토마토 세포배양의 세포 추출물과 배양액의 항산화 및 피부 항노화 효과 Anti-oxidative and skin anti-aging effects of cell extract and culture media of cell cultures of Lycopersicon esculentum원문보기
최근 식물에서 얻어지는 다양한 유용 성분들은 항암, 항균, 항바이러스, 항노화 등의 다양한 생리활성을 지니고 있으며 의약품, 식품, 화장품 외에 다양한 분야에 이용되고 있다. 이러한 식물유래 유용성분의 경우 생육지의 기후나 토양의 환경, 산지 또는 수확시기에 따라 품질의 차이가 있을 수 있으며 대량생산에 적합하지 못한 단점이 있다. 식물세포배양은 노지 재배 방식보다 많은 장점을 지니고 있다. 희귀한 유용 물질의 생산성, 농약, 중금속 및 기타 유해물질 등의 환경적인 문제, 품질의 일관성 등의 문제가 식물세포배양 기술을 통해 해결이 될 수 있으며 대량생산 또한 가능하다. 토마토(Lycopersicon esculentum)는 통화식물목 ...
최근 식물에서 얻어지는 다양한 유용 성분들은 항암, 항균, 항바이러스, 항노화 등의 다양한 생리활성을 지니고 있으며 의약품, 식품, 화장품 외에 다양한 분야에 이용되고 있다. 이러한 식물유래 유용성분의 경우 생육지의 기후나 토양의 환경, 산지 또는 수확시기에 따라 품질의 차이가 있을 수 있으며 대량생산에 적합하지 못한 단점이 있다. 식물세포배양은 노지 재배 방식보다 많은 장점을 지니고 있다. 희귀한 유용 물질의 생산성, 농약, 중금속 및 기타 유해물질 등의 환경적인 문제, 품질의 일관성 등의 문제가 식물세포배양 기술을 통해 해결이 될 수 있으며 대량생산 또한 가능하다. 토마토(Lycopersicon esculentum)는 통화식물목 가지과에 속하는 일년생 작물로써 남미 안데스 산맥이 원산지이며 400여 년 전에 우리나라에 도입되어 재배되기 시작했다. 토마토는 여러 생리활성 물질들을 함유하고 있으며 그 결과 다양한 질병의 예방 및 치료 효능을 갖는 것으로 보고되었다. 하지만 현재까지 항산화 및 항노화 효과를 통한 화장품 소재로서의 가능성에 대한 연구결과는 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 토마토의 미활용 부위인 줄기를 이용한 식물세포배양을 통해 획득된 식물 성분의 토마토 세포 추출물과 그 배양액의 항산화 및 피부 항노화 효과를 확인하였다. 토마토 세포 추출물 및 배양액은 인간 섬유아세포와 인간 각질형성세포 모두에서 토마토 세포 추출물의 경우 100 ug/ml, 배양액은 최대 10% 농도까지 세포생존율 측정 결과 세포독성을 나타내지 않음으로써 피부세포에 대한 안정성이 확인되었다. 또한 토마토 세포 추출물의 경우 100 ug/ml 농도에서 섬유아세포와 각질형성세포의 세포증식을 촉진하였다. 토마토 세포 추출물 및 배양액의 항산화 및 피부 항노화 평가 결과 NAC (N-Acetyl-L-Cysteine)와 거의 유사한 활성산소 억제능을 보였고, 활성산소 소거 활성이 산화적 스트레스에 대한 방어기작으로서 나타나는 세포 내 산화-환원 관련 효소 활성 촉진으로 인한 것인지 확인하기 위해 항산화 효소 중 하나인 superoxide dismutase (SOD)의 활성을 측정하였다. 그 결과 50 ug/ml 농도의 토마토 세포 추출물과 10% 배양액 모두 SOD 활성을 증가시켰으며 토마토 세포 추출물이 SOD 활성을 더 많이 증가시켰다. 또한 토마토 세포 추출물과 배양액 모두 인체 내의 프로콜라겐 생성을 자체적으로 유도하는 효과를 나타냈으며 특히 배양액 10% 농도의 경우 양성 대조군인 TGF-beta보다도 우수한 프로콜라겐 생성 촉진 효과를 보였다. 뿐만 아니라 토마토 세포 추출물과 배양액은 피부주름과 관련하여 진피층의 extracellular matrix degradation에 관여하는 콜라겐 분해효소인 MMP-1의 발현 억제를 나타냈고 토마토 세포 배양액의 경우 1%, 10% 농도 모두에서 현재 주름 개선 효과가 가장 강한 것으로 알려져 있는 레티노인산보다도 우수한 MMP-1 발현 억제효과를 나타내었다. 이상의 결과로부터 본 토마토 세포 추출물과 배양액이 주름 방지 및 개선효과가 있는 것으로 확인되었으며 천연 피부 항노화 소재로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대되었다.
최근 식물에서 얻어지는 다양한 유용 성분들은 항암, 항균, 항바이러스, 항노화 등의 다양한 생리활성을 지니고 있으며 의약품, 식품, 화장품 외에 다양한 분야에 이용되고 있다. 이러한 식물유래 유용성분의 경우 생육지의 기후나 토양의 환경, 산지 또는 수확시기에 따라 품질의 차이가 있을 수 있으며 대량생산에 적합하지 못한 단점이 있다. 식물세포배양은 노지 재배 방식보다 많은 장점을 지니고 있다. 희귀한 유용 물질의 생산성, 농약, 중금속 및 기타 유해물질 등의 환경적인 문제, 품질의 일관성 등의 문제가 식물세포배양 기술을 통해 해결이 될 수 있으며 대량생산 또한 가능하다. 토마토(Lycopersicon esculentum)는 통화식물목 가지과에 속하는 일년생 작물로써 남미 안데스 산맥이 원산지이며 400여 년 전에 우리나라에 도입되어 재배되기 시작했다. 토마토는 여러 생리활성 물질들을 함유하고 있으며 그 결과 다양한 질병의 예방 및 치료 효능을 갖는 것으로 보고되었다. 하지만 현재까지 항산화 및 항노화 효과를 통한 화장품 소재로서의 가능성에 대한 연구결과는 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 토마토의 미활용 부위인 줄기를 이용한 식물세포배양을 통해 획득된 식물 성분의 토마토 세포 추출물과 그 배양액의 항산화 및 피부 항노화 효과를 확인하였다. 토마토 세포 추출물 및 배양액은 인간 섬유아세포와 인간 각질형성세포 모두에서 토마토 세포 추출물의 경우 100 ug/ml, 배양액은 최대 10% 농도까지 세포생존율 측정 결과 세포독성을 나타내지 않음으로써 피부세포에 대한 안정성이 확인되었다. 또한 토마토 세포 추출물의 경우 100 ug/ml 농도에서 섬유아세포와 각질형성세포의 세포증식을 촉진하였다. 토마토 세포 추출물 및 배양액의 항산화 및 피부 항노화 평가 결과 NAC (N-Acetyl-L-Cysteine)와 거의 유사한 활성산소 억제능을 보였고, 활성산소 소거 활성이 산화적 스트레스에 대한 방어기작으로서 나타나는 세포 내 산화-환원 관련 효소 활성 촉진으로 인한 것인지 확인하기 위해 항산화 효소 중 하나인 superoxide dismutase (SOD)의 활성을 측정하였다. 그 결과 50 ug/ml 농도의 토마토 세포 추출물과 10% 배양액 모두 SOD 활성을 증가시켰으며 토마토 세포 추출물이 SOD 활성을 더 많이 증가시켰다. 또한 토마토 세포 추출물과 배양액 모두 인체 내의 프로콜라겐 생성을 자체적으로 유도하는 효과를 나타냈으며 특히 배양액 10% 농도의 경우 양성 대조군인 TGF-beta보다도 우수한 프로콜라겐 생성 촉진 효과를 보였다. 뿐만 아니라 토마토 세포 추출물과 배양액은 피부주름과 관련하여 진피층의 extracellular matrix degradation에 관여하는 콜라겐 분해효소인 MMP-1의 발현 억제를 나타냈고 토마토 세포 배양액의 경우 1%, 10% 농도 모두에서 현재 주름 개선 효과가 가장 강한 것으로 알려져 있는 레티노인산보다도 우수한 MMP-1 발현 억제효과를 나타내었다. 이상의 결과로부터 본 토마토 세포 추출물과 배양액이 주름 방지 및 개선효과가 있는 것으로 확인되었으며 천연 피부 항노화 소재로 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대되었다.
Many of the useful natural products from plants have diverse biological activities, such as anti-cancer, anti-bacterial, anti-viral, and anti-aging etc, and are used in various fields, including medicine, food, and cosmetics. Quality of natural products can vary according to the climate of the habit...
Many of the useful natural products from plants have diverse biological activities, such as anti-cancer, anti-bacterial, anti-viral, and anti-aging etc, and are used in various fields, including medicine, food, and cosmetics. Quality of natural products can vary according to the climate of the habitat, soil environment, producing area, harvesting time etc. Thus, it is difficult to mass produce natural products. However, plant cell culture method has many advantages compared to open field culture method. Plant cell culture method can produce rare useful compounds, solve environmental problems such as pesticides, heavy metals, and other harmful compounds, and maintain consistency of quality etc. and mass production is also possible. Tomato (Lycopersicon esculentum) is an annual plant, belongs to Solanales, Solanaceae and its habitat is Andes in South America. It was introduced and started to be cultivated in Korea since 400 years ago. Tomato contains many biologically useful compounds which has preventive or treating efficacy on various diseases. However, there is no report about the possibility of tomato used as cosmetic material that has anti-oxidant and anti-aging effect. In this study, tomato cell culture was obtained by using un-utilized part, stem, and anti-oxidant and skin anti-aging effect of tomato cell extract and culture media were confirmed. Cytotoxicity of tomato cell extract and culture media was measured on human dermal fibroblast and human epidermal keratinocyte. By observing that tomato cell extract and culture media had no cytoxicity up to 100 ug/ml and 10%, respectively, their safety on skin were confirmed. Also, 100 ug/ml of tomato cell extract exhibited promotion effect on proliferation of human dermal fibroblast and human epidermal keratinocyte. Anti-oxidant and skin anti-aging effect of tomato cell extract and culture media were evaluated. As a result, they exhibited very similar inhibitory effect on reactive oxygen with N-Acetyl-L-Cysteine (NAC). In order to confirm this reactive oxygen scavenging activity was a defensive mechanism to oxidative stress caused by the activation of oxidation-reduction related enzymes, changes in the activity of superoxide dismutase (SOD), one of the anti-oxidative enzymes, was measured. As a result, tomato cell extract and culture media increased SOD activity at 50 ug/ml and 10%, respectively. Tomato cell extract had increased higher SOD activity than culture media. Moreover, tomato cell extract and culture media both induced biosynthesis of procollagen. Especially, 10% of culture media showed better effect on procollagen biosynthesis compared to TGF-beta, a positive control. Also, tomato cell extract and culture media exhibited inhibitory effect on the expression of matrix metalloproteinase-1 (MMP-1), which is the collagen degradation enzyme, participating in extracellular matrix (ECM) degradation that causes wrinkles. Culture media at 1% and 10% exhibited superior inhibitory effect on the expression of MMP-1 compared to retinoic acid, which is known for the best effective agent for wrinkle reduction. On the base of the result, tomato cell extract and the culture media can prevent and reduce wrinkle formation and they are expected to be used as natural skin anti-aging cosmetical material.
Many of the useful natural products from plants have diverse biological activities, such as anti-cancer, anti-bacterial, anti-viral, and anti-aging etc, and are used in various fields, including medicine, food, and cosmetics. Quality of natural products can vary according to the climate of the habitat, soil environment, producing area, harvesting time etc. Thus, it is difficult to mass produce natural products. However, plant cell culture method has many advantages compared to open field culture method. Plant cell culture method can produce rare useful compounds, solve environmental problems such as pesticides, heavy metals, and other harmful compounds, and maintain consistency of quality etc. and mass production is also possible. Tomato (Lycopersicon esculentum) is an annual plant, belongs to Solanales, Solanaceae and its habitat is Andes in South America. It was introduced and started to be cultivated in Korea since 400 years ago. Tomato contains many biologically useful compounds which has preventive or treating efficacy on various diseases. However, there is no report about the possibility of tomato used as cosmetic material that has anti-oxidant and anti-aging effect. In this study, tomato cell culture was obtained by using un-utilized part, stem, and anti-oxidant and skin anti-aging effect of tomato cell extract and culture media were confirmed. Cytotoxicity of tomato cell extract and culture media was measured on human dermal fibroblast and human epidermal keratinocyte. By observing that tomato cell extract and culture media had no cytoxicity up to 100 ug/ml and 10%, respectively, their safety on skin were confirmed. Also, 100 ug/ml of tomato cell extract exhibited promotion effect on proliferation of human dermal fibroblast and human epidermal keratinocyte. Anti-oxidant and skin anti-aging effect of tomato cell extract and culture media were evaluated. As a result, they exhibited very similar inhibitory effect on reactive oxygen with N-Acetyl-L-Cysteine (NAC). In order to confirm this reactive oxygen scavenging activity was a defensive mechanism to oxidative stress caused by the activation of oxidation-reduction related enzymes, changes in the activity of superoxide dismutase (SOD), one of the anti-oxidative enzymes, was measured. As a result, tomato cell extract and culture media increased SOD activity at 50 ug/ml and 10%, respectively. Tomato cell extract had increased higher SOD activity than culture media. Moreover, tomato cell extract and culture media both induced biosynthesis of procollagen. Especially, 10% of culture media showed better effect on procollagen biosynthesis compared to TGF-beta, a positive control. Also, tomato cell extract and culture media exhibited inhibitory effect on the expression of matrix metalloproteinase-1 (MMP-1), which is the collagen degradation enzyme, participating in extracellular matrix (ECM) degradation that causes wrinkles. Culture media at 1% and 10% exhibited superior inhibitory effect on the expression of MMP-1 compared to retinoic acid, which is known for the best effective agent for wrinkle reduction. On the base of the result, tomato cell extract and the culture media can prevent and reduce wrinkle formation and they are expected to be used as natural skin anti-aging cosmetical material.
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