아모레퍼시픽 기술연구원 최은정 책임연구원
[더케이뷰티사이언스] 스트레스는 노화, 건조, 색소침착 등 피부에도 악영향을 미친다. 특히 콩팥의 부신 피질에서 분비되는 스트레스 호르몬인 코르티솔(cortisol)은 피부장벽의 손상 및 약화로 인해 외부 유해인자로부터 피부를 보호하는 기능이 떨어지는 현상인 ‘피부장벽 기능장애(skin barrier dysfunction)’의 주요한 요인이기도 하다. 또한 스트레스 상황에서 피부는 코르티손(cortisone) 호르몬을 코르티솔 호르몬으로 전환시키는 효소(11β-HSD1) 를 증가시키며, 이로 인해 피부 내 코르티솔 농도는 더욱 높아진다.
아모레퍼시픽 기술연구원은 헤리티지 원료인 콩에서 찾은 ‘쿠메스트롤(coumestrol)’이라는 물질에 주목해 쿠메스트롤이효소(11β-HSD1)에 작용해 코르티솔로의 전환을 억제하고, 이를 통해 스트레스 상황에서도 피부장벽기능 장애를 낮출 수 있다는 결론을 얻었다.
아모레퍼시픽 기술연구원은 지난 5월 10일 오후(현지시간) 미국 시카고에서 열린 세계피부연구학회(SID, Society for Investigative Dermatology) 연례 학술대회에서 이같은 연구 결과를 발표했다. 이번 연구는 지난 5월 8~11일 미국 시카고에서 열린 올해의 세계피부연구학회 연례 학술대회(2019 Society for Investigative Dermatology 77th Annual Meeting)의 ‘selected ePoster Discussions’ 세션을 통해 처음 소개됐다. 이 학회에서 한국 화장품 기업이 발표한 것은 이번이 처음이다. 아모레퍼시픽 기술연구원 최은정 책임연구원에게 10여 년간 진행한 연구 과정을 들었다.
연구를 시작한 배경을 소개해주세요.
나날이 복잡해지는 사회구조와 과도한 업무 및 학업, 대인관계에서 오는 어려움 등으로 인해 현대인들은 누구나 스트레스를 경험하며 살아가고 있습니다. 이러한 스트레스로 인한 피부 고민 또한 증가되고 있기에, 정신적 스트레스 상황에서 생기는 고객의 피부 고민을 해결할 수 있는 솔루션 개발이 필요하다고 생각해 연구를 시작했습니다.
앞서 PSP(sychological stress) 상태에서 피부장벽 기능과 11β-HSD1의 변화를 연구했는데요. 어떤 내용인가요.
연세대학교 원주의과대학 피부과와 공동 연구를 통해, 정신적으로 스트레스를 받을 때 피부의 코르티솔(Cortisol) 증가가 피부장벽의 손상 및 약화를 유발해 유해인자로부터 피부를 보호하는 기능이 떨어지는 현상인 ‘피부장벽 기능장애(Skin barrier dysfunction)’를 유발한다는 것과 활성이 약한 코르티손(Cortisone)을 활성이 강한 코르티솔로 전환시키는 효소(11β-HSD1)를 피부에서 증가시킨다는 것을 밝혔습니다. 이 연구를 통해서 11β-HSD1이 정신적 스트레스 상황에서 코르티솔에 의한 피부장벽 기능장애를 개선할 수 있는 타깃이 될 수 있다는 근거를 확보한 것이지요.
이번 연구는 어떤 내용인가요.
이전 연구에서 밝힌 정신적 스트레스에 의한 피부장벽 기능장애 개선의 타깃인 11β-HSD1를 제어할 수 있는 소재를 찾은 것입니다. 한국과학기술연구원(KIST) 천연물연구소와의 협업으로 아모레퍼시픽의 헤리티지 원료인 콩에서 찾은 ‘쿠메스트롤(Coumestrol)’이 코르티손이 코르티솔로 전환되는 것을 억제하고, 이를 통해 스트레스 상황에서도 피부장벽 기능장애를 낮출 수 있다는 것을 규명했습니다.
UVB 조건으로 실험을 진행했는데, PS와 UVB간의 연관성이 궁금합니다.
11β-HSD1 활성을 제어하는 소재를 발굴하기 위한 세포 실험 모델을 구축함에 있어서, 각질형성세포(Keratinocyte)에서 11β-HSD1 발현을 증가시킬 수 있는 자극원이 필요했고, 기존 연구에서 보고된 내용을 참고해 각질형성세포에 UVB를 조사하는 조건으로 실험을 진행했습니다. UVB를 조사한 각질형성세포에서 11β-HSD1 발현이 증가되는 것으로 미루어 보아 스트레스 상황에서 자외선 조사는 간접적으로 코르티손이 코르티솔로 전환되는 것을 촉진해 스트레스에 의한 피부 손상을 가속화시킬 수 있을 것으로 생각됩니다.
쿠메스트롤이 코르티손에서 코르티졸로 변환되지 않도록 제어해주면서 피부장벽 장애를 막을 수 있는 결과를 도출했는데요.
각질형성세포는 지속적으로 증식-분화-탈락 과정을 거칩니다. 이 중 한 단계에서라도 이상이 생기면 피부장벽 기능에 이상이 생깁니다. 케라틴세포 분화마커 발현 확인을 통해 스트레스 호르몬 코르티졸에 의해 각질형성세포의 분화가 저해되는 것을 확인할 수 있고, 쿠메스트롤에 의해 분화가 정상적으로 회복됨을 확인할 수 있습니다. 즉, 쿠메스트롤이 코르티졸에 의해 저해되었던 각질형성세포의 분화를 정상화함으로써 피부장벽 장애를 정상화할 수 있음을 확인한 것이지요.
10여 년간 연구를 진행한 결과로 알고 있습니다. 어떤 연구들을 진행해 왔고 실제 제품에 적용된 사례가 있다면.
스트레스와 피부노화와의 관계를 연구한 결과, 도시여성의 노화 특징 연구를 바탕으로 스트레스가 피부노화에 미치는 요인 중 하나임을 밝혔고, 2014년에는 아이오페 브랜드를 통해 ‘어반 에이징 코렉터 에센스’를 출시한 바 있습니다. 이후 도시 노화의 특징과 기전, 이를 해결할 수 있는 소재들을 끊임없이 연구해 온 결과, 이번 연구까지 이어지게 되었습니다. 또한, 아모레퍼시픽에서는 아시아의 익숙한 소재인 콩, 특히 우리나라 토종콩에서 피부 효능 물질을 찾기 위해 품종 연구와 재배법, 원료화 연구에 이르기까지 다양한 조건에서 피부 특화 소재를 찾기 위한 노력도 이어왔습니다.
이번 연구 결과의 가장 큰 의미는 무엇인가요?
많은 사람들이 막연히 느끼는 ‘스트레스를 받았더니 피부가 안 좋아진 것 같다’는 고민의 인과관계를 확인하고, 기전을 과학적으로 규명하여 이것을 완화할 수 있는 소재를 제안했다는 점입니다.
향후 진행할 예정인 실험이나 제품개발 계획이 있는지요?
정신적 스트레스에 의한 피부장벽 장애를 완화하는 솔루션 개발에서 더욱 확장해 정신적 스트레스와 피부 노화 간의 관계 연구 및 이에 대한 솔루션 개발에 대한 연구를 진행하려고 합니다. 그리고 이번 연구 성과는 안티에이징 제품에 적용해 출시를 계획하고 있습니다.
지난 5월 미국 시카고에서 열린 세계피부연구학회(SID) 제77회 학술대회에서 한국 화장품기업의 발표가 처음이라고 들었습니다. 소감이 어떠신지요.
세계피부연구학회는 Skin biology 및 Disease 분야 전반에서 기초, 응용, 임상 연구를 아우르는 최신 피부과학 연구 결과를 발표하고 공유하는 학회이며 피부과학 분야 리딩 연구 그룹과 글로벌 화장품 기업이 참여하는 학회입니다. 학회 특성상 대학이나 연구기관의 발표가 주를 이루는데, 이번 발표를 통해 한국 화장품 기업에서도 깊이 있는 기초연구가 수행되고 있고 이것이 제품 개발로 이어짐을 알릴 수 있는 기회가 된 것 같습니다. (1937년 설립된 세계피부연구학회(SID· Society for Investigative Dermatology)는 피부연구분야 최고 권위의 학회로 평가 받는다. 올해 학술대회에서는 여러나라에서 1650명이 참석했다.)
이번 연구결과로 기대되는 바가 있다면?
다양한 스트레스 상황에서 나타나는 피부 고민들 중 일차적으로 피부 장벽 손상으로 인한 건조, 트러블 등의 고객의 피부 고민을 개선할 수 있기를 기대하고 있습니다.
ABSTRACT
E Choi1, J Kim2, Y Kang1, S Choe3, G Cho1, J Kim1, S Kim2, E Choi3, W Park1, H Kim1 and E Son1 1 AmorePacific Corporation, Yongin-si, Gyeonggi-do, Korea (the Republic of ), 2 Natural Products Research Institute, Korea Institute of Science and Technology, Gangneung, Korea (the Republic of ) and 3 Department of Dermatology, Yonsei University Wonju College of Medicine, Wonju, Korea (the Republic of )
Psychological stress disrupts skin barrier function including decreased keratinocyte differentiation and impaired stratum corneum integrity. Cortisol, which plays a key role in the stress response, is increased by activation of the hypothalamic-pituitary-adrenalHPA axis. In the skin, cortisol can also be produced through the conversion of cortisone by 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 111β-HSD1. We previously reported the changes in skin barrier function and 11β-HSD1 under psychological stress during exam duration of medical students and confirmed that cortisol reduced keratinocyte differentiation. Based on our previous study, we hypothesized that, along with receptors for cortisol, 11β-HSD1 can be a target to ameliorate cortisol-mediated skin barrier dysfunction. Through the screening, we found that coumestrol, a natural isoflavone, inhibited conversion of cortisone to cortisol in normal human epidermal keratinocytes. In addition, coumestrol improved the reduction of keratinocyte differentiation induced by the converted cortisol. These results indicate that coumestrol could be effective in restoring the skin barrier dysfunction induced by cortisol, and suggest that coumestrol can help in maintaining a healthy skin against psychological stress.
※출처: https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(19)30575-5/fulltext