筛选与皮肤老化有关的基因和防止皮肤老化的材料的方法
专利名称：筛选与皮肤老化有关的基因和防止皮肤老化的材料的方法
技术领域：
本发明涉及筛选表现出与皮肤老化有关的特性变化的基因的方法以及通过控制这些基因的表达筛选防止皮肤老化的物质的方法。
背景技术：
到目前为止，主要在皮肤真皮层(dermal layer)的变化方面进行了关于皮肤老化的研究，且主要集中于调节胶原蛋白和胶原酶MMP (基质金属蛋白酶，matrixmetal1proteinase)的生物合成。而且,抗老化化妆品中的唯一活性成分是视黄醇,众所周知，该活性成分能够有效地促进胶原蛋白的生物合成。然而，通过简单的促进胶原蛋白合成不能充分实现皮肤老化的预防，而且，皮肤老化的症状和相关因素随着导致老化的原因不同而不同。因此，为了下一代功能性化妆品的发展，需要研究全面考虑了各种不同因素的新方法。另外，必需通过综合分析与皮肤老化有关的特性基因的变化以确定引起皮肤老化的原因和理解皮肤老化的机理，从而开发预防和治疗皮肤老化的技术，控制与皮肤老化有关的靶基因的表达。
发明内容
技术问题相应地，为获得与防止老化有关的新的靶基因，本发明的发明人利用基因芯片，通过全面筛选显示出与皮肤老化有关的特性变化的基因而进行了大量的尝试。因此，本发明的目的是提供新的与防止老化有关的靶基因。本发明的另一个·目的是提供筛选新物质的方法，所述物质通过控制以上基因的表达而表现出抑制皮肤老化和治疗皮肤疾病的效果。技术方案为了实现上述目的，本发明提供了一种筛选与皮肤老化有关的基因的方法，该方法包括以下步骤:1)从皮肤组织中提取总RNA，并将提取到的RNA进行微阵列分析；2)利用生物信息学技术(bioinformatics technique)分析随老化而改变的基因；3)选择与皮肤老化有关的候选基因；以及4)通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)确认所述候选基因。本发明还提供了一种用于筛选防止皮肤老化的物质的方法，该方法包括以下步骤:1)用控制细胞内基因表达的候选物质处理皮肤细胞样品；2)将皮肤细胞样品暴露于具有皮肤老化因子的环境中，以诱导细胞内基因的表达；以及3)测试步骤2)中皮肤老化因子诱导的细胞内基因的表达。有益效果根据本发明的筛选方法，可以根据引起皮肤老化的不同原因而筛选与皮肤老化有关的基因。此外，不仅可以研究与UV辐射引起的光老化有关的基因，而且还可以研究引起与更年期相关的自然老化(intrinsic aging)的基因，而且根据靶基因的不同，可以开发差异化产品(differentiated products)。因此,可以从根本上防止皮肤老化。
图1显示了对年轻人和老年人的皮肤中甘丙肽前体肽源(galaninprepropeptide)进行的微阵列分析和定量RT-PCR的结果。图2和3显示了通过SiRNA方法抑制甘丙肽前体肽源的表达，然后测试抗老化标记(MMP)和炎症因子的表达中UV诱导的变化，以分析甘丙肽前体肽源的功能而获得的结
果O图4显示了甘丙肽前体肽源和胶原蛋白的表达之间的关系，应用与图2和3所示的相似方法，通过抑制甘丙肽前体肽源的表达而确定的该关系。图5显示了对年轻人和老年人的皮肤中骨甘氨酸(osteoglycin)进行的微阵列分析和定量RT-PCR的结果。图6显示了甘丙肽前体肽源和胶原蛋白的表达之间的关系，通过抑制骨甘氨酸的表达而确定的该关系。图7显示了 16个脂溢性角化病中表达增强的基因。
具体实施例方式尽管皮肤老化是由不同因素引起的，但是将着重从以下方面对本发明进行描述。1、由于时间推移而引起的自然老化
2、由激素引起的更年期老化3、脂溢性角化病
本发明提供了一种筛选与皮肤老化有关的基因的方法，该方法包括以下步骤:1)从皮肤组织中提取总RNA，并将提取到的RNA进行微阵列(miCToarray)分析；2)利用生物信息学技术分析随老化而改变的基因；3)选择与皮肤老化有关的候选基因；以及4)通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)确认所述候选基因。参与或者不参与皮肤老化的基因、男性或女性中表达增强或减弱的基因，随引起皮肤老化的原因不同而不同，而且表达改变的基因可被确定为与皮肤老化有关的基因。因此，可以挑选这些基因作为与皮肤老化有关的候选基因。在本发明中，通过筛选方法发现:甘丙肽前体肽源、Wnt3、TNS4、骨甘氨酸等可以作为与皮肤老化有关的新的靶基因，但是，本发明的范围并不局限于此。本发明还提供了一种筛选物质的方法，所述物质通过控制以上靶基因的表达而具有防止皮肤老化的能力。具有防止皮肤老化作用的候选物质可以通过使用细胞搜索系统搜索，然后利用志愿者的皮肤评估其对人体的作用而进行筛选。本发明还提供了一种用于筛选防止皮肤老化的物质的方法，该方法包括以下步骤:1)用控制细胞内基因表达的候选物质处理皮肤细胞样品；2)将皮肤细胞样品暴露于具有皮肤老化因子的环境中，以诱导细胞内基因的表达；以及3)测试步骤2)中皮肤老化因子诱导的细胞内基因的表达。关于本发明所述方法的步骤I)中的细胞样品，可以使用任何细胞，只要将它们置于导致皮肤老化的环境中时，能诱导与皮肤老化有关的基因的表达即可。具有皮肤老化因子的环境的实例包括但并不限于各种引起皮肤老化的因子，包括:紫外线、热和激素。在本发明所述方法的步骤3)中，皮肤老化因子诱导的细胞内基因的表达可以通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)进行测试。根据以上所述的方法，我们可以找到与皮肤老化有关的新的靶基因，并开发新的和差异化产品，根据皮肤老化有关的基因的不同原因，所述产品作用于与皮肤老化有关的基因。实施例下文中，将结合实施例进一步详细地描述本发明。但是，应当理解的是，这些实施例是以说明为目的的，在不脱离本发明范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换都是被允许的。测试实施例1:自然老化模型的微阵列分析为了筛选与由于时间推移而引起的自然老化有关的基因，在人皮肤上进行测试。挑选18-25岁的年轻人(4男4女)和78_82岁的老年人(4男4女)作为受试者，从每个受试者身上通过4-8mm的穿刺活检(punch biopsy)采集4_6个臀部皮肤样品。从采集的皮肤样品中提取总RNA并进行微阵列分析(Affymetrix GeneChipHuman HG-U133 Plus2.0),利用生物信息学技术(DAVID Bioinformatics Resources/Genespring)分析随年龄而改变的基因。根据分析结果选择与皮 肤老化有关的候选基因，并通过定量RT-PCR的结果进行确认。下表I显示了在男性或女性中表达增强或减弱的基因数。表I
只在男性中存在共同的只在女性中存在
男性女性
总数 497200200123
增强的 405%3856
减弱的 92 6216267(Ρ〈=0.05，2 倍变换 U133-2 探针(probes)，无 FDR)因为没有在男性中增强、女性中减弱的探针，因此，共同基因中不存在在男性和女性之间具有差异的探针。下表2显示了在老年男性和老男女性皮肤中表达都增强的基因。表权利要求
1.一种筛选与皮肤老化有关的基因的方法，该方法包括以下步骤: O从皮肤组织中提取总RNA，并将提取到的RNA进行微阵列分析； 2)利用生物信息学(bioinformatics)技术分析随老化而改变的基因； 3)选择与皮肤老化有关的候选基因；以及 4)通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)确认所述候选基因。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，皮肤老化是由于时间推移而引起的自然老化、由激素引起的更年期老化或者脂溢性角化病。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述自然老化与选自由LPL、ADIPOQ、PLN、AL0X15B、SPRR1A、STP12A、INSIGl和GAL组成的组中的一种或多种基因有关。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述更年期老化与选自由MMP3、FIGF,CMAl、RSP03、DPP4、C0L1A1、LPHN3、GREBl和OGN组成的组中的一种或多种基因有关。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述脂溢性角化病与选自由L0XL2、WNT3、C0L17A1、CIDEB、H0XA7、CDH3、SILV、MXl、PLAT、CCL2、ID1、AQP3、TNS4、ISG15、FGFR3 和 pl6组成的组中的一种或多种基因有关。
6.一种用于筛选防止皮肤老化的物质的方法，该方法包括以下步骤: 1)用控制细胞内基因表达的候选物质处理皮肤细胞样品； 2)将皮肤细胞样品暴露于具有皮肤老化因子的环境中，以诱导细胞内基因的表达；以及 3)测试步骤2)中皮肤老化因子诱导的细胞内基因的表达；
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述细胞内基因是指与由于时间推移而引起的自然老化、由激素引起的更年期老化或者脂溢性角化病有关的基因。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述自然老化与选自由LPL、ADIPOQ、PLN、AL0X15B、SPRR1A、STP12A、INSIGl和GAL组成的组中的一种或多种基因有关。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述更年期老化与选自由MMP3、FIGF,CMAURSP03、DPP4、C0L1A1、LPHN3、GREBl和OGN组成的组中的一种或多种基因有关。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述脂溢性角化病与选自由L0XL2、WNT3、C0L17A1、CIDEB、H0XA7、CDH3、SILV、MXl、PLAT、CCL2、ID1、AQP3、TNS4、ISG15、FGFR3 和 pl6组成的组中的一种或 多种基因有关。
全文摘要
本发明涉及一种筛选皮肤老化特异性基因的方法以及通过控制基因表达筛选抗老化材料的方法。本发明能够提供一种新材料，所述新材料通过获得与皮肤老化有关的新靶基因和控制基因的表达而具有防止皮肤老化和治疗皮肤疾病的功效。
文档编号C12N15/12GK103249842SQ201180056031
公开日2013年8月14日 申请日期2011年11月25日 优先权日2010年11月30日
发明者孙义东, 李真锳, 罗勇柱, 金惠暻, 金知贤, 安秀美, 金汉坤, 郑振镐, 朴致炫, 徐银英, 李玟政, 吴仁憬, 尹铉善 申请人:株式会社爱茉莉太平洋, 首尔大学校产学协力团
技术领域：
本发明涉及筛选表现出与皮肤老化有关的特性变化的基因的方法以及通过控制这些基因的表达筛选防止皮肤老化的物质的方法。
背景技术：
到目前为止，主要在皮肤真皮层(dermal layer)的变化方面进行了关于皮肤老化的研究，且主要集中于调节胶原蛋白和胶原酶MMP (基质金属蛋白酶，matrixmetal1proteinase)的生物合成。而且,抗老化化妆品中的唯一活性成分是视黄醇,众所周知，该活性成分能够有效地促进胶原蛋白的生物合成。然而，通过简单的促进胶原蛋白合成不能充分实现皮肤老化的预防，而且，皮肤老化的症状和相关因素随着导致老化的原因不同而不同。因此，为了下一代功能性化妆品的发展，需要研究全面考虑了各种不同因素的新方法。另外，必需通过综合分析与皮肤老化有关的特性基因的变化以确定引起皮肤老化的原因和理解皮肤老化的机理，从而开发预防和治疗皮肤老化的技术，控制与皮肤老化有关的靶基因的表达。
发明内容
技术问题相应地，为获得与防止老化有关的新的靶基因，本发明的发明人利用基因芯片，通过全面筛选显示出与皮肤老化有关的特性变化的基因而进行了大量的尝试。因此，本发明的目的是提供新的与防止老化有关的靶基因。本发明的另一个·目的是提供筛选新物质的方法，所述物质通过控制以上基因的表达而表现出抑制皮肤老化和治疗皮肤疾病的效果。技术方案为了实现上述目的，本发明提供了一种筛选与皮肤老化有关的基因的方法，该方法包括以下步骤:1)从皮肤组织中提取总RNA，并将提取到的RNA进行微阵列分析；2)利用生物信息学技术(bioinformatics technique)分析随老化而改变的基因；3)选择与皮肤老化有关的候选基因；以及4)通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)确认所述候选基因。本发明还提供了一种用于筛选防止皮肤老化的物质的方法，该方法包括以下步骤:1)用控制细胞内基因表达的候选物质处理皮肤细胞样品；2)将皮肤细胞样品暴露于具有皮肤老化因子的环境中，以诱导细胞内基因的表达；以及3)测试步骤2)中皮肤老化因子诱导的细胞内基因的表达。有益效果根据本发明的筛选方法，可以根据引起皮肤老化的不同原因而筛选与皮肤老化有关的基因。此外，不仅可以研究与UV辐射引起的光老化有关的基因，而且还可以研究引起与更年期相关的自然老化(intrinsic aging)的基因，而且根据靶基因的不同，可以开发差异化产品(differentiated products)。因此,可以从根本上防止皮肤老化。
图1显示了对年轻人和老年人的皮肤中甘丙肽前体肽源(galaninprepropeptide)进行的微阵列分析和定量RT-PCR的结果。图2和3显示了通过SiRNA方法抑制甘丙肽前体肽源的表达，然后测试抗老化标记(MMP)和炎症因子的表达中UV诱导的变化，以分析甘丙肽前体肽源的功能而获得的结
果O图4显示了甘丙肽前体肽源和胶原蛋白的表达之间的关系，应用与图2和3所示的相似方法，通过抑制甘丙肽前体肽源的表达而确定的该关系。图5显示了对年轻人和老年人的皮肤中骨甘氨酸(osteoglycin)进行的微阵列分析和定量RT-PCR的结果。图6显示了甘丙肽前体肽源和胶原蛋白的表达之间的关系，通过抑制骨甘氨酸的表达而确定的该关系。图7显示了 16个脂溢性角化病中表达增强的基因。
具体实施例方式尽管皮肤老化是由不同因素引起的，但是将着重从以下方面对本发明进行描述。1、由于时间推移而引起的自然老化
2、由激素引起的更年期老化3、脂溢性角化病
本发明提供了一种筛选与皮肤老化有关的基因的方法，该方法包括以下步骤:1)从皮肤组织中提取总RNA，并将提取到的RNA进行微阵列(miCToarray)分析；2)利用生物信息学技术分析随老化而改变的基因；3)选择与皮肤老化有关的候选基因；以及4)通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)确认所述候选基因。参与或者不参与皮肤老化的基因、男性或女性中表达增强或减弱的基因，随引起皮肤老化的原因不同而不同，而且表达改变的基因可被确定为与皮肤老化有关的基因。因此，可以挑选这些基因作为与皮肤老化有关的候选基因。在本发明中，通过筛选方法发现:甘丙肽前体肽源、Wnt3、TNS4、骨甘氨酸等可以作为与皮肤老化有关的新的靶基因，但是，本发明的范围并不局限于此。本发明还提供了一种筛选物质的方法，所述物质通过控制以上靶基因的表达而具有防止皮肤老化的能力。具有防止皮肤老化作用的候选物质可以通过使用细胞搜索系统搜索，然后利用志愿者的皮肤评估其对人体的作用而进行筛选。本发明还提供了一种用于筛选防止皮肤老化的物质的方法，该方法包括以下步骤:1)用控制细胞内基因表达的候选物质处理皮肤细胞样品；2)将皮肤细胞样品暴露于具有皮肤老化因子的环境中，以诱导细胞内基因的表达；以及3)测试步骤2)中皮肤老化因子诱导的细胞内基因的表达。关于本发明所述方法的步骤I)中的细胞样品，可以使用任何细胞，只要将它们置于导致皮肤老化的环境中时，能诱导与皮肤老化有关的基因的表达即可。具有皮肤老化因子的环境的实例包括但并不限于各种引起皮肤老化的因子，包括:紫外线、热和激素。在本发明所述方法的步骤3)中，皮肤老化因子诱导的细胞内基因的表达可以通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)进行测试。根据以上所述的方法，我们可以找到与皮肤老化有关的新的靶基因，并开发新的和差异化产品，根据皮肤老化有关的基因的不同原因，所述产品作用于与皮肤老化有关的基因。实施例下文中，将结合实施例进一步详细地描述本发明。但是，应当理解的是，这些实施例是以说明为目的的，在不脱离本发明范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换都是被允许的。测试实施例1:自然老化模型的微阵列分析为了筛选与由于时间推移而引起的自然老化有关的基因，在人皮肤上进行测试。挑选18-25岁的年轻人(4男4女)和78_82岁的老年人(4男4女)作为受试者，从每个受试者身上通过4-8mm的穿刺活检(punch biopsy)采集4_6个臀部皮肤样品。从采集的皮肤样品中提取总RNA并进行微阵列分析(Affymetrix GeneChipHuman HG-U133 Plus2.0),利用生物信息学技术(DAVID Bioinformatics Resources/Genespring)分析随年龄而改变的基因。根据分析结果选择与皮 肤老化有关的候选基因，并通过定量RT-PCR的结果进行确认。下表I显示了在男性或女性中表达增强或减弱的基因数。表I
只在男性中存在共同的只在女性中存在
男性女性
总数 497200200123
增强的 405%3856
减弱的 92 6216267(Ρ〈=0.05，2 倍变换 U133-2 探针(probes)，无 FDR)因为没有在男性中增强、女性中减弱的探针，因此，共同基因中不存在在男性和女性之间具有差异的探针。下表2显示了在老年男性和老男女性皮肤中表达都增强的基因。表权利要求
1.一种筛选与皮肤老化有关的基因的方法，该方法包括以下步骤: O从皮肤组织中提取总RNA，并将提取到的RNA进行微阵列分析； 2)利用生物信息学(bioinformatics)技术分析随老化而改变的基因； 3)选择与皮肤老化有关的候选基因；以及 4)通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)确认所述候选基因。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，皮肤老化是由于时间推移而引起的自然老化、由激素引起的更年期老化或者脂溢性角化病。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述自然老化与选自由LPL、ADIPOQ、PLN、AL0X15B、SPRR1A、STP12A、INSIGl和GAL组成的组中的一种或多种基因有关。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述更年期老化与选自由MMP3、FIGF,CMAl、RSP03、DPP4、C0L1A1、LPHN3、GREBl和OGN组成的组中的一种或多种基因有关。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述脂溢性角化病与选自由L0XL2、WNT3、C0L17A1、CIDEB、H0XA7、CDH3、SILV、MXl、PLAT、CCL2、ID1、AQP3、TNS4、ISG15、FGFR3 和 pl6组成的组中的一种或多种基因有关。
6.一种用于筛选防止皮肤老化的物质的方法，该方法包括以下步骤: 1)用控制细胞内基因表达的候选物质处理皮肤细胞样品； 2)将皮肤细胞样品暴露于具有皮肤老化因子的环境中，以诱导细胞内基因的表达；以及 3)测试步骤2)中皮肤老化因子诱导的细胞内基因的表达；
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述细胞内基因是指与由于时间推移而引起的自然老化、由激素引起的更年期老化或者脂溢性角化病有关的基因。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述自然老化与选自由LPL、ADIPOQ、PLN、AL0X15B、SPRR1A、STP12A、INSIGl和GAL组成的组中的一种或多种基因有关。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述更年期老化与选自由MMP3、FIGF,CMAURSP03、DPP4、C0L1A1、LPHN3、GREBl和OGN组成的组中的一种或多种基因有关。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述脂溢性角化病与选自由L0XL2、WNT3、C0L17A1、CIDEB、H0XA7、CDH3、SILV、MXl、PLAT、CCL2、ID1、AQP3、TNS4、ISG15、FGFR3 和 pl6组成的组中的一种或 多种基因有关。
全文摘要
本发明涉及一种筛选皮肤老化特异性基因的方法以及通过控制基因表达筛选抗老化材料的方法。本发明能够提供一种新材料，所述新材料通过获得与皮肤老化有关的新靶基因和控制基因的表达而具有防止皮肤老化和治疗皮肤疾病的功效。
文档编号C12N15/12GK103249842SQ201180056031
公开日2013年8月14日 申请日期2011年11月25日 优先权日2010年11月30日
发明者孙义东, 李真锳, 罗勇柱, 金惠暻, 金知贤, 安秀美, 金汉坤, 郑振镐, 朴致炫, 徐银英, 李玟政, 吴仁憬, 尹铉善 申请人:株式会社爱茉莉太平洋, 首尔大学校产学协力团
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