성장인자와 효과 유사한 식물 기술 플랫폼으로 만든 천연 식물 펩타이드

Abstract

Vytrus사는 식물 세포 배양 잠재력을 극대화하기 위해, 식물 전능세포의 재생과정에 대한 전문 지식을 활용한다. 식물성 올리고 펩타이드^{plant oligopeptides}는 상처 치유 특성과 성장 인자 촉진 효과를 갖는 것으로 확인된다. 이 펩타이드들은 동물유래 성장 인자와 탁월한 상동성을 나타내며 유사한 생리학적 세포 과정에 참여한다. 노화된 피부 섬유아세포에 높은 효과를 나타내어, 성장 인자와 유사한 메커니즘을 통해 피부 시간을 되돌리는데 상당한 잠재력을 제공한다. 테스트 결과 이러한 특정 펩타이드 분획이 노화된 섬유아세포의 노화 형질을 역전시키고, 세포의 노화를 억제하며 높은 효율로 세포 증식을 촉진하는 효능이 확인됐다. 이러한 결과로 볼때 천연 식물 펩타이드가 활용되는 화장품(항노화) 및 피부 재생, 상처 치유 등의 피부과학적 응용분야에 대한 기회를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

Introduction

최근 시장에는 화장품과 의약품 모두에 사용되는 올리고펩타이드를 중심으로 많은 산업이 발달되고 있다. 그러나 이러한 펩타이드는 상당수가 인체유래로 생산 공정에 비용이 많이 들거나 유전자 변형이 필요하다[1,2]. 인체에서 발견되는 것과 매우 유사한 식물 유래 올리고펩타이드의 성장 인자 효과를 통해 인체 피부 세포를 재생하는 데 큰 잠재력을 가지고 있음이 테스트를 통해 입증되었다. 

본사 생명공학 전문가는 식물과 동물 사이에는 조직 재생 과정에서 많은 유사성이 있다고 밝혔다. Vytrus사는 재생(치유) 과정에 관여하는 몇 가지 작은 신호 펩타이드(식물성 올리고펩타이드)를 확인했다. Vytrus Biotech사는 Plant Cell Biofactories^TM 기술 플랫폼과 Growth Factor Control이라는 개발 프로세스를 사용하여 식물기반 펩타이드 1세대인 Phyto-Peptidic Fractions^TM(PPF)식물 성장인자를 추출한다. 최적화된 하나의 단일 세포에서 전체 식물을 재생시킬 수 있는 특별한 재생 특성을 가진 (식물 줄기 세포로도 알려진) 전능 세포를 배양하여 바이오 액티브 성분을 공급하고있다[3,4,5]. 

PPF는 식물 전능 세포의 매우 높은 재생 특성으로 피부의 재생 잠재력을 유지할 수 있는 최초의 화장품 성분이다. 이는 모발 성장 자극, 항노화, 주름 개선, 피부 재생, 상처 치유 등과 같은 화장품 및 피부 미용 응용 분야에서 상당한 잠재력을 가지고 있다. 

1.1 Naturally more effective plant peptides 

Vytrus사는 Centella asiatica 식물 줄기세포의 Phyto-Peptidic fractions에 주목하여 식물 성장 인자를 통해 피부 노화 과정을 되돌리는 역할에 초점을 맞추었다. Centella Reversa™는 센텔라 아시아티카^{Centella asiatica}의 잎 줄기에서 추출한 전능 세포의 농축된 세포 분비 단백질이다. 이 secretome에는 피부 노화를 되돌릴 수 있도록 설계된 신호 펩타이드^{signaling peptides}가 포함되어 있으며, 전체 식물 성분의 1~8%에 불과한 센텔라 식물 추출물 또는 센텔로사이드^{centellosides}와 비교했을 때 더 높은 재생 효능을 가지고 있다. 따라서 PPF는 새로운 범위의 생리 활성 물질을 나타낸다(그래프 1). 

글로벌 펩타이드 스킨케어 산업 연구 보고서^{Global Peptide Skincare Industry Research Report}에 따르면 펩타이드 스킨케어 시장 규모가 빠르게 성장하고 있으며, 2022년 10억6964만달러에서 2030년 19억7543만달러에 이를 것으로 예상된다[8]. 

이런 긍정적 전망은 화장품 회사들이 기존에 생각하지 못했던 방식으로 펩타이드 스킨케어 시장에 도전하여 새로운 제품을 개발하는데 도움이 될 수 있다. 

2. Centella Reversa^TM: growth-like factors that revert cell senescence 

Centella 식물은 놀라운 재생 및 유연한 특징으로 인해 대표적 장수 식물로 알려져 있다. Vytrus사의 독점적인 PPF^{Phyto-peptide fractions platform} 툴을 활용하여 이런 특성을 가진 분자들을 추출 및 농축할 수 있다. 

Centella Reversa™는 Centella asiatica 줄기 세포에서 얻은 100% 천연 활성 성분이다. 이 생명공학 활성 성분은 세포 노화를 되돌리고, 피부 내부를 재건하여 안색을 전반적으로 개선하고 안티에이징 효과를 얻을 수 있다. 

3. Biological activity 

효능을 뒷받침 할 수 있는 다양한 연구가 시행되었다. In vitro 실험에서 상처 치유(스크래치 테스트) 및 피부 섬유아세포^HDF에서 노화를 되돌리는 다양한 지표(세포 증식, 세포 디톡스 및 DNA 보호) 관련 연구가 포함된다. 

이러한 연구는 해당 성분이 피부 재생을 가속화하고 노화의 영향을 지연시키며, 피부 복구 및 보호 프로세스를 활성화한다는 사실을 보여준다.

3.1 In vitro wound healing: regenerative properties in HDF

재생 활성 효과를 확인하기 위해 스크래치 테스트가 수행되었다. 회복 과정은 현미경으로 모니터링 되었고, Centella Reversa™는 기준 조건 대비 48시간에 최대 +72%까지 상처 회복 과정을 가속화했다(그림 2). 24시간 실험에서 활성 효과는 FBS 10% (양성 대조군으로 사용된 Fetal Bovine Serum)보다 높았으며, 성장 인자와 유사 효과를 나타냈다.

3.2 In vitro senescence reversal in Human Dermal Fibroblasts cultures 

피부 섬유아세포^HDF의 세포 노화에 대한 제품의 효과를 분석하기 위해 노화된 섬유아세포에서 다양한 노화 마커의 발현 변이를 평가했다. 

in vitro 결과 센텔라 아시아티카^{Centella asiatica}의 식물 전능성 세포 배양물유래 특정 올리고펩타이드 분획이 노화된 섬유아세포의 노화 형질을 되돌릴 수 있는 잠재력을 갖고 있음을 입증했다. 이러한 올리고펩타이드 분획은 세포 노화 과정(예: 세포 해독 또는 DNA 보호)을 되돌리고, 노화된 섬유아세포에서 매우 효율적으로 세포 증식을 촉진하는 강력한 효과가 있음이 입증되었다. 

3.2.1 Cell proliferation: β-Galactosidase 

베타-갈락토시다아제^β-Gal는 특히 노화 세포에서 과발현되는 가수분해효소이다[9]. Centella Reversa™는 β-Gal 수준을 41%까지 감소시킨다(그림 3). 상용 키트의 시약(X-gal)으로 염색 된 파란색은 β-갈락토시다아제의 존재를 나타낸다. 

3.2.2 Cell detoxification: Peroxiredoxin 

Peroxiredoxin-4^PrxIV는 산화 스트레스에 대한 보호 기능을 발휘하는 과산화 효소이며 ROS를 불활성화시키는 항산화 효소이다[10,11]. Centella Reversa™로 처리된 노화 섬유아세포에서 PrxIV의 수준이 노화 세포(100%) 대비 최대 72%까지 증가했다. 총 펩타이드 함량을 기반으로 한 용량 반응 효과가 관찰된다(그래프 2).

3.2.3 DNA protection: Poly(ADP-Ribose) Polymerase-1 

Poly(ADP-Ribose) Polymerase-1 (PARP-1)는 텔로미어의 안정성을 담당하는 핵 내 효소이다. DNA 회복을 강화하여 텔로미어를 보호하고 단축을 방지한다[12,13,14]. Centella Reversa™로 처리한 노화된 섬유아세포에서 PARP-1 수준이 노화된 섬유아세포(100%) 대비 증가하였음을 확인할 수 있다(그래프 3). 

Cell morphology: Fibroblast re-shaping 

유지 배지^MM 및 + 10μg/ml Centella Reversa™로 8일 동안 배양한 결과, 노화된 섬유아세포 형태가 눈에 띄게 어린 섬유아세포로 회복되는 것이 관찰되었다 (그림4). 

4. Clinical evaluation 

임상실험에서는 생체역학적 특성과 주름(탄력성과 유연성, 주름 진행 정도)을 측정하였으며, VISIA^®를 사용한 얼굴 안색 분석을 통해 전체적인 주름, 피부 결, 모공, 잡티, 홍반, 포르피린 등의 안티에이징 효과를 확인하였다. 이러한 연구는 피부(안색)시간 4년을 되돌려 젊어 보이게 하는 효과를 보여준다. 

4.1 In vivo biomechanical properties and skin wrinkles 

51~59세 여성 20명을 대상으로 눈가주름(Crow's feet) 부위에 Centella Reversa™ 2%를 2회 도포하여 플라시보 대비 더블 블라인드 연구가 수행되었다. 

Centella Reversa™는 기준 값과 비교하여 28일과 56일에 각각 최대 36%와 46%까지 피부 탄력을 유의하게 증가시켰고, 피부 탄성 지표는 28일과 56일에 기준 값과 비교하여 최대 21%까지 피부 탄성을 유의하게 증가시켰다(그래프 4). 탄력 지표를 기반으로 한 재생 지수^{Rejuvenation Index, RI}를 계산하고 젊은 지원자 그룹(20~25세)과 비교한 결과, 높은 연령대의 지원자 그룹(51~59세) 대상 결과는 다음과 같았다. 

주름 깊이에 대한 임상적 평가는 점진적으로 감소하여 9.3%까지 주름 감소의 유의한 차이가 확인되었다. 

4.2 In vivo and facial complexion analysis 

세 가지 유형의 조명에서 피부 특성 개선 테스트를 수행하였다. VISIA^® Canfield Imaging Systems DMF 사용하여 6가지 매개변수를 측정하였다(잡티, 피부결, 홍반, 주름, 포르피린 및 모공)[15]. 실험은 얼굴 부위를 28~56일 동안, 5명의 지원자(52~63세 여성)를 대상으로 연구 센터의 지시에 따라 Centella Asiatica Callus Conditioned Media 2%를 매일 2회 적용했다. 

Centella Reversa™를 각각 28, 56일 간 비교 했을 때, 모든 매개변수가 기준선 대비 크게 감소했다 (그림 5).

Conclusion 

위 결과들을 고려해봤을 때, 혁신적인 식물 기술 플랫폼을 통해 생산된 천연 식물 펩타이드는 성장 인자와 유사한 효과가 있다는 것이 입증되었다. 

Centella Reversa™의 이러한 결과는 화장품(노화 방지, 주름 개선, 모발 성장 촉진 등) 및 피부학(피부 재생, 상처 치유 등) 응용 분야 모두에 높은 잠재력을 가진 큰 기회를 제공할 것으로 기대된다. 기술 플랫폼에 의해 생산된 천연 식물 올리고펩타이드는 동물 성장 인자를 대안 할 수 있는 최초의 바이오액티브 성분이라고 자신한다.

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