통해 아토피 피부염 치료에 사용될 수 있는 잠재적 후보물질임을 제시한다.
Objectives This study is conducted to evaluate skin fat barrier formation of Hataedock using the Coptis japonica & Glycyrrhiza uralensis extract. Methods The 3-week-old NC/Nga mice were divided into 3 groups: control group (Ctrl), Hataedock-treated group that uses the Coptis japonica & Glycyrrhiza uralensis (CGT) extract, and Hataedock-treated group that uses Bifidobacterium (BBT). After 2 weeks, changes in immunohistochemicals, and skin-lipid-barrier regulators were observed for the effects of Hataedock. Results In CGT group, loricrin-positive reaction has been increased by 231%, along with involucrin-positive reaction by 90%, filaggrin-positive reaction by 143%, and ASM-positive reaction by 341% in the stratum corneum. Conclusions Hataedock, using the extract of Coptis japonica & Glycyrrhiza uralensis, increased the expression of proteins promoting keratinocyte differentiation. This leads into conclusion that Hataedock may increase the keratinocyte formation and function which promotes skin barrier formation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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