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FGFs는 angiogenesis, 상처치료, 배아발달에 관여하는 성장인자로서 FGFs는 세포표면에 존재하는 heparin sulfate proteoglycans와 결합하여 FGF signal transduction을 유도하는 heparin-binding protein이다. FGFs는 여러 다양한 세포와 조직의 성장과 분화과정에서 중요한 역할을 담당하고 있습니다.
1974년 Dr. Gospodarowicz와 그의 동료들은 소뇌추출물에서 섬유아세포를 분열시키는 Fibroblast growth factor를 처음으로 발견하였습니다. 더 나아가 그들은 산성과 염기성분획물에서 두 가지 서로 다른 인자를 발견하여 Acidic fibroblast growth factor(FGF1)과 Basic fibroblast growth factor(FGF2)로 분류하였습니다. FGF2는 low molecular weight(LMW)와 high molecular weight(HMW)로 나뉘고 LMW FGF2는 주로 세포질에 존재하여 autocrine기능을 담당하며 HMW FGF2는 핵 내에 존재하여 intracrine기작을 통하여 활성을 나타냅니다.
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정상세포에서 bFGF는 blood vessels의 basement membranes과 subendothelial extracellular matrix에 존재하는데 신호전달펩타이드가 존재하지 않은 한 membrane에 결합된 상태로 존재합니다. 정상조직의 손상치유와 종양성장과정 중에는 heparan sulfate-degrading enzymes이 bFGF를 활성화시켜 새로운 혈관의 생성에 관여합니다. 또한, bFGF는 사람의 배아줄기세포 배양시 미분화상태로 유지시키기 위해서 절대적으로 필요한 사이토카인입니다.
FGFs는 조절, 형태유지, 내분비계 관련 여러 다양한 효과를 가지는 다기능성 단백질로서 주로 분열작용에 관여하고 있습니다. FGFs는 생물학적 측면에서 하나이상의 세포형태 또는 조직으로 발전할 수 있는 “pluripotent-다형성능”과 어떻게 수 많은 분자들이 하나의 수용체와 결합하여 그로부터 반응을 유도하는지 밝히는 생화학, 약리학적 개념인 “promiscuous-무차별성”으로 대표될 수 있습니다. FGF의 경우, 4개의 receptor subtypes이 20개 이상의 다른 FGF ligands에 의해 활성화되어 mesoderm induction, antero-posterior patterning, limb formation, neural induction, 뇌발달과정을 포함한 발달과정과 mature tissues/systems angiogenesis, 각질형성세포의 조직화, 상처치유과정에 참여합니다.
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| FGF는 기능이 워낙 뛰어나고 낮은 농도에서도 효과가 좋기 때문에 상처치료를 비롯한 다양한 의학적 분야에 사용되고 있습니다. |
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FGF는 섬유아세포를 포함한 다양한 세포에 대해서 증식 활성이나 분화 유도 등 다채로운 작용을 나타내는 다기능성 세포간 시그널 인자로서 상처치유과정과 신생혈관형성의 강력한 유도물질로서 중요한 역할을 합니다. 또한 중배엽에서부터 신경외배엽계통의 다양한 세포형태에서 DNA합성을 유도하는 가장 강력한 성장인자인자로 알려져 있습니다. 강력한 세포 분열 촉진 효과를 가지고 있어 노화되거나 상처 입은 (화상, 수술, 베인 상처, 찰과상, 치과 치료치아, 등) 근육, 골격, 연골, 피부 및 신경조직을 재생시키고 성장을 촉진시키는 역할을 합니다. 또한 피부세포에 대해 anti-aging, anti-wrinkle 작용을 하여 화장품 산업에도 이용되고 있으며 세포 또는 조직 내 혈류장애로 발생하는 질병을 치료하는데 이용되고 있습니다. |
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특히 줄기세포 배양시 줄기세포의 분화는 억제하면서 성장이 잘 이뤄질 수 있도록 강력한 줄기세포분열촉진제의 효능을 가지고 있습니다. 이런 연유로 줄기세포 배양 시 대량으로 사용되고 있습니다.
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그림에서와 같이 신생혈관생성도 FGF-1을 처리한 경우가 FG-1을 처리하지 않은 대조군과 비교하여 약 3배 이상의 효과를 나타냄을 알 수 있습니다. 새로운 조직이나 상처조직의 복구에는 반드시 혈관이 형성되어 영양분과 산소공급이 원할 하여야 합니다. FGF-1은 이러한 기능을 그 어떤 사이토카인이나 물질보다 훌륭하게 수행할 수 있습니다. |
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• 피부 친수성 강화효과 - 본래의 젊은 피부를 유지하는데 탁월한 효과를 발휘합니다.
• 피부 세포의 활성화로 피부가 새롭게 되살아남에 따라 피부 전체의 인상을 밝아지면서 뽀얀 피부를 유지해 줍니다.
• 피부 보습효과 - 보습단백질 생성 촉진시켜 수분 밸런스를 최적상태로 유지해 줍니다.
• 피부 탄력 강화효과 - 콜라겐과 엘라스틴합성을 촉진하여 피부탄력을 강화하여 피부결을 윤기 있게 해 줍니다.
• 손상된 피부 회복효과, 피부방어 기능 강화효과, 외부자극 방지효과가 있습니다.
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1997 년 미국의 Gregory L.Brown 박사는 「피부 노화를 억제하는 방법」이라고 하는 특허를 취득, 그 중에 FGF 가 진피에 효과를 주어 피부의 노화를 역행시키는 결과가 가져오는지 어떤지를 판정하기 위한 실험을 행하였습니다. 외상을 받지 않은 피부에 대해서 EGF 와 FGF 가 초래하는 양적효과와 질적 효과를 판정하기 위해서 12 명의 피험자를 대상으로 조사를 행하였습니다.
각 실험 대상자에 대하여 4 종류의 각기 다른 크림을 사용하여 국소적인 치료를 실시했습니다.
시험 부위는 좌우의 각 팔부분에 4개소로 나눠 시행하였습니다. 각 시험부위는 대상자마다 국소적으로 무작위 추출되어 아래와 같은 4가지의 크림이 사용되었습니다. 어느 쪽이든 성장 인자도 0.1μg/ml 의 농도로 처방되었다. 각 크림은 각각의 시험 부위에 대해서 1일 2회, 60일간 도포되었습니다. 60일의 기간이 종료후, 각 시험 부위로부터 2밀리 정도의 표본을 채취하여 진피를 분석해 하이드록시프롤린 (hydroxyproline) 량을 측정 했습니다. 무첨가 대조군을 기준치 1(1.0)으로 하여 다른 모든 측정치를 그 대조구에 대한 비율로 나타냈을 경우에 각 시험군으로부터 채취한 전 4 종류의 시험제품에 대해 아리드록시프롤린량을 계측한 결과는 표와 같습니다.
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60 일간의 연속 도포 후 진피의 히드록시프롤린 (hydroxyproline)량
[In vivo] (대조에 대한 비율) |
NO. |
연령 |
무첨가 CREAM
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EGF 0.1㎕/㎖
첨가크림
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FGF 0.1㎕/㎖
첨가크림
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EGF 0.1㎕/㎖/
FGF 0.1㎕/㎖ 첨가크림
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1 |
62 세 |
1.0 |
1.1 |
1.6 |
1.95 |
2 |
44 세 |
1.0 |
0.9 |
1.3 |
2.1 |
3 |
51 세 |
1.0 |
1.2 |
1.65 |
1.88 |
4 |
36 세 |
1.0 |
1.0 |
1.23 |
1.66 |
5 |
62 세 |
1.0 |
1.0 |
1.14 |
1.36 |
6 |
52 세 |
1.0 |
0.77 |
1.23 |
1.78 |
7 |
44 세 |
1.0 |
1.0 |
1.77 |
2.04 |
8 |
32 세 |
1.0 |
1.9 |
1.35 |
1.42 |
9 |
39 세 |
1.0 |
1.0 |
1.22 |
1.82 |
10 |
60 세 |
1.0 |
1.22 |
1.35 |
1.56 |
11 |
46 세 |
1.0 |
1.1 |
1.67 |
2.31 |
12 |
36 세 |
1.0 |
1.0 |
1.88 |
2.78 |
평균 |
1.0 |
0.924 |
1.45 |
1.8 |
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하이드록시프롤린 분석에 의하면 FGF의 경우는 하이드록시프롤린량이 45%나 증가했고 EGF와 FGF를 조합했을 경우에는 FGF만을 사용했을 때보다 웃도는 부가적인 효과를 가져오는(80%증가)것으로 나타났습니다. 하이드록시프롤린은 콜라겐 합성 시 필수적인 아미노산으로 이 성분이 없으며 아무리 콜라겐을 만들려고 해도 만드는 것이 불가능하다. 따라서 이 성분이 함량이 증가하면 콜라겐 합성이 늘어나게 되어 장기적으로 콜라겐 합성증가에 따른 주름개선효과를 볼 수 있습니다.
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| 국제화장품원료집(International Cosmetic Ingredient Dictionary and Handbook)에는 Human Olgopeptide-13을 정식 등록되어 있습니다. |
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