Methionyl r-Clostridium Botulinum Polypeptide-1 Hexapeptide-40

흔히 보톡스로 알려진 '보툴리눔 톡신' 단백질로 부터 유래한 재조합 단백질 물질이다.
보툴리눔 톡신의 '경쇄' 단백질 부분에 '중쇄'의 역할을 담당하는 MTD 단백질을 조합하여 구성되어 있다.
개발은 한국의 (주)에이티지씨 와 (주)프로셀테라퓨틱스 공동연구로 이루어져 공동특허를 출원하였으며,
특허의 전용실시권은 비피메드홀딩스(주) 가 보유, 물질의 적용제품 개발은 비피메드코스메틱(주) 가 담당한다.

It is a recombinant protein material derived from the 'botulinum toxin' protein, commonly known as Botox.
This material consists of a combination of 'Light Chain' protein of botulinum toxin and MTD protein which is responsible for the role of 'Heavy Chain' of botulinum toxin.
Development is performed by joint study of Procell Theraputics and ATGC in Korea and applied joint patent.
The exclusive license for patents is held by BPMED Holdings Co., Ltd., and BPMED Cosmetics Co., Ltd. is responsible for the sale of materials and the development of applied products.

INCI : Methionyl r-Clostridium Botulinum Polypeptide-1 Hexapeptide-40 [1][2]

한글 : 메티오닐 알-클로스트리듐 보툴리눔 폴리펩타이드-1 헥사펩타이드-40

中文 : 甲硫氨酸梭菌肉毒杆菌多肽-1六肽-40

日文 : メチオニル遺伝子組換ボツリヌス菌ポリペプチド-1へキサペプチドー40

비피메드-볼카-프로틴

BPMed-BoLCA-Protein

원료의 개발은 2012~2015 의 기간을 통해 진행되었으며, 기획은 비피메드코스메틱(주)의 대표이사인 윤기영 대표이사에 의해 이루어졌다.
윤기영 대표이사는 대한민국에서 보툴리눔 독소 제제(흔히 말하는 보톡스[3])를 최초로 출시한 메디톡스의 초창기 맴버로, 메디톡스 퇴사 이후, 대한민국의 또다른 보툴리눔 톡신 주사제 개발회사에 "바르는 보톡스 원료개발을 지원하는 조건" 으로 사외이사로 합류한다. [4]
자신이 메디톡스 합류이전 몸담았던 유한양행시절 선임이 연구소장으로 재직하고 있던 '거대분자의 세포전송 도메인 단백질' 기술보유 회사의 기술이 상용화 단계에 접어들 무렵, 신규개발물질의 독점권을 전제로 보톡스개발회사와 세포전송기술개발회사에 연구비를 투입하여 바르는 보툴리눔 톡신의 개발에 착수한다.
보톡스 주사제의 원료인 보툴리눔 톡신 단백질은 분자량이 900kDa에 달하는 관계로 피부에 도포하는 방법으로는 전혀 인체내로 침투 할 수 없고, 전통적인 보톡스 시술방법은 근육층까지 도달하여야 하기때문에 주사로만 시술이 가능하다. 보툴리눔 톡신을 연구하고 생산하는 기업들은 이미 2000년대 초반부터 피부를 통해 투과가 가능한 보툴리눔 원료의 개발을 시도해 왔으나, 실제로 구현에 성공한 기술은 존재하고 있지 않았다.
전체 900kDa 의 보툴리눔 톡신 컴플렉스에서 실제 보툴리눔 단백질부분은 150kDa 이며 [5][6] 또 다시 신경세포의 투과를 담당하는 헤비체인 (Heavy Chain) 100kDa 와 신경세포 내 에서 신경차단 핵심역할을 담당하는 라이트체인 (Light Chain) 50kDa 으로 구분할 수 있다.
원료의 개발은 라이트 체인의 DNA 염기서열 중 신경차단에 핵심적인 역할을 한다고 예상되는 부분을 추출하여 분자량을 줄이고, 세포투과 기능을 담당하는 MTD (Macromolecular Transduction Domain) 단백질을 개발하여 재조합 단백질을 형성하는 것을 목표로 진행되었다.
개발과정에서 발견한 중요한 사실은 자연계에서 존재하는 라이트체인 완전체만이 신경세포내에서 SNAP25 구조를 cleaves 하여 아세틸콜린의 분비억제가 가능하다는 사실이다.
2015년 50kDa의 보툴리눔 라이트체인과 MTD 단백질 구성의 53.6kDa 재조합 단백질의 개발이 완료되어 전세계 특허출원, 국제화장품원료집 등재, 시제품[7]의 개발이 진행되었고, 시제품 샘플이 주변 지인들에게 제공되었다.
개발단계에서 이미 피부세포투과, 인공피부투과, 신경세포투과, 신경차단(SNAP25 Cleaves)구현을 확인하였으나, 실제 사람이 화장품으로 사용했을 경우의 효과는 누구도 짐작하지 못했다. 보톡스 주사제의 효과가 동일하게 나올 수 도 있고, 아무일도 일어나지 않을 수도 있었다.
53.6kDa 분자량의 단백질이 피부를 투과한다는 사실은 정상적으로 생물학을 전공한 사람의 지식으로는 절대 불가능한 일이었다.
초기의 사용후기로는 보톡스 주사를 맞은것과 동일한 효과[8]는 구현되지 않았다.
머지않아, 지인들 여러명으로 부터 보톡스 주사를 맞았을 때의 먹먹한 느낌, 팔자주름이 점점 짧아짐, 여드름의 감소 등의 사용후기가 수신되었다. 개발자들도 쉽게 납득할 수는 없는 효과였다. 더우기 보톡스 주사는 팔자주름에 전혀 효과가 없다고 알려져 있어 팔자주름에 대한 효과는 누구도 이해할 수 없었다. [9][10]
인체적용시험이 필요하다고 판단되어 가장 공신력있는 시험기관인 I.E.C. 코리아를 통해 팔자주름개선효과를 포함한 시험에 착수했다. [11]
인체적용시험결과는 팔자주름개선, 피부탄력개선, 피부결개선의 효과가 확인되었다.
이로서 바르는 피부투과형 보툴리눔 톡신 유래성분[12] 물질의 개발이 성공적으로 완료되었다.

The development of the Botulinum ingredient was carried out during the 2012-2015 period, and the development project was carried out by Ki-Young Yoon, CEO of BPMed Cosmetic Co., Ltd.
CEO Ki-young Yoon was an early member of Medytox who first launched botulinum toxin injecion product(commonly called Botox[13]) in Korea. After leaving Medytox, he joins another botulinum toxin injection developer in Korea as an outside director under the condition of "Supporting his development of topical botulinum toxin material."[14]
As the 'Macro-molecular Transduction Domain' protein technology entered commercialization stage by the technology holding company whos head of R&D was Mr. Yoon's senior researcher when he was working in the 'Yuhan' before joining Medytox, he started development of topical botulinum toxin by supporting research funds into Botox Development Company and Cell Transmission Technology Development Company under the premise of exclusive rights of new developed material.
Botulinum toxin protein, a raw material for Botox injection, has a molecular weight of 900 kDa, so it cannot penetrate the skin layer at all by applying it on the skin, and the traditional Botox treatment method requires reaching to the muscle layer, so it can be treated only with injection. Companies that research and produce botulinum toxin have already tried to develop botulinum raw materials that can be transmitted by topical methode since the early 2000s, but there was no technology that actually succeeded.
The botulinum toxin complex is 900 kDa in total, the actual botulinum protein part alone is 150 kDa[15][16], and again can be divided into 100 kDa heavy chain responsible for the transmission of nerve cells, and 50 kDa light chain which plays a key role in neuroblocking within the neurons.
The development of raw material was carried out with the aim of reducing molecular weight by extracting the part of the DNA sequence of the light chain that is expected to play a key role in neuroblocking, and forming recombinant protein by developing the MTD (Macromolecular Transmission Domain) protein responsible for cellular transmission function.
An important finding in the development process is that only the complete light-chain protein existing in the natural world can cleaves the SNAP25 structure within the nerve cell and suppress the secretion of acetylcholine.
In 2015, the development of the 53.6 kDa recombinant protein of 50 kDa botulinum light chain and MTD protein composition was completed, and the world wide patent pending, registration in the International Cosmetic Ingredient Dictionary, and the development of the prototype[17] was carried out. And the prototype samples were provided to the surrounding acquaintances.
At the development stage, we have already identified skin cell penetration, artificial skin permeation, neurocell penetration, and SNAP25 Cleaves, but no one counld guessed the effecacy of actual human use as skin care cosmetic. It could be the exact same efficacy of Botox injection, or nothing.
The fact that 53.6 kDa molecular weight of protein permeates the skin was absolutely impossible with the common knowledge of a person who majored biology.
Early reviews did not have the same effect with Botox injection[18].
Before long, received feedbacks from several testers such as heavy feeling like feeling after Botox injection, the shorter nasolabial folds, and the reduction of acne. It was an efficacy that developers could not easily understand. Furthermore, Botox injections were known to have no effect on the nasolabial folds, so no one could understand the efficacy on the nasolabial folds.[19][20]
Judging that the clinical test was necessary, so the company launched the test through I.E.C. Korea, one of the most reliable French testing agency, including the test of improving the nasolabial folds.[21]
The results of clinical test confirmed improvement of nasolabial folds, skin elasticity, and skin texture.
As a result, the development of skin permeable Botulinum Toxin-derived [22] ingredient has been successfully completed.

"Methionyl r-Clostridium Botulinum Polypeptide-1 Hexapeptide-40" 은 세계최초로 국제화장품원료집 (ICID) [23] 에 등재된 보툴리눔 유래성분이다.
이 원료의 개발 및 원료집 등재 이전에는 전 세계 누구도 생화학 무기로 일컬어지고, 단백질 단 1g으로 1백만명의 사람을 죽일 수 있다고 알려져 있으며, 전문의약품 주사제인 보툴리눔 독소를 이용해 화장품 원료를 만들 수 있다는 생각을 하지 못한것으로 분석된다.
이 원료의 등재이후 "보툴리눔" (Botulinum) 명칭을 포함하고 있는 명칭의 원료가 잇따라 등록되고 있다. 그러나 보툴리눔 톡신의 유전자 염기서열은 이미 전 세계적으로 공개되어 있어 어렵지않게 보툴리눔 명칭의 재조합단백질을 개발할 수 있으나, 가장 중요한 기술은 실제 피부를 투과하여 원하는 효능을 이루어 낼 수 있는 투과기술에 있다고 봄이 타당하다.
[대한화장품성분사전 "보툴리눔" 검색결과] [24] [25][26]

"Methionyl r-Clostridium Botulinum Polypeptide-1 Hexapeptide-40" is the world's first botulinum-derived ingredient listed in the International Cosmetic Dictionary (ICID).
Before the development and registration of this ingredient, no one in the world didn't think of idea that cosmetic ingredient can be developed with Botulinum Toxin, which is known to be a biological weapon, can kill 1 million people with just 1 gram of protein, and prescription medicine.
After the registration of this ingredient, other ingredients with the name "botulinum" have been registered one after another. However, the gene sequence of botulinum toxin is already open to the world, so it is not difficult to develop recombinant proteins named 'botulinum', but the most important technology is the permeability technology that can actually penetrate the skin and target cell to achieve the desired efficacy.
[Korea Cosmetic Ingredient Dictionary "Botulinum" Search Result] [27] [28][29]

보툴리눔 톡신 주사제 원료와 '볼카' 보툴리눔 화장품 원료비교 [30]

Comparison of Botulinum Toxin injection medicine and 'Bolca' botulinum cosmetic ingredient [31]

원료 구조

볼카 보툴리눔 원료는 분자량 53.6kDa, 아미노산 467개로 이루어져 있으며
보툴리눔 톡신 라이트체인 + MTD 단백질 + Hexa-histidine 의 구조이다.

Bolca Botulinum cosmetic ingredient is composed of a molecular weight of 53.6 kDa and 467 amino acids.
And the structure is Botulinum toxin lightchain + MTD protein + Hexa-histidine.

사진의 연두색 부분은 형광물질을 처리한 원료가 각질세포내부로 침투했음을 나타낸다.
가운데 열의 보툴리눔 라이트체인만을 적용한 결과보다 오른쪽열의 볼카 원료의 투과량이 두드러지게 증가하였음을 알 수 있다.

The light green part of the picture indicates that the fluorescence treated ingredient has penetrated into the keratinocyte.
The results shows that transmittance of the Bolca ingredient in the right column has increased significantly then applying botulinum light chains only in the middle column.

사진의 연두색 부분은 형광물질을 처리한 원료가 인간신경세포 내부로 침투했음을 나타낸다.
왼쪽의 그림에서 시간이 증가할 수록 투과량이 늘어나며,
오른쪽의 그림에서 가운데 라이트체인만을 적용한 결과보다 오른쪽 볼카 원료가 두드러지게 증가하였음을 알 수 있다.

The light green part of the picture indicates that the fluorescence treated ingredient has penetrated into the human neuronal cells.
In the picture on the left shows the penetration increases as the time increases,
In the picture on the right shows that transmittance of the Bolca ingredient in the right column has increased significantly then applying botulinum light chains only in the middle column.

볼카 보툴리눔 원료가 신경세포내 전달구조인 SNAP25를 절단 (클리비즈:Cleaves) 할 수 있는지를 알아보기위해 아래 도식의 윗줄과 같은 GST-SNAP25-EGFP 로 구성된 단백질에 적용시험하게되며, 클리비즈 특성을 가진다면 아래 형태의 절단된 단백질이 관찰될 것이다. 75kDa 크기의 온전한 시험단백질이 절단된다면, 50 + 25 kDa 의 두가지 단백질이 관찰된다.

To see if Bolca botulinum ingredient can cleaves the SNAP25, intracellular transfer structure, applied ingredient to proteins composed of GST-SNAP25-EGFP, such as the top line of the diagram below.
If they have cleavage properties, the cut protein forms second line will be observed.
So if the intact test protein of 75 kDa is cut, two proteins of 50 + 25 kDa will be observed.

볼카 보툴리눔 원료를 위 개념의 단백질에 적용한 SDS-PAGE 시험 결과이다.
ng/ml 단위의 보툴리눔 원료농도가 오른쪽으로 가며 증가할 경우, 온전한 GST-SNAP25-EGFP 는 희미하게 줄어들게되며, 아래 두줄로 표현되는 GST-SNAP25 / EGFP 는 점차 또렷해지며 증가하는것을 알 수 있다.

This is the result of the SDS-PAGE test, which applied the Bolca botulinum ingredient to the protein of the above concept.
As the concentration of Bolca botulinum ingredient increases to the right in ng/ml level, the intact GST-SNAP25-EGFP is dimly reduced, and the GST-SNAP25 / EGFP, two lines below, are gradually becoming clearer and larger.

이상의 내용에서
보툴리눔 톡신 (흔히 말하는 보톡스[32])의 라이트체인의 크기와 거의 비슷한 53.6 kDa 의 분자량을 가지며, 피부세포투과-신경세포투과-신경전달구조절단 기능을 가진 보툴리눔 톡신유래 재조합 단백질 신원료 (진짜 바르는 보톡스)의 개발이 성공적으로 완료 되었다고 평가된다.

From the above test results,
It is evaluated that the development of botulinum toxin (commonly called Botox[33]) recombinant protein new material(A real topical Botox), which has a molecular weight of 53.6 kDa, which is almost the same size as the light chain of botulinum toxin, and has a function of skin cell permeation - neuron cell penetration - neurotransmission structure cleaves, has been successfully completed.

- 신규한 세포투과성 펩타이드 및 이와 보툴리눔 독소 결합체 및 이들의 용도
- Novel cell penetrating peptide, conjugate thereof with botulinum toxin, and use thereof

2015년 5월 29일 11개국에 국제출원되었다.
국제출원번호 : PCT/KR2015/005434
국제공개번호 : WO2015183044

On May 29, 2015, the patent was applied internationally to 11 countries.
International Application Number : PCT/KR2015/005434
International Publication Number : WO2015183044

2020년 5월 현재
대한민국, 일본, 러시아, 미국, 중국, 캐나다, EP 특허등록이 완료되었으며,
브라질, 인도, 영국, 독일, 프랑스에 출원이 진행중이다.

As of May 2020
Korea, Japan, Russia, the United States, China, Canada, EP patent registration is completed,
Applications are pending in Brazil, India, the UK, Germany and France.

특허의 독점실시권과 물질의 독점은 비피메드홀딩스(주) 에서 보유중이며, 화장품 분야의 원료 및 제품공급은 비피메드코스메틱(주)를 통해 이루어진다.

The proprietary license of the patent and the exclusivity of the material are owned by BPMed Holdings Co., Ltd. And the supply of the ingredient and products in the cosmetic field is made through BPMed Cosmetic Co., Ltd.

2014년 국제화장품원료집에 'Botulinum'을 원료명칭에 포함한 보툴리눔 유래성분으로 등록되었다.
이는 국제화장품원료집 최초이자 사실상 세계최초이다.
INCI 명칭은 신청회사가 정하는 명칭이 아니라, ICID 등재를 관리하는 워싱턴의 PCPC 와 세계 주요화장품 회사들이 분류를 위해 정하는 명칭으로 이 원료가 Clostridium Botulinum 으로부터 유래했다는 증명에 해당한다. [34]

In 2014, the ingredient has been registered in the International Cosmetic Ingredient Dictionary, as an botulinum-derived, including 'Botulinum' in its name.
It is the first in the international Cosmetic Ingredient Dictionary and acctually first in the world.
The INCI name is not determined by the applicant company, but by the PCPC (Personal Care Products Council) in Washington, which manages ICID listing, and major cosmetics companies in the world for classification of the ingredients.
This is the evidence that this ingredient is truly derived from Clostridium Botulinum.[1]

Application No. : 5-07-2014-2434
INCI : Methionyl r-Clostridium Botulinum Polypeptide-1 Hexapeptide-40

2015년 대한화장품원료집에 ICID와 동일한 명칭으로 성분등록되었다.

In 2015, the ingredient has been registered in the Korea Cosmetic Ingredient Dictionary under the same name with ICID.

최초 한글명칭은
메티오닐r-클로스트리듐보툴리늄폴리펩타이드-1헥사펩타이드-40
이었으나, 성분명 표준화 개정에 의해,
메티오닐알-클로스트리듐 보툴리눔폴리펩타이드-1헥사펩타이드-40
으로 변경되었다.

2015년 유럽 Cosmetic Ingredient Database (CosIng) 에 ICID와 동일한 명칭으로 성분등록되었다.

In 2015, The ingredient has been registered in the European Cosmetic Ingredient Database (CosIng) under the same name with ICID.

2017년 일본화장품공업협회 성분사전에 ICID와 동일한 명칭으로 성분등록되었다.

In 2017, the ingredient has been registered in the Ingredient Dictionary of the Japan Cosmetic Industry Association under the same name with the ICID.

"메티오닐 알-클로스트리듐 보툴리눔 폴리펩타이드-1 헥사펩타이드-40" 은 보툴리눔 라이트체인을 피부 진피층까지 도달하도록 개발되었으므로, 보툴리눔 톡신을 진피층에 주입하는 시술 (더마톡신, 스킨보톡스, 마이크로보톡스, 베이비보톡스 로도 흔히 알려진..)의 효능을 기대효능으로 한다.

Since the "Methionyl r-Clostridium Botulinum Polypeptide-1 Hexapeptide-40" has been developed to make the botulinum lightchain reach to the dermis, so the expeted efficacy is same with botulinum toxin intra-dermal injection(commonly known as Dermotoxin, Skin Botox, Micro Botox and Baby Botox..).

전통적인 보툴리눔 톡신 효과는 근육에 주입하여 근육의 이완에 의한 주름완화를 메커니즘으로 하는것과 달리, 약 1990년대부터 한국 의사들에의해 시작된 진피층 주입 시술의 경우 잔주름개선, 전체적인 피부리프팅, 밝아짐, 여드름개선, 피지감소 등의 전반적인 피부개선을 목표로 하며, 사실상 이러한 개선을 보이는 메커니즘은 정확히 밝혀지지 않았다.[36]
인류가 보툴리눔 독소에대해 현재까지 밝혀낸 바는 신경세포에 침투하여 신경전달물질을 차단한다는 사실 뿐이며, 아직 정확히 원인을 밝혀내지 못한 부분이 상당하다. 이러한 효능에 대한 시험들은 Clinical Report 등으로 상당수 존재함을 검색을 통해 쉽게 찾아볼 수 있다.[37]

볼카 보툴리눔 화장품 원료는 개별적으로 효능에 대한 기능성 인증을 진행한적이 없다.
효능부분을 제외한 원료자체의 안전성에 대한 시험은 한국과 독일의 GLP Lab을 통해 대부분 진행되었다.
이는 한국법규의 기능성 인증을 위한 효능시험의 동물실험 진행에 대한 대체시험법이 명확하지 않은 시기적인 특성,

현재의 홍보과열된 한국시장에서 보편적인 일반 화장품 홍보에 사용되는 효능주장은 이미 변별력을 전달하기에 어렵고,
그 이외 차별화된 효능들이 화장품 광고가이드에서 정의하는 기준을 넘어서는 클레임이 될 가능성이 매우 높은점,
등이 고려사항이 되었다.

이러한 이유들은 볼카 원료를 활용한 제품들이 한국내에서 화장품 사업의 FM이라고 할 수 있는 활발한 홍보를 통한 대중화보다는[38], 해외 클리닉, 메디컬 스파 등 제품의 효능을 자체적으로 정확히 판단하고, 브랜드 가치와 가격에 어느정도 종속적이지 않은 채널이 주 고객이 된다는 점을 어느정도 설명해 준다.

Unlike the mechanism of traditional botulinum toxin treat is injecting toxin to the muscle and makes the wrinkle improvement by relaxation of the muscles,
The intra-dermal injection procedure, which began in the 1990s by Korean doctors, aims for overall skin improvement such as fine wrinkles, skin lifting, brightening, acne improvement, and sebum reduction. But the mechanisms that show such improvement are virtually unknown yet.[39]
What humans have discovered so far about botulinum toxin is the fact that it penetrates into nerve cells and blocks neurotransmitters, and many of the causes have yet to be identified. Such efficacy can be easily found through a search that many of these efficacy tests exist as clinical reports.[40]

Bolca botulinum cosmetic ingredients have never been individually certified for functional efficacy.
But most of the tests on the safety of the ingredient, excluding the efficacy part, were carried out through the GLP Lab in Korea and Germany.
This is because of the consideration of,
the characteristics of the timing when alternative testing methods for animal testing of efficacy tests for functional certification of Korean laws are not clear;
most advanced countries ban cosmetic animal testing;
it is already difficult to distinguish between the efficacy claim used to promote general cosmetics in the current hyper-promotional Korean market;
Bolca's differentiated efficacy are very likely to be claims beyond the criteria defined in the cosmetic advertising guide.

These reasons explain to some extent that the main customers are overseas clinics and medical spa channels that determine the efficacy of products accurately and are not dependent only on brand value and price, rather than popularizing BoLCA+ products through active promotional marketing, which is the FM of the cosmetics business in Korea[41].