인간진피섬유아세포에서 Type I Procollagen 발현 촉진 및 MMP-1 발현에 대한 Helichrysum italicum 에센셜 오일의 효과 및 주름개선인체효능평가
Effects of Helichrysum italicum Essential Oil on Type I Procollagen Promotion and MMP-1 Expression in Human Dermal Fibroblasts and Clinical Efficacy for Wrinkle Improvement
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초록
목적: 본 연구는 Helichrysum italicum 에센셜 오일(HIEO)의 항주름 화장품 소재로서의 가능성을 검증하기 위해 인간 진피 섬유아세포(HDF)를 이용하여 세포 독성, MMP-1 발현 억제, 및 type I procollagen 발현 촉진 효과, 눈가주름 개선 효과를 평가하고자 하였다. 방법: HDF 세포를 대상으로 MTT assay를 통해 세포 독성을 평가하였고, ELISA를 이용하여 HIEO의 Type I procollagen 발현 촉진 효과와 UV-A에 의해 유도된 MMP-1 발현 억제 효과를 확인하였으며, 40대-60대 평균나이 56세 성인21명을 대상으로 ANTERA 3D를 이용한 시험 물질 사용 전과 2주 사용 후, 4주 사용 후의 피부 눈가주름 개선도를 분석하였다. 결과: 세포 독성 시험에서 HIEO는 0.003125-0.05 % (v/v) 농도 범위에서 90% 이상의 세포 생존율을 유지하여 무독성 범위임을 확인하였다. Type I procollagen 발현 분석에서는 HIEO가 0.035 % (v/v) 농도에서 통계적으로 유의하게(p<0.01) 19.6% procollagen 생성을 증가시켰으며, 0.05 % (v/v) 농도에서 27.9% 유의하게(p<0.01) 증가시켰다. 또한, HIEO는 0.035 % (v/v) 농도에서 UV-A 유도 MMP-1 발현을 통계적으로 유의하게 억제하였으며(p<0.05), 억제율은 9.5%였고, 0.05 % (v/v) 농도에서 15.1% 유의하게 억제하였다(p<0.01). 피부 눈가주름 개선평가에서 피부의 주름을 나타내는 wrinkles small값이 시험물질 사용 전과 비교하여 시험물질 도포부위에서 2주 사용 후 5.92%, 4주 사용 후 11.63%, 대조물질 도포부위에서 2주 사용 후 0.55%, 4주 사용 후 2.38% 감소되는 변화를 나타냈으며, 총 4주간의 시험 기간 동안 시험 시료를 사용한 시험 부위는 시험 전에 비해 시험 2주 후부터 통계적으로 유의한 수준(p<0.001)으로 눈가 주름 지수가 감소하였다. 결론: 이상의 결과를 종합하면, HIEO는 세포 독성 범위 내에서 MMP-1 발현 억제와 type I procollagen 발현 촉진 효과를 동시에 나타내었고, 피부 눈가주름 개선효과를 나타내어 항주름 기능성 화장품 소재로서의 활용 가능성을 시사한다.
Abstract
Purpose: This study evaluated the anti-wrinkle potential of Helichrysum italicum essential oil (HIEO) as a cosmetic ingredient by assessing cytotoxicity, ultraviolet A radiation (UV-A)–induced matrix metalloproteinase-1 (MMP-1) expression inhibition, type I procollagen production stimulation in human dermal fibroblasts (HDFs), and periorbital wrinkle improvement in humans.Methods: Cytotoxicity in HDFs was identified using the MTT assay. The stimulatory effect of HIEO on type I procollagen and its inhibitory effect on UV-A–induced MMP-1 expression were quantified using enzyme-linked immunosorbent assay. Human use test was conducted in 21 healthy adults aged 40–60 years (mean age, 56 years). Periorbital wrinkle changes were analyzed with ANTERA three-dimensional at baseline, 2 weeks, and 4 weeks.Results: In the cytotoxicity assay, HIEO maintained ≥90% cell viability across 0.003125%–0.05% (v/v), indicating a non-cytotoxic range. Type I procollagen analysis revealed that HIEO significantly increased Type I procollagen production by 19.6% and 27.9% at 0.035% (v/v) and 0.05% (v/v), respectively (both p<0.01). Furthermore, HIEO significantly suppressed UV-A–induced MMP-1 expression by 9.5% at 0.035% (v/v) (p<0.05) and 15.1% at 0.05% (v/v) (p<0.01). Clinical periocular wrinkle assessment revealed decreased Wrinkles-small index (arbitrary units) at the HIEO-treated site by 5.92% at 2 weeks and 11.63% at 4 weeks, whereas the control site (jojoba oil) decreased by 0.55% and 2.38%, respectively. Over 4 weeks, the experimental site exhibited a significantly reduced wrinkle index from baseline beginning at 2 weeks (p<0.001).Conclusion: Within non-cytotoxic concentrations, HIEO demonstrated dual activity by inhibiting MMP-1 expression and enhancing type I procollagen production in HDFs. Moreover, it improved periorbital wrinkles in a 4-week human use test. These findings indicate that HIEO holds potential as an anti-wrinkle functional cosmetic ingredient.