모발의 세부구조는 중심부분에 있는 수질(medulla)과 큐티클(cuticle)층으로 둘러싸인 피질(cortex)로 이루어져있다. 큐티클 층과 피질 사이에는 다양한 종류의 지질이 존재하며, 그 종류는 스핑고지질, 콜레스테롤, 지방산, 중성지질 등이 보고되어 있다. 모발의 스핑고지질 중 한 종류인 세라마이드(ceramide)는 세포성장, 증식, 노화, 사멸 및 ...
모발의 세부구조는 중심부분에 있는 수질(medulla)과 큐티클(cuticle)층으로 둘러싸인 피질(cortex)로 이루어져있다. 큐티클 층과 피질 사이에는 다양한 종류의 지질이 존재하며, 그 종류는 스핑고지질, 콜레스테롤, 지방산, 중성지질 등이 보고되어 있다. 모발의 스핑고지질 중 한 종류인 세라마이드(ceramide)는 세포성장, 증식, 노화, 사멸 및 면역반응과 같은 세포의 기능조절에 관여하는 것으로 알려져 있다. 모발에 미량으로 존재하는 세라마이드는 외부로부터의 자극에 대한 장벽기능과 보습기능을 모발에 제공한다. 본 연구에서 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 이용한 고감도 스핑고지질 분석방법을 개발하였으며, 사람의 성별, 나이, 흰 모발(새치)과 모발길이에 따른 스핑고지질의 함량변화를 측정하였다. 시료로 사용된 모발은 파마나 염색과 같은 화학처리를 하지 않았고, 5세에서 35세 사이의 남성과 여성 지원자들로부터 수집하였다. 연구에 사용 된 모발은 모근에 가장 가까운 곳에서부터 모간의 끝까지 5 cm 간격으로 잘랐으며, 증류수로 세척한 후 지질을 추출하였다. 지질 추출 과정에서 모발 시료의 내부표준물질로서 C17 세라마이드를 첨가하였다. 내부표준물질의 사용은 추출효율에 따르는 실험오차를 최소화시켰다. 세라마이드와 디하이드로세라마이드는 TLC를 사용하여 정제하였다. 또한 HPLC 분석 전, 스핑고지질-세라마이드-탈아실효소 (sphingolipid ceramide N-deacylase, SCDase)를 이용한 탈아실 반응과 OPA 유도체화는 세라마이드와 디하이드로세라마이드의 검출에 대한 특이성과 극미량 (femtomole, 10-15mole) 수준의 분석을 할 수 있게 하였다. 세라마이드와 디하이드로세라마이드의 분석은 사람의 혈장, 쥐의 조직과 혈장, 배양세포 등의 시료에서 이미 적용된바 있다. 본 분석방법을 사용하여 사람의 모발에서 HPLC 분석을 실시한 결과 디하이드로세라마이드의 함량은 세라마이드보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 모발시료의 무게와 C17 세라마이드에 대한 스핑고지질의 비율간의 상관관계에서 1 mg의 모발시료로 정량 분석이 충분히 가능한 것이 입증되었다. 이러한 결과들로부터 30 cm 이상의 모발을 수집하여 모근에 가장 인접한 부분에서부터 5 cm 간격으로 분석한 결과 디하이드로세라마이드는 모근으로부터 모간의 끝으로 갈수록 그 함량이 감소하였지만, 세라마이드 함량의 변화는 없었다. 세라마이드 농도에 대한 디하이드로세라마이드의 비율 (dihydroceramide/ceramide, Dcer/Cer ratio)은 30세까지 나이와 비례하여 증가하였고, 30세 이후에는 감소되었다. 동일인의 흰 모발(새치)은 검은 모발에 비하여 Dcer/Cer 비율이 증가한 것을 확인할 수 있었으나 성별에 따른 차이는 나타나지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 디하이드로세라마이드는 노화와 스트레스와 관련된 질병에 대한 생물학적 지표로서 작용할 것으로 사료된다.
모발의 세부구조는 중심부분에 있는 수질(medulla)과 큐티클(cuticle)층으로 둘러싸인 피질(cortex)로 이루어져있다. 큐티클 층과 피질 사이에는 다양한 종류의 지질이 존재하며, 그 종류는 스핑고지질, 콜레스테롤, 지방산, 중성지질 등이 보고되어 있다. 모발의 스핑고지질 중 한 종류인 세라마이드(ceramide)는 세포성장, 증식, 노화, 사멸 및 면역반응과 같은 세포의 기능조절에 관여하는 것으로 알려져 있다. 모발에 미량으로 존재하는 세라마이드는 외부로부터의 자극에 대한 장벽기능과 보습기능을 모발에 제공한다. 본 연구에서 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 이용한 고감도 스핑고지질 분석방법을 개발하였으며, 사람의 성별, 나이, 흰 모발(새치)과 모발길이에 따른 스핑고지질의 함량변화를 측정하였다. 시료로 사용된 모발은 파마나 염색과 같은 화학처리를 하지 않았고, 5세에서 35세 사이의 남성과 여성 지원자들로부터 수집하였다. 연구에 사용 된 모발은 모근에 가장 가까운 곳에서부터 모간의 끝까지 5 cm 간격으로 잘랐으며, 증류수로 세척한 후 지질을 추출하였다. 지질 추출 과정에서 모발 시료의 내부표준물질로서 C17 세라마이드를 첨가하였다. 내부표준물질의 사용은 추출효율에 따르는 실험오차를 최소화시켰다. 세라마이드와 디하이드로세라마이드는 TLC를 사용하여 정제하였다. 또한 HPLC 분석 전, 스핑고지질-세라마이드-탈아실효소 (sphingolipid ceramide N-deacylase, SCDase)를 이용한 탈아실 반응과 OPA 유도체화는 세라마이드와 디하이드로세라마이드의 검출에 대한 특이성과 극미량 (femtomole, 10-15mole) 수준의 분석을 할 수 있게 하였다. 세라마이드와 디하이드로세라마이드의 분석은 사람의 혈장, 쥐의 조직과 혈장, 배양세포 등의 시료에서 이미 적용된바 있다. 본 분석방법을 사용하여 사람의 모발에서 HPLC 분석을 실시한 결과 디하이드로세라마이드의 함량은 세라마이드보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 모발시료의 무게와 C17 세라마이드에 대한 스핑고지질의 비율간의 상관관계에서 1 mg의 모발시료로 정량 분석이 충분히 가능한 것이 입증되었다. 이러한 결과들로부터 30 cm 이상의 모발을 수집하여 모근에 가장 인접한 부분에서부터 5 cm 간격으로 분석한 결과 디하이드로세라마이드는 모근으로부터 모간의 끝으로 갈수록 그 함량이 감소하였지만, 세라마이드 함량의 변화는 없었다. 세라마이드 농도에 대한 디하이드로세라마이드의 비율 (dihydroceramide/ceramide, Dcer/Cer ratio)은 30세까지 나이와 비례하여 증가하였고, 30세 이후에는 감소되었다. 동일인의 흰 모발(새치)은 검은 모발에 비하여 Dcer/Cer 비율이 증가한 것을 확인할 수 있었으나 성별에 따른 차이는 나타나지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 디하이드로세라마이드는 노화와 스트레스와 관련된 질병에 대한 생물학적 지표로서 작용할 것으로 사료된다.
Ceramide, a major component of hair lipid, can help determine the physicochemical properties of human hairs such as the chemical diffusion barrier, water retention and cell cohesion. In this study, a quantitation method for ceramide and dihydroceramide, saturated form of ceramide was developed in hu...
Ceramide, a major component of hair lipid, can help determine the physicochemical properties of human hairs such as the chemical diffusion barrier, water retention and cell cohesion. In this study, a quantitation method for ceramide and dihydroceramide, saturated form of ceramide was developed in human hairs. Lipids were extracted with ethanol from human hairs spiked with N-oleoyl-D-erythro-sphingosine, an internal standard. Ceramide and dihydroceramide were resolved by TLC and deacylated by sphingolipid ceramide N-deacylase to release sphingosine and dihydrosphingosine, respectively. The hair content of ceramide was measured by HPLC following derivatization with o-phthalaldehyde. The limits of detection and quantitation of ceramide were 0.1 and 1 pmol, respectively. The linear range of hair weight for determining ceramide and dihydroceramide contents was from 1 to 50 mg with R2 values of 0.9898 and 0.9695, respectively. The recoveries of ceramide and dihydroceramide from intra-day and inter-day assays were 99.6 % to 98.5 %, respectively. Concentrations of dihydroceramide from the hair roots to distal tip ends ranged from 10.4 ± 2.2 to 1.2 ± 0.1 nmol/g hair, while those of ceramide ranged from 2.3 ± 0.2 to 1.5 ± 0.2 nmol/g hair. The ratio of dihydroceramide to ceramide contents in human hairs was similar in both males and females. The ratio of dihydroceramide to ceramide contents in gray hairs was increased compared with that in black hairs. The present analytical method provides a simultaneous and reproducible quantification of ceramide and dihydroceramide, and may be used as a potential biomarker for lipid abnormality-related diseases.
Ceramide, a major component of hair lipid, can help determine the physicochemical properties of human hairs such as the chemical diffusion barrier, water retention and cell cohesion. In this study, a quantitation method for ceramide and dihydroceramide, saturated form of ceramide was developed in human hairs. Lipids were extracted with ethanol from human hairs spiked with N-oleoyl-D-erythro-sphingosine, an internal standard. Ceramide and dihydroceramide were resolved by TLC and deacylated by sphingolipid ceramide N-deacylase to release sphingosine and dihydrosphingosine, respectively. The hair content of ceramide was measured by HPLC following derivatization with o-phthalaldehyde. The limits of detection and quantitation of ceramide were 0.1 and 1 pmol, respectively. The linear range of hair weight for determining ceramide and dihydroceramide contents was from 1 to 50 mg with R2 values of 0.9898 and 0.9695, respectively. The recoveries of ceramide and dihydroceramide from intra-day and inter-day assays were 99.6 % to 98.5 %, respectively. Concentrations of dihydroceramide from the hair roots to distal tip ends ranged from 10.4 ± 2.2 to 1.2 ± 0.1 nmol/g hair, while those of ceramide ranged from 2.3 ± 0.2 to 1.5 ± 0.2 nmol/g hair. The ratio of dihydroceramide to ceramide contents in human hairs was similar in both males and females. The ratio of dihydroceramide to ceramide contents in gray hairs was increased compared with that in black hairs. The present analytical method provides a simultaneous and reproducible quantification of ceramide and dihydroceramide, and may be used as a potential biomarker for lipid abnormality-related diseases.
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