대한화장품학회지 (Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea)

  • 제38권1호
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  • Pages.75-82
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  • 2012
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  • 1226-2587(pISSN)
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  • 2288-9507(eISSN)
대한화장품학회 (Society of Cosmetic Scientists of Korea)
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아미노산 동시분석을 통한 피부보습능과 각질 중 아미노산 함량과의 상관관계 연구

Study on the Relationship between Skin Dryness and Amino Acids in Stratum Corneum

  • 주경미 (아모레퍼시픽 기술연구원 피부과학연구소) ;
  • 한지연 (아모레퍼시픽 기술연구원 피부과학연구소) ;
  • 손의동 (아모레퍼시픽 기술연구원 피부과학연구소) ;
  • 남개원 (아모레퍼시픽 기술연구원 피부과학연구소) ;
  • 정혜진 (아모레퍼시픽 기술연구원 피부과학연구소) ;
  • 임경민 (아모레퍼시픽 기술연구원 피부과학연구소) ;
  • 조준철 (아모레퍼시픽 기술연구원 피부과학연구소)
  • 투고 : 2012.02.29
  • 심사 : 2012.03.26
  • 발행 : 2012.03.30
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초록

천연보습인자(NMF, natural moisturizing factor)는 정상 피부 내의 각질층에 존재하는 수용성, 친수성 성분을 총칭하는 말로 외부로부터 수분을 흡수하고 각질층의 수분보유능을 증가시키며 피부가 건조해지는 것을 방지하여 피부의 유연성과 가수성을 유지하는 기능을 한다. NMF는 주로 아미노산과 아미노산의 대사산물로 구성되며 이들은 필라그린(filaggrin)이 분해되면서 생성된다. 본 연구에서는 피부 각질층의 22종의 개별 아미노산의 함량분석을 통하여 피부보습능과 개개의 아미노산과의 상관관계를 연구하였다. 15명의 건강한 지원자들의 전박과 이마로부터 tape stripping한 각질 시료 중 22종의 아미노산 함량을 UPLC-PDA를 이용하여 동시 분석하였다. 그 결과 각질 표면보다는 안쪽에서의 아미노산들의 함량이 높음을 확인하였다. 또한 신체 부위별 비교에서 전박이 이마에 비해 아미노산 함량이 1.5배 정도 높음을 확인하였다. 전박부위의 아미노산 총 함량과 보습능(TEWL)과의 상관 관계분석을 통해서는 보습능이 클수록 총아미노산 함량이 높은 것으로 확인되었으며 특히 Ser, Glu, Gly, Ala 및 Thr은 각질 내 존재하는 주요 아미노산 성분으로 보습에 긍정적인 영향을 주는 성분으로 확인되었다. 이상의 결과로써 NMF의 주성분인 아미노산의 함량은 각질 생리기능과 밀접한 관련을 가지고 있음을 확인할 수 있었으며 본 연구를 통해 얻은 각질층의 아미노산의 통합적인 분석법은 보습, 노화, 미백, 피부 염증질환 등 다양한 피부 상태와 아미노산류들의 변화와의 관계를 깊이 이해하고 피부 기능과 관련된 새로운 분자적 타겟을 발굴하고 증명하는데 기초적인 방법으로써 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

Natural moisturizing factors (NMFs) are hydrophilic and water-soluble components in stratum corneum of the skin. NMFs absorb water from outer environment and enhance the water-holding capacity of stratum corneum and thereby, prevent the dryness and increase flexibility and plasticity of skin. NMFs are mainly composed of amino acids and their metabolites that are produced from the degradation of filaggrin. Here we established a simultaneous quantification method for 22 amino acids in tape-stripped stratum corneum samples using UPLC-PDA. With this method, we analyzed amino acid contents from tape-stripped stratum corneum samples of forearm and forehead regions from 15 healthy volunteers. Amino acid contents of inner (or upper) region were higher than outer (or lower) region of stratum corneum. Amino acid contents of stratum corneum of forearm were higher by 1.5 fold than forehead region. Of note, total amino acid contents were significantly and inversely correlated with trans-epidermal water loss (TEWL), an index for skin barrier function. Especially, Ser, Glu, Gly, Ala and Thr were determined to positively affect skin mositurizing activities. In conclusion, we could demonstrate that amino acid contents of stratum corneum are closely linked with skin barrier and moisturizing function, providing an important and fundamental methodology for the study of amino acids in skin physiology.

키워드

참고문헌

  1. N. Nakagawa, S. Sakai, M. Matsumoto, K. Yamada, M. Nagano, T. Yuki, Y. Sumida, and H. Uchiwa, Relationship between NMF (lactate and potassium) content and the physical properties of the stratum corneum in healthy subjects, J. Invest Dermatol., 122, 755 (2004). https://doi.org/10.1111/j.0022-202X.2004.22317.x
  2. G. Imokawa, H. Kuno, and M. Kawai, Stratum corneum lipids serve as a bound-water modulator, J. Invest Dermatol., 96, 845 (1991). https://doi.org/10.1111/1523-1747.ep12474562
  3. J. P. Sylvestre, C. C. Bouissou, R. H. Guy, and M. B. Delgado-Charro, Extraction and quantification of amino acids in human stratum corneum in vivo, Br. J. Dermatol., 163, 458 (2010). https://doi.org/10.1111/j.1365-2133.2010.09805.x
  4. I. Horii, Y. Nakayama, M. Obata, and H. Tagami, Stratum corneum hydration and amino acid content in xerotic skin, Br. J. Dermatol., 121, 587 (1989). https://doi.org/10.1111/j.1365-2133.1989.tb08190.x
  5. S. Marstein, E. Jellum, and L. Eldjarn, The concentration of pyroglutamic acid (2-pyrrolidone- 5-carboxylic acid) in normal and psoriatic epidermis determined on a microgram scale by gas chromatography, Clin. Chim. Acta., 49, 389 (1973). https://doi.org/10.1016/0009-8981(73)90237-4
  6. A. V. Rawlings, I. R. Scott, C. R. Harding, et al., Stratum corneum moisturization at the molecular level. J. Invest Dermatol., 103, 731 (1994). https://doi.org/10.1111/1523-1747.ep12398620
  7. M. Tanaka, M. Okada, Y. X. Zhen, et al., Decreased hydration state of the stratum corneum and reduced amino acid content of the skin surface in patients with seasonal allergic rhinitis, Br. J. Dermatol., 139, 618 (1998). https://doi.org/10.1046/j.1365-2133.1998.02457.x
  8. M. Denda, J. Hori, J. Koyama, et al., Stratum corneum sphingolipids and free amino acids in experimentally-induced scaly skin, Arch. Dermatol. Res., 284, 363 (1992). https://doi.org/10.1007/BF00372041
  9. S. Kezic, P. Kemperman, E. S. Koster, et al., Lossof- function mutations in the filaggrin gene lead to reduced level of natural moisturizing factor in the stratum corneum, J. Invest Dermatol., 128, 2117 (2008). https://doi.org/10.1038/jid.2008.29
  10. S. Kezic, A. Kammeyer, F. Calkoen, et al., Natural moisturizing factor components in the stratum corneum as biomarkers of filaggrin genotype: evaluation of minimally invasive methods, Br. J. Dermatol., 161, 1098 (2009). https://doi.org/10.1111/j.1365-2133.2009.09342.x
  11. J. Koyama, I. Horii, K. Kawasaki, et al., Free amino acids of stratum corneum as a biochemical marker to evaluate dry skin, J. Soc. Cosmet. Chem., 35, 183 (1984).
  12. M. Watanabe, H. Tagami, I. Horii, et al., Functional analyses of the superficial stratum corneum in atopic xerosis, Arch. Dermatol., 127, 1689 (1991). https://doi.org/10.1001/archderm.1991.01680100089010
  13. M, Hara, K. Kikuchi, M. Watanabe, et al., Senile xerosis: Functional, morphological, and biochemical studies, J. Geriatr. Dermatol., 1, 111 (1993).
  14. C. Katagiri, J. Sato, J. Nomura, et al., Changes in environmental humidity affect the water-holding property of the stratum corneum and its free amino acid content, and the expression of filaggrin in the epidermis of hairless mice, J. Dermatol. Sci., 31, 29 (2003). https://doi.org/10.1016/S0923-1811(02)00137-8
  15. Y. Jokura, S. Ishikawa, H. Tokuda, et al., Molecular analysis of elastic properties of the stratum corneum by solid state 13C-nuclear magnetic resonance spectroscopy, J. Invest Dermatol., 104, 806 (1995). https://doi.org/10.1111/1523-1747.ep12607005
  16. P. Caspers, G. Lucassen, E. Carter, et al., In vivo confocal Raman microspectroscopy of the skin: noninvasive determination of molecular concentration profiles, J. Invest Dermatol., 116, 434 (2001). https://doi.org/10.1046/j.1523-1747.2001.01258.x
  17. G. O'Regan, P. Kemperman, A. Sandilands, et al., Raman profiles of the stratum corneum define 3 filaggrin genotype-determined determined atopic dermatitis endophenotypes, J. Aliergy Clin. Immunol., 126, 574 (2010). https://doi.org/10.1016/j.jaci.2010.04.038