IFSCC 키노트 강연 1~6 주요 내용

피부가 물리적 방패역할 이상으로 중요한 면역 기관으로 일할 뿐 아니라, 피부의 외부 환경과의 소통은 인간의 전반적인 건강, 기분 및 스트레스에 대처하는 능력에 중요한 역할을 한다는 것이 오랫동안 인정되어 왔습니다. 피부의 선천성 면역 요소는 출생에서 인생 후기에 수집 된 환경 신호를 기반으로하여 체액 성 면역을 가진 신체를 만듭니다.

진보 된 유전체순서결정 기술은 최근 몇 년 동안 인간의 피부 미생물에 대한 새로운 발견을 이끌어 냈습니다. 이 발견은 장(gut)과 피부 미생물의 중요한 차이를 확인하고 피부 부위와 상태에 따라 분포가 다른 것을 확인했습니다. 생물군 염색 기술을 이용한 최근의 추가 연구를 통해 피부 생체 대사에서 잠재적으로 다양한 사이클이 존재함을 발견했습니다.

두피는 비교적 높은 모낭 밀도와 높은 피지 분비를 가진면에서 다른 피부 부위들과는 톡특합니다. 두피 표면에 보호된 어둡고 따뜻한 환경은 다른 피부 부위에 존재하는 것과는 다를 수있는 미생물 집단이 서식할 수 있는 근거를 제공합니다. 두피 피부에는 피지선이 많이 생성되어 머리카락을 보호하는 피지가 생성됩니다. 이에 따라서 자연적으로 두피 관련 질환은 모낭 분비 불균형 및 pH, 생물군 및 염증과 같은 선천성 면역 양상에서 일어납니다. 친유성 효모 말라쎄지아(Malassezia)는 두피 질환에 역할을 한다고 널리 알려졌습니다. 그러나 많은 두피 미생물은 현재의 배양 기술로는 배양되지 않기 때문에 두피 건강에 다른 생물군이 어떤 역할을 하는지는 밝히기가 어렵습니다. 생물군의 식별과 그것의 분비 순서를 확인하여 이용하는 유전자와 단백질 규명 기술은 질환에 대한 더 나은 이해와 예방 및 치료 혁신의 길로 이끌어 줄 수 있을 것입니다.

저의 이야기는 피부 미생물에 대한 최근의 지식에 대한 중요한 통찰력을 제공 할 것이며 잠재력있는 혁신적인 스킨 케어 제품 개발의 예로서 두피 피부에 초점을 맞출 것입니다. 두피 피부와 다른 피부 영역, 모낭의 밀도와 분비물, 전형적인 생물군과 혁신적인 유전자와 단백질 규명 테스트 기회 사이의 생화학적 차이를 비교할 것입니다.

■키노트강연 2 : 제제- 혁신 & 개량 - 활성 물질 전달 시스템의 연구, 평가 및 산업화

Qiang XIA 박사, 중국 남동 대학교

새로운 활성 성분의 개발은 많은 비용과 시간을 필요로 합니다. 리포좀, 고형 지질 나노 입자, 나노 에멀젼, 미셀, 나노 겔 및 펩타이드와 같은 다른 전달 시스템을 사용해 ‘오래된’ 활성 성분의 안전 효능성을 향상시키는 것이 시도되어왔습니다. 통제 된 속도로, 전달을 유발하여, 그리고 표적화 전달 방식으로 활성 성분을 전달하는 방법은 매우 매력적이기도 하고 매우 적극적으로 추진되어왔습니다. 이 프레젠테이션은 물리적 특성, 화학적 특성의 측정 및 체외에서의 전달 과정 조사를 포함하는 활성 물질 전달 시스템의 평가 방법을 요약합니다.

그러나, 유망한 전달 시스템의 방식에는 몇 가지 장애물이 있습니다. 오늘 발표는 또한 새로운 세대의 생산 라인을 소개합니다.

 
   
 ■키노트강연 3 : 색조화장품, 모발, 그리고 피부 장벽 - 피토스핑고신과 피토스핑고신 유래 세라마이드;각질층 구성인 각질세포(브릭스)와 지질성분(모르타르)’에 미치는 다양한 역할 
 박장서, 동국대학교, 서울, 한국

표피 분화 과정은 고도로 조화 된 방식으로 수행되어야 합니다. 이 정교하게 조절된 과정의 궁극적인 목표는 적절한 피부 장벽, 각질층을 형성하는 것입니다. 각질층에는 2 개의 구조적 구획이 있는데, 각질 세포와 각질 세포를 둘러싼 지질 매트릭스가 있습니다.

피부 수분 균형을 유지하기 위한 피부의 가장 중요한 역할을 하는 침투 차단 기능은 각질층의 세포 외 영역에 존재하는 세라마이드, 콜레스테롤 및 유리 지방산으로 구성된 지질 박막 조직에 의해 수행됩니다.

표피 세라마이드의 분자 종과 성분은 세 가지 주요 지질류의 다중 층구조의 투과성 정도를 결정하는 필수적인  요소입니다. 이지질의 구성성분 변화는 표피 장벽 기능에 기여하는 지질 층 조직에 영향을 미칩니다. 최근의 연구에 따르면, 세라마이드의 조성과 함량뿐만 아니라 N-아실레이트 지방산 세라마이드의 사슬 길이가 지질층 조직과 피부 장벽 기능의 물리적, 화학적 특성에 영향을 미치는 필수 요소로 확인되었습니다 .

다양한 피부 장벽 이상에 대해 다양한 세라 미드를 사용하는 특정 국소 제제들이 유의미하게 유익한 효과를 보여주는 많은 연구가 지난 20년 동안 있었습니다. 그러나 보습제 개발을 위해, C18-피토세라마이드 3 (세라마이드 NP), C18 세라마이드 2 (세라마이드 NS), 슈도세라마이드와 같은 지방 아실 잔기의 고정 된 사슬길이를 갖는 제한된 종류의 세라마이드들이 사용되어 왔습니다. 한계를 극복하기 위해 다양한 사슬 길이를 가진 다양한 N- 아실레이트 지방산을 함유하고 있는 피토 세라마이드가 개발되고, 피부 장벽 기능이 더 우수한지를 알아보기 위해 시험했습니다.

우리의 결과는 피부 장벽의 회복과 피부 전도도가 향상되는 면에서, 다양한 사슬 길이를 가진 세라마이드 군이 단일 C18-피토 세라마이드보다 유의미하게 우수하다는 것을 분명히 보여주었습니다. 인간 각질층에서 확인 된 12 종의 프리 세라마이드 중, 피토스핑고신 함유 세라미드 (phytosphermosine, 세라마이드 NP)는 각질층안에서 존재하는 가장 풍부한 세라미드 종류로 알려져 있습니다. 피토스핑고신은 포유류의 피부에 독특하게 존재하는 긴사슬의 스핑고이드로, 세라마이드 NP (세라마이드 3), AP (세라마이드 6) 및 EOP (세라마이드 9)가 핵심 구성 성분입니다. 이전에는 피토스핑고신이 항 염증 및 항균 작용을 하는 것으로 보고되었습니다.

이에 더해서, 그것은 PPARs 활성화를 통해 표피 분화를 자극하는 것으로 나타났습니다. 주목할 만한 것은, 피토스핑고신은 각질형성세포들을 처리하는 과정에서  피토세라마이드 함량을 유의미하게 증가시켰습니다. 필라그린(케라틴 결합 단백질) 대사에 대한 피토스핑고신의 재미있는 새로운 효과가 확인되었습니다. 피토스핑고신은 필라그린의 생합성을 자극 한 다음 주요 단백질 효소인 카스파제 14와 블레오마이신 가수분해효소를 강화시켜 필라그린의 완전 분해를 일으켰습니다. 천연보습인자(NMF)의 생산 증가는 이 모든 과정의 최종 결과로 나타났습니다.

또한, 피토스핑고신은 피부 장벽내에서 가장 풍부한 세라미드 종류 인 초장 사슬(ultra-long chain) 지방산 (> C24)을 함유 한 세라마이드의 합성을 담당하는 세린 - 팔미토일 전달효소 및 세라마이드 합성 효소 3의 발현을 증가시켰습니다. 이상을 종합해 볼때, PHS는 정상적인 각질층 형성, 각질 세포의 성숙 및 적절한 지방층 구조의 조직에서 다용도의 다양한 역할을하는 것으로 보입니다. 즉, 피토스핑고신은 각질세포(브릭스)와 지질성분(모르타르) 모두에 긍정적인 영향을 미칩니다.

■키노트강연 4 : 피부 생물학 : 새로운 대안 Ⅱ - 피부 상태를 나타내는 우수한 지표로서의 각질층

Tetsuji HIRAO 박사, 지바 과학대학, 일본
 

각질층은 피부의 가장 바깥층에 위치하고 있으며 피부의 장벽 기능과 보습에 중추적 인 역할을 담당하며 외관상의 아름다운 외관에 영향을 미칩니다. 각질층은 표피 각질 형성 세포의 말단 분화에 의해 생성 된 죽은 각질 세포와 과립층의 층상 과립에서 유래 된 세포간 지질로 구성됩니다. 각질층은 동적으로 재생되고 고도로 신진 대사가 왕성합니다. 각질층 샘플은 거의 비외과적인 방법인 테이프 스트리핑만으로 수집 할 수 있으며, 피부 상태를 반영하는 중요한 정보를 제공합니다.

각질 세포의 형태학에 대한 고전적 연구는 크기와 탈락주기의 상관 관계를 보여 주었습니다: 더 빠른 표피 회전율, 더 작은 각질 세포. 각질 세포에서의 핵 보유력은 이상각화증의 특징입니다.

우리는 테이프로 박리한 각질층 샘플의 작은 조각에 사이토 카인 관련  IL-1의 검출을 확립하여, 각질층에서 IL-1α에 대한 IL-1 수용체 길항제의 비율이 표피 염증 상태의 민감도 측정치임을 실증하였습니다. 우리는 다음으로 각질비후막의 평가를 통해 각질 세포의 성숙도를 연구했습니다.

각질비후막은 트랜스글루타미나제라는 효소에 의해 교차결합된 전구 단백질로 이루어진 각각의 각질 세포를 둘러싸는 멤브레인 형 구조입니다. 우리는 린볼루크린(involucrin) 면역염색법 과 나일 레드 염색법에 의한 각질비후막 성숙도 평가 방법을 설립했으며, 현미경 이미징기술이 개발되었습니다. 이를 통해 장벽 기능 손상된 얼굴 각질층이 풍부한 미성숙 각질비후막을 갖게 된것을 발견하였습니다. 적절한 피부관리 치료는 미숙한 각질비후막의 발생을 감소시켜 장벽 기능을 향상시킵니다.

다른 연구는 케라틴을 포함한 각질비후막 단백질의 카르 보닐 변형의 발견입니다. 카르 보닐 잔기는 단백질의 직접 산화 또는 지질 과산화물의 분해로부터 유도 된 알데히드와의 반응을 통해 단백질로 유도될 수 있습니다. 각질비후막의 카르 보닐 단백질은 현미경 관찰로 볼 수 있는 플루오레세인 하리드라지드(fluorescein-labelled hydrazide)와 반응에 의해 쉽게 발견될 수 있습니다. 각질비후막 카보닐 단백질의 증가분이 건성피부와 저탄력 피부에서 발견되었습니다. 테이프 박리로 얻은 각질비후막을 사용한 정교한 평가는 화장품 효과 평가에 적용 할 수 있으며 스킨 케어 화장품 개발에 새로운 개념을 제공 할 수 있습니다. 따라서 각질비후막은 스킨 케어 화장품의 주요 타겟은 물론 피부 상태를 반영하는 우수한 지표가 됩니다.
 

■기조강연 5 - 코스메슈티컬- 새발견 & 혁신 - 인간 피부에서 유리기(Free Radical)와 항산화제 상호 작용 : 자외선 차단에 대한 결론

Juergen LADEMANN, 교수 ,독일

피부 노화는 유전적 측면뿐만 아니라 환경 요인과 각 개인의 생활 방식에 의해 결정됩니다. 태양 자외선, 니코틴 및 알코올 소비는 사람의 피부에서 유리기(Free Radical) 형성을 일으킬 수 있습니다. 작은 농도에서 유리기는 신호 과정에 중요하지만, 그 값이 임계 유리기 농도를 초과하면 이러한 고도의 반응성 분자는 세포 나 세포 구획을 파괴 할 수 있습니다. 인간 유기체는 항산화 시스템의 형태로 유리기의 파괴 작용에 대한 보호 작용 시스템을 개발했습니다. 산화 방지제는 조직이나 조직 구성 요소에 손상을 줄 수 있기 전에 유리기를 중화 할 수 있습니다.

실험 및 응용 피부 생리학 센터에서는 비침입적으로 인간의 피부에 항산화 물질의 농도를 확인 할 수 있는 생리학 분광 방법이 개발되어 개발 되었습니다. 이러한 측정을 바탕으로 유리기의 작용은 항산화 물질을 분해해는 것으로 추정됩니다. 대부분의 항산화 물질은 인간 유기체에서 생산되지 않습니다. 과일과 채소가 풍부한 건강식으로 섭취해야합니다.

인간 유기체의 항산화 정도는 영양 및 스트레스 행동여부에 의해 결정되는 자원 봉사자들의 지문과도 같습니다. 졸음, 질병, 알코올 소비 또는 심리적 스트레스와 같은 스트레스 요인은 피부의 항산화 물질 농도를 감소시키는 것입니다. 이것은 독일인과 한국 시민에게서 영양 과 스트레스 행동 사이의 차이점을 비교함으로써 입증되었습니다.

UV 투사가 피부의 항산화 물질을 감소시키는 유리기를 생성한다는 것은 문헌을 통해 잘 알려져 있습니다. 적외선에 대해서도 동일한 효과가 감지 될 것입니다. 적외선의 에너지는 그 자체로 유리기를 생성하기에 충분하지 않습니다. 그러나 적외선이 유리기를 생산하는 미토콘드리아를 자극한다는 것이 밝혀졌습니다. 이러한 결과는 광학 분광법 및 파라 머 자기 공명 분광법에 의해 확인되었다. 이러한 결과를 바탕으로 태양 광선에 의해 인간의 피부에서 생성되는 유리기의 50 %가 가시 광선 및 적외선에 의해 형성된다는 사실을 입증 할 수 있습니다. 해변에서의 강력한 보호 효과를 가진 자외선 차단제를 사용하는 사람들은 햇볕으로부터 보호받으며, 자외선 차단제를 사용하지 않는 경우보다 햇볕에 더 오래 머물러 있을 수 있습니다.

이 경우에 피부 손상을 일으키는 특정량의 유리기 농도보다 더 많은 유리기가 태양 광선 에 포함된 가시 광성과 적외선으로부터 생성됩니다. 가시 광선 및 적외선 스펙트럼 범위의 선 스크린 보호 메커니즘은 프리젠 테이션에서 논의됩니다.

■기조강연 6 - 활성 물질 : 유기농 및 천연 - 대두 제품으로부터의 코스메슈티컬 제품 생산을 위한 산화 환원 효소 반응

김병기 박사, 서울대학교, 한국

화장품 업계의 최근 추세 중 하나는 화장품 제조에 천연 및 유기농 성분을 사용하는 것입니다. 다양한 식물 추출물들에서 이러한 성분들을 주로 얻지만, 일반적으로 소수의 기능성 생리 활성 성분들의 복합 혼합물을 함유하고 있을 뿐, 신체 및 피부에 대한 이 성분들의 효과 및 효능에 대한 명확한 과학적 입증 및 근거 자료가 부족한 실정입니다. 반면에 단일 화합물의 특정 생체내변화 반응은 기능적 연구를 위한 다양한 생물학적 활성 화합물을 제공 할 수 있습니다. 이러한 생체내변화들 중 우리는 수산화(hydroxylation), 산화·환원 및 탈당화를 조절할 수있는 P450, tyrosinase, 이소플라본 환원효소(isoflavone reductase) 및 글리코시드 산화효소(glycoside oxidase)와 같은 다양한 산화 환원 효소를 사용하여 다이드제인(daidzein) 및 제니스테인(genistein)과 같은 대두에서 추출한 생리 활성 천연 제품(이소 플라보노이드) 생산에 특별한 관심을 가지고 있습니다.

이번 강연에서 저는 코스메슈티칼로 사용될 수있는 효소 또는 효소 시스템을 사용하여 변형 된 이소플라보노이드(isoflavonoids)를 생산하는 몇 가지 사례를 제시 할 것입니다.

이러한 산화 환원 효소 시스템의 대부분은 전자 전달 시스템을 필요로 하기 때문에, 박테리아(E coli)를 이용한 재조합 시스템을 활용한 효율적인 효소 시스템 구축, 독특한 활성증진을 위한 단백질 공학, 보조 인자 NAD (P) H 최적화 및 관련 대사 공학, 을위한 효율적인 효소 시스템 및 단백질 공학의 구축, 기초물질의 제품화 촉진, 등등이 모델 시스템으로써 이소 플라보노이드 활용에 있어 적용되고 논의 될 것입니다.

또한 ‘시스템 및 생물학적 접근법’이 이러한 효소반응에 어떻게 작용하는지, 그리고 산업 수준의 생체내 변환을 개발하기 위해 어떤 전략이 바람직한지를 설명하고자 합니다.