식물 줄기 세포와 그 응용: 판매되는 제품에 대한 특별 강조
Mar 23, 2022
연락처: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 이메일:audrey.hu@wecistanche.com
Srishti Aggarwal1 · Chandni Sardana1 · Munir Ozturk2 · Maryam Sarwat1
1 Amity Institute of Pharmacy, Amity University, Noida,인도 우타르프라데시 201313
2 터키 이즈미르 에게대학교 식물학과
추상적인
소개
식물 줄기 세포는 분열 조직에 존재하는 선천적으로 미분화 세포로서 활력을 제공하고 나중에 다양한 부분이나 조직으로 분화되는 전구 세포의 꾸준한 공급을 제공합니다(Batygina 2011). 식물에서 줄기 세포의 두 가지 중요한 출처는 정단 및 측부 분열 조직입니다(Dodueva et al. 2017). 이러한 세포의 특징은 자가 재생과 분화된 세포를 생성하는 능력입니다(Xu and Huang 2014). 식물줄기세포는 노화와 노화의 과정을 거치지 않고 분화를 거쳐 전문화되거나 비특화화된 세포를 형성한다. 이들은 차례로 모든 기관이나 조직으로 발전할 가능성이 있습니다. 따라서 식물 줄기 세포를 전능 세포라고 합니다. 이러한 세포는 재생 가능성이 있어 종의 일생 동안 새로운 기관을 형성할 수 있습니다(Dinnenny and Benfey 2008). 식물 줄기 세포는 적응의 한 형태이지만 부동성으로 인해 식물이 위험하고 스트레스가 많은 자극에 대응하기 어렵습니다. 줄기 세포는 식물이 혹독한 외부 조건에서 생존하여 식물의 생명을 보존하는 데 도움이 된다는 가설이 있습니다(Sena 2014). 이들 세포는 작용(표 1)(Crespi and Frugier 2008; Kretser 2007; Sablowski 2007; Verdeil et al. 2007; Vijan 2016) 또는 위치(표 2)(Bäurle and Laux 2003; Byrne et al. 2003, Stahl 및 Simon 2005).
배양에서 식물 줄기 세포의 증식
식물에서 줄기 세포의 유지에 기여하는 몇 가지 중요한 요소는 알려져 있습니다. 여기에는 포유동물에서와 유사한 방식으로 줄기 세포의 미세 환경 및 후성 유전적 제어로부터 전달되는 신호가 포함됩니다(Weigel and Jürgens 2002). 성숙한 식물 줄기 세포는 완전히 새로운 식물로 재생될 수 있는 전능성 줄기 세포로 구성됩니다. 식물 조직 배양 기술은 식물 대사 산물을 수확하기 위해 배양물에서 완전히 새로운 식물이나 조직 또는 특정 유형의 단일 세포를 형성하는 식물 줄기 세포 증식 과정에 중점을 둡니다(Sang et al. 2018 ). 이 기술은 환경적 제약에 관계없이 무균 조건에서 식물 재료의 생산을 표준화하는 데 사용됩니다. 거의 모든 식물 조직은 조직 배양을 시작하는 데 사용할 수 있습니다(Takahashi and Suge 1996). 배양을 위해 얻은 조직 물질을 외식편이라고 하며 절단면이 새로운 세포에 필요한 영역을 제공합니다. 이것은 상처 치유 반응과 유사합니다. 세포는 추가로 역분화되어 정상 식물 세포의 독특한 특징을 잃어 캘러스라고 불리는 무색의 세포 덩어리를 생성합니다. 여기서 줄기 세포는 분열 조직 영역의 것과 비슷합니다. 캘러스 세포는 더 높은 수율을 위해 액체 배양에서 개별 세포 또는 작은 세포 클러스터로 배양됩니다(Imseng et al. 2014; Pavlovic and Radotic 2017; Perez-Garcia and Moreno Risueno 2018). 식물에서 줄기세포를 번식하고 추출하는 과정과 관련된 다양한 단계와 기술이 그림 1에 나와 있습니다.

노화 방지 세뇨관
식물 줄기 세포의 잠재력
화장품의 새로운 트렌드에는 미라빌리스 할라파(Mirabilis jalapa)와 인도 구스베리 과일 필란투스 엠블리카(Phyllanthus Emblica)에서 추출한 식물성 복합물로 구성된 안티에이징 크림이 있습니다(Choi et al. 2015). 이 외에도 특정 페퍼민트 기반 헤어케어 제품도 식물 세포 배양 기술을 사용하여 파생됩니다(Barbulova and Apone 2014). 일부 제품은 식물과 인간 줄기 세포 기반 구성 요소의 조합으로 구성되며, 여기서 트로프엘라스틴은 인간 배아 줄기 세포에서 파생된 구성 요소입니다. 많은 화장품 제조업체는 제품에 줄기 세포 기술을 사용한다고 주장합니다(Schmid et al. 2008). 전문 스킨케어 화장품은 살아있는 식물 줄기 세포가 아닌 식물 줄기 세포에서 추출한 활성 유도체로 구성됩니다. 따라서 매끄럽고 단단한 피부와 같은 주장된 효과는 식물 추출물에 있는 항산화제의 존재 때문입니다(Schmid et al. 2008). 항산화 및 항염증 화합물과 같은 중요한 식물 성분은 포도(Vitis vinifera), 라일락(Syringa vulgaris), 스위스 사과(Uttwiler spatlauber)와 같은 다양한 식물에서 발견됩니다. 이러한 추출물을 함유한 화장품은 자외선으로 인한 손상에 대해 광 보호 작용을 나타낼 수 있습니다(Reisch 2009). 안토시아닌 및 커큐민과 같은 과일 기반 항산화 화합물은 각각 포도와 심황에서 발견되는 반면 사과 줄기 세포는 카로티노이드 및 플라보노이드와 같은 식물 영양소가 풍부한 것으로 간주됩니다(Prhal et al. 2014). 토마토(Solanum Lycopersicum), 과수원 사과(Malus Domestica), 생강(Zingiber of canale), 클라우드베리(Rubus chamaemorus), 에델바이스(Leontopodium nivale) 및 아르간 싹과 같은 여러 다른 식물 공급원이 현재 화장품으로 개발되고 있습니다. (Argania Spinosa) 등 (Georgiev et al. 2018; Tito et al. 2011; Fu et al. 2001).


식물 줄기 세포와 동물 줄기 세포의 비교
줄기 세포는 다양한 특수 세포를 형성할 수 있는 미분화 세포 그룹으로 마스터 키 역할을 합니다. 이러한 세포는 성장과 조직 생성에 필수적입니다. 포유류에서 줄기세포의 가장 큰 단점은 특수화된 세포가 원래의 미분화 상태로 돌아갈 수 없다는 것입니다. 이러한 한계는 외부 조작 없이 원래의 상태로 되돌릴 수 있는 식물 줄기세포의 경우 극복된다. 식물은 줄기 세포를 보충하기 위해 자연적인 재프로그래밍 과정을 수행합니다(Heidstra and Sabatini 2014). 포유류 줄기 세포 시스템과 식물 줄기 세포 시스템의 단백질은 본질적으로 다양하지만 서로 상호 작용하는 방식에서 주요 유사성을 관찰할 수 있습니다. 예를 들어, 줄기 세포가 서로를 강화하거나 약화시키는 과정(Zubov 2016; Greb and Lohmann 2016). 동물 세포는 외부 조작의 결과로 줄기 세포 상태로 되돌리기에 취약합니다. 그러나 이 과정에는 특정 단백질의 농도를 높이는 것과 같은 단계가 포함되어 극도로 섬세하고 복잡합니다. 동물 세포에 비해 식물 세포를 쉽게 조작하는 이유에 대한 더 나은 통찰력을 얻음으로써 인간에서 세포 재프로그래밍의 임상 잠재력이 향상될 수 있습니다(You et al. 2014). 수식은 줄기세포의 진화 과정에서 단백질 사이에 발생하는 상호작용과 줄기세포 형성 과정과 관련된 단백질과 유전자 사이에 일어나는 상호작용을 분석하는 효과적인 도구로 활용될 수 있다(Sablowski). 2004) (그림 2).
식물 줄기 세포 v/s 식물 줄기 세포 추출물
많은 화장품 제조사들이 자사 제품에 줄기세포가 포함되어 있다고 주장하지만 실제로는 줄기세포 추출물이 포함되어 있고 살아있는 줄기세포는 포함되어 있지 않습니다. 용어는 화장품 제조업체의 주장에 있어 중요한 요소입니다. 제조사의 '식물 줄기 세포' 주장에 대한 통찰력을 얻으려면 화장품 성분에 대한 이해가 필요합니다. 여기에는 원시 세포에서 추출한 줄기 세포의 사용이 포함될 수 있습니다(Lohmann 2008). 다양한 스킨케어 제품과 화장품 제조사들이 줄기세포 기술을 다양한 용도로 사용한다는 주장으로 제품을 마케팅하고 있다. 안티에이징 세럼, 라이트닝 크림, 라이트닝 클렌저 및 로션과 같은 일련의 제품이 있는 Image Skincare가 그러한 예입니다(Draelos, 2012). 또한 더마퀘스트 줄기세포 3D HydraFirm 세럼, 펩타이드 아이 퍼밍 세럼 등 특정 줄기세포 제품은 치자나무(Gardenia jasminoides), 에키네시아(Echinacea purpurea), 라일락(Syringa) 등의 식물 유래 줄기세포를 함유하고 있음을 확인하고 판매하고 있습니다. vulgaris) 및 오렌지(Citrus sinensis)(Barbulova 및 Apone 2014). 스킨 케어에 사용되는 식물 줄기 세포에 대한 연구 기반 데이터의 과학적 증거는 피부 보호, 노화 방지 및 주름 방지제로서의 잠재력을 보여줍니다. 하지만 화장품 제형에 사용되는 줄기세포는 이미 죽은 상태다. 줄기 세포에서 추출한 추출물은 활성 줄기 세포와 같은 방식으로 작용하지 않습니다. 매끄럽고 단단한 피부의 무장 효과는 항산화제 및 줄기 세포의 활성 추출물과 같은 다른 유익한 식물 제품의 존재로 인해 발생합니다. 줄기 세포에서 모든 확실하고 긍정적인 결과를 얻고 스킨케어 제품에서 설명된 응용 프로그램에 따라 작동하도록 하려면 활성 세포로 통합되어야 하며 화장품 제형에서도 그대로 유지되어야 합니다(Reisch 2009).

항염증 시스탄체 추출물
인간 줄기 세포 보호
탯줄에 있는 혈액에서 추출한 세포는 윤리적으로 인정되는 인간 줄기 세포의 원천입니다. Uttwiler spatlauber 종의 줄기 세포 추출물은 두 가지 다른 연구에서 제대혈에서 얻은 줄기 세포의 성장에 미치는 영향을 연구하고 관찰했습니다. 첫 번째 연구는 추출된 세포가 인간 줄기 세포의 증식 활성에 미치는 영향을 관찰하기 위해 설계되었습니다. 그 효과는 농도 의존적인 것으로 관찰되었다. 두 번째 실험은 적절한 파장의 광원으로 자외선을 조사하는 기술을 사용하여 스트레스 환경에서 줄기 세포를 유지하여 수행되었습니다. 성장 배지에서만 배양된 세포의 50%가 죽은 반면, Uttwiler spatlauber의 줄기 세포 추출물이 있는 상태에서 배양된 세포는 생존력 측면에서 약간의 손실만 발생한 것으로 밝혀졌습니다. Schmid et al. 2008).
섬유아세포의 노화 징후 역전
노화는 약 50번의 분열 후에 세포가 더 이상의 분열을 겪을 능력을 잃는 자연적인 과정으로 설명됩니다. 그러나 노화는 손상된 세포 DNA에 대한 교정 반응과 같은 근본적인 외상의 결과로 세포 수명 주기의 초기에 발생할 수도 있습니다. 조기 노화는 조직 재생 과정에 필수적이기 때문에 특히 줄기 세포를 공격할 때 잔혹한 것으로 간주될 수 있습니다. 섬유아세포를 기반으로 조기 노화를 입증하고 예방하기 위한 세포 모델을 개발했습니다. 과산화수소를 2시간 동안 처리한 후 세포에서 전형적인 노화 징후가 관찰되었습니다. 이 모델은 Uttwiler spatlauber 줄기세포 추출물의 항노화 활성을 확립하기 위해 개발되었다(Fig. 3)(Schmid et al. 2008).
고립된 모낭의 노화 지연
사람의 모발의 모낭은 성형 수술 후 남은 피부 조각에서 미세 절개 과정을 통해 분리됩니다. 이를 위해 성장기에 존재하는 모낭이 사용됩니다. 모낭은 분화된 세포 뿐만 아니라 표피 및 멜라닌 세포 기원의 줄기 세포의 공동 배양의 자연적 모델을 모방하는 미니 기관 시스템과 비교할 수 있습니다. 이 모낭은 14일 동안 늘어나도록 허용된 성장 배지에서 보존되며, 그 후 모낭 세포는 노화 단계에 들어가거나 세포자멸사, 즉 프로그램된 세포 사멸 과정을 거칩니다. 혈액순환이 잘 되지 않아 고립된 모낭은 더 오래 살 수 없고 성장할 수 없습니다. 그러나 괴사 과정을 지연시키는 활동을 결정하기 위해 분리된 모낭을 검사합니다(그림 4)(Schmid et al. 2008; Nishimura et al. 2005).
주름 개선 효과
PhytoCellTec™ Malus Domestica의 주름 방지 활성은 4주 동안 수행된 임상 시험을 통해 확립되었습니다. 2% PhytoCellTec™ Malus Domestica 추출물을 구성하는 크림을 까마귀 발에 하루 두 번 투여했습니다. 크림의 효과를 확인하기 위해 정해진 시간 간격을 두고 PRIMOS 시스템을 이용하여 주름의 깊이를 분석하였다. 크림을 투여하기 전에 까마귀 발 부위의 디지털 사진을 촬영하고 연구 종료 시 촬영한 사진과 비교했습니다. PhytoCell TecTMMalus Domestica 크림의 적용은 2주 후, 그리고 4주 후에 주름 깊이를 현저히 감소시키는 것으로 보고되었습니다. 비교를 위해 피사체의 3D 사진을 생성하여 효과를 효과적으로 시연할 수 있습니다. 주름 방지 활성은 디지털 사진으로도 관찰할 수 있습니다(그림 5)(Schmid et al. 2008; Sengupta et al. 2018).

시스탄체 튜불로사 추출물 효능: 안티에이징
시판 제품
다양한 추출 기술을 통해 식물에서 얻은 줄기세포 추출물은 현재 일상적인 화장품(소비자가 일상적으로 사용하는)의 생산과 전문 케어 화장품에 모두 사용되고 있습니다. 이들은 Catharanthus roseus 식물에서 얻은 활성 성분인 알부틴과 같은 미백제와 C.tincorius에서 얻은 홍화 및 향료와 같은 다양한 식물 색소입니다. 스위스에서 재배된 희귀종 사과에서 채취한 줄기세포는 저장성이 우수한 것으로 관찰되었습니다. 이 배양된 사과 줄기세포 추출물은 고압 균질화 하에서 식물 세포 용해를 포함하는 추출 과정을 거쳐 얻어졌다(Oh and Snyder 2013; Trehan et al. 2017). 스위스 부흐스에 있는 화장품 회사 Mibelle AG Biochemistry는 인간 섬유아세포를 배양하고 Uttwiler spatlauber 줄기 세포의 2% 추출물에서 배양한 이들 세포에서 cDNA 손상의 특징적인 증상을 유발하는 실험을 수행했습니다. 이러한 줄기 세포는 세포의 증식과 성장에 필수적인 다양한 유전자를 상향 조절하고 헤메옥시게나제(haemeoxygenase)로 알려진 필수 항산화 효소의 발현을 자극하여 피부 섬유아세포의 노화 과정을 역전시킬 수 있었습니다.{5} }. 이번 실험을 통해 제대혈 유래 줄기세포의 수명 연장 및 생존율 증가 효과도 입증됐다.

분리된 인간의 모낭(Schmid et al. 2008). 유능한 생산 방법을 사용하여 개발한 또 다른 제품은 클라우드베리(Rubus chamaemorus) 세포입니다. 이 경우에 정착된 캘러스와 Rubus chamaemorus의 현탁 배양에서 생물반응기가 사용되었으며 Murashige와 Skoog는 키네틴 및 -나프탈렌 아세트산과 같은 식물 호르몬이 풍부한 배지였습니다. 이 방법으로 얻은 클라우드베리 세포 제품은 화장품 제조업의 원료로 대규모로 사용될 수 있었다. 이 표준화된 공정은 신선한 세포 또는 세포 분획 추출물, 강력한 생물학적 활성을 갖는 분리된 화합물, 동결 건조된 세포 제품, 방향제 또는 착색제 등의 지속 가능한 제조를 위한 전향적 기술이었습니다(Martinussen et al. 2004). 토마토(Lycopersicon esculentum) 세포에서 배양한 줄기세포는 중금속 독성으로 인한 부작용으로부터 피부를 보호하는 엄청난 잠재력을 가지고 있는 것으로 밝혀졌습니다. 친수성 화장품 활성 성분은 플라보노이드 및 루틴, 쿠마르산, 프로토카테추산 및 클로로겐산과 같은 페놀산과 같은 특정 성분의 농도가 비교적 높은 L.esculentum의 액체 배양물로부터 제조되었습니다.
이 토마토 줄기 세포 추출물은 중금속의 킬레이트화를 담당하는 항산화제와 킬레이트제 파이토킬라틴 함량이 더 높았습니다. 이것은 차례로 금속을 포착하고 세포 물질과 세포 소기관에 대한 잠재적인 손상을 방지합니다. 또한 이 방법으로 얻은 추출물은 건강한 피부 성장 및 유지를 지원하기 위한 스킨케어 화장품 영역에서 다른 경이적인 응용을 나타내는 것으로 관찰되었습니다(Tito et al. 2011). 정제 생강(Zingiber Officinale)은 식물 세포 역분화와 세포 내부의 활성 분자 합성 제어를 담당하는 식물 세포 배양의 특정 생명공학적 혼합을 달성함으로써 식물의 활성 세포로 구성됩니다. 제조사에서 수행한 임상 연구에서 여성은 모공 축소 및 매티파잉 효과의 결과 피부 구조의 50%가 개선된 징후를 나타내는 것으로 관찰되었습니다. 이 효과는 결과적으로 피부의 윤기가 감소하고 피지가 크게 감소하여 향상되었습니다. 피부에서 엘라스틴 섬유 합성의 증가가 체외 테스트에서 관찰되었으며 결과적으로 피지 생성 속도가 감소했습니다(Trehan et al. 2017).

생명공학연구소는 에델바이스(Leontopodium alpinum) 줄기세포 추출물에서 얻은 항노화 성분의 히알루로니다제 활성뿐만 아니라 보호 및 강력한 항콜라게나제 활성을 조사했습니다. 피부에 강력하고 강력한 항산화 효과를 나타내는 leontopodic acid A와 B가 풍부합니다(Trehan et al. 2017). XtemCell이 제공하는 특허받은 줄기 세포 기술은 영양이 풍부한 희귀하고 유기적인 식물의 활성 식물 세포를 활용하여 매우 순수하고 영양이 풍부한 새로운 세포를 생성할 수 있습니다. 특허 받은 기술은 기존의 화학 추출 기술과 달리 추출 과정의 결과로 지질, 단백질, 아미노산 및 파이토알렉신의 고농도를 약속합니다. 제조업체가 수행한 임상 연구에서 XtemCell 제품에 사용된 활성 세포가 표피의 가장 바깥쪽 세포에 거의 즉시 흡수된다는 것이 확인되었습니다. 따라서 피부 세포의 즉각적인 재생을 허용하고 영양 흡수를 증가시키며 피부의 필라그린 단백질 수를 향상시킵니다. 이들은 태양 노출 및 노화로 인한 추가 손상으로부터 피부를 보호하는 역할을 합니다(Trehan et al. 2017).
국제 시장
식물 줄기 세포 기반 화장품은 화장품 산업과 관련하여 높은 이해 관계를 가진 많은 제조업체와 유명 브랜드로 구성된 가장 다양하고 야심찬 시장 중 하나로 간주됩니다. 이 시장에서 지배적인 이름은 Mibelle 그룹 산업, L'Oreal 화장품, Estee Lauder, Channel 21, Christian Dior, Clinique cosmeceuticals, MyChelle Dermaceuticals, Juice Beauty 및 Intelligent Nutrients입니다(Oh and Snyder 2013). 화장품 시장의 주요 움직임은 다음과 같습니다.
• 유해한 자외선에 노출되고 결과적으로 노화 위험이 증가하여 열대 지역에서 식물 줄기 세포 기반 화장품에 대한 수요 증가(Blanpain and Fuchs 2006).
• 식물 줄기 세포 기반 화장품에 대한 수요 증가를 생성하여 피부의 영양 및 수분 요구 사항을 충족시키기 위해 피부막을 통해 직접 흡수될 수 있는 영양소에 대한 욕구(Barthel and Aberdam 2005). • 지난 수십 년 동안 미용, 노화 방지 및 기타 절차는 여성에게만 집중되었습니다. 그러나 최근 상업적으로 이용 가능한 화장품은 남성 인구도 대상으로 하고 있습니다(Trehan et al. 2017).

결론 및 향후 전망
식물 줄기 세포 및 관련 기술은 치료 및 화장품 산업에서 급박한 주제입니다. 식물 줄기 세포는 두 분야 모두에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있지만 과학적 증거가 부족하고 실험 목적으로 사용할 수 있는 다양한 분야로 인해 진정한 잠재력은 여전히 탐구되지 않고 있습니다. 식물 추출물 및 과일, 꽃, 잎, 줄기, 뿌리 등과 같은 부분의 사용은 고대부터 화장품 및 의약품 분야에서 확립되었습니다. 따라서 화장품에 식물 및 그 추출물의 적용이 광범위하고 제형화된 제품은 미백, 탈태닝, 보습, 세정 등과 같은 광범위한 적용 범위를 갖는다. 최근 식물 및 인간 줄기 세포 분야의 다양한 개발이 고려되고 있다. 인간 조직 재생의 중요한 원천을 찾는 데 중요한 이정표. 일반적으로 인간의 피부 세포는 탈수 현상으로 인한 부상, 감염 및 손상으로부터 신체를 보호하기 위해 지속적인 과정을 통해 스스로 재생합니다. 줄기 세포의 나이가 증가함에 따라 피부에 존재하는 조직의 가속화된 퇴화와 함께 치유 능력의 감소가 관찰됩니다. 따라서 건강한 피부를 위해서는 줄기세포의 보호와 지지적 유지가 필수적입니다. 제조사들은 식물줄기세포 기술을 적용한 제품을 빠르게 출시하고 있다.
이러한 제품은 일반적으로 다양한 종류의 손상, 특히 노화로부터 피부 줄기 세포를 보호하는 데 도움이 됩니다. 식물 줄기 세포 추출물을 기반으로 한 스킨케어 제품 개발 경향은 다양한 유형의 세포로 발달할 수 있는 식물 줄기 세포의 엄청난 잠재력으로 인해 현재 떠오르는 추세입니다. 현재 다양한 형태의 식물 줄기 세포와 그 추출물에서 파생된 제품이 화장품 산업에서 상업적으로 이용 가능합니다. 식물 성분에는 식물 호르몬 및 항산화제와 같은 치료 관련 식물 제품뿐만 아니라 충분한 양의 식물 줄기 세포가 있는 것으로 밝혀졌습니다. 우리 지구에 존재하는 풍부한 생물다양성은 사용할 수 있는 잠재력이 많습니다. 그들의 구성 요소와 구성 요소는 식물 줄기 세포의 공급원으로 사용되기 위해 미개척 및 미개발 상태로 남아 있으며 다양한 목적으로 화장품 산업에서 활용됩니다. 식물 줄기 세포 분야의 이러한 모든 유망한 발전과 다양한 응용에도 불구하고, 식물 유래 추출물과 줄기 세포의 추출물이 인간에게 인종에 특정한 영향을 미치는지 여부는 아직 명확하지 않습니다. 그렇다면 줄기 세포 기술의 모든 유익한 특성을 조절하는 숙주 인자를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 인간에게 줄기세포의 유익한 특성을 부여하는 유전자가 밝혀지면 매우 보람 있는 제안이 될 것입니다. 이것은 자연 치유 과정을 가속화하여 의료 시스템의 또 다른 목표를 달성할 것입니다.
cistanche 혜택: 노화 방지
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