[학위논문]Anti-Skin Aging Properties of Prunus mume Seed Extract and Amygdalin against UV-Induced Senescence : 매실씨 추출물과 amygdalin의 자외선자극으로 유도되는 피부노화 억제활성 평가 및 이의 무독성 분석원문보기
자외선은 matrix metalloproteinase-1 등의 분자 활성을 증가시켜 피부노화를 일으키는 주요인자이다. 항피부노화 활성을 가진 식품 또는 천연소재를 개발하기 위하여, 본 실험에는 매실의 성숙도에 따라 Prnus mume unripen fruit (PmUF), Prnus mume ripen fruit (PmRF), Prnus mume ripen seed (PmRS)로 분류하여 자외선 자극에 의해 유도된 피부노화 마우스 모델에 적용하였다. 매실 열매 및 씨의 추출은 50% 에탄올에 추출하였으며, 제모된 BALB/c 마우스 피부 표면에 직접적으로 도포하여 완전히 흡수시킨 후 UV자극을 주었다. 4주간의 UV자극에 의한 손상 및 시료의 도포에 따른 완화 활성을 살펴본 결과, PmUF 및 PmRF에 의한 효과는 없는 것으로 판단되었다. 반면, PmRS 도포그룹에서는 피부 ...
자외선은 matrix metalloproteinase-1 등의 분자 활성을 증가시켜 피부노화를 일으키는 주요인자이다. 항피부노화 활성을 가진 식품 또는 천연소재를 개발하기 위하여, 본 실험에는 매실의 성숙도에 따라 Prnus mume unripen fruit (PmUF), Prnus mume ripen fruit (PmRF), Prnus mume ripen seed (PmRS)로 분류하여 자외선 자극에 의해 유도된 피부노화 마우스 모델에 적용하였다. 매실 열매 및 씨의 추출은 50% 에탄올에 추출하였으며, 제모된 BALB/c 마우스 피부 표면에 직접적으로 도포하여 완전히 흡수시킨 후 UV자극을 주었다. 4주간의 UV자극에 의한 손상 및 시료의 도포에 따른 완화 활성을 살펴본 결과, PmUF 및 PmRF에 의한 효과는 없는 것으로 판단되었다. 반면, PmRS 도포그룹에서는 피부 콜라겐이 38% 이상 증가하였으며, 피부노화 및 염증반응에 따른 피부조직 두께가 증가한 것을 약 27% 감소시켰다. 또한 피부의 상처 및 자외선 자극에 의한 홍반현상도 현저히 감소시켰다. 면역조직학적염색법에 의한 피부조직을 분석한 결과, 매실 씨 추출물 도포그룹에서 상피의 두께가 약 60% 감소하였으며, 콜라겐의 분포는 약 59% 증가하였다. 또한 노화에 key factor인 SIRT1의 증가 및 상피에서의 MMP-1, IL-1β 분자를 감소시켰다. RT-PCR 및 Western blot 결과에서도 동일한 양상으로 MMP-1의 감소 및 SIRT1의 증가 활성을 보였다. 매실 씨의 특성을 평가하기 위해 식용 시 독성을 나타내는 amygdalin의 함량을 HPLC로 분석한 결과, PmUF에서 0.0406, PmRF에서 1.8759, PmRS에서 149.2979 μg/mg의 함량으로 PmRS에서 함량이 높은 것으로 분석되었다. 따라서 amygdalin에 의한 피부노화 억제활성의 가능성을 두고, 사람유래 fibroblast 세포인 BJ 세포에서 wound healing assay와 BrdU assay를 진행하였다. 결과적으로 자외선 자극에 의한 억제된 피부세포의 증식 활성을 PmRS 및 amygdalin에서 증가시키는 것을 확인하였다. 한편, 피부노화는 크게 ROS 자극에 의한 장기간의 형태인 내인성 피부노화 및 자외선 등에 의한 피부자극에 따른 직접적인 MMP-1 활성을 증가시키는 형태인 외인성 피부노화로 나뉠 수 있는데, amygdalin에서는 직접적인 항산화활성이 없는 것으로 분석되어, 피부세포의 활성화에 따른 노화억제 효과가 나타난 것으로 판단된다. 향장소재의 개발을 위해서는 안전성 평가가 필수적인데, 최근 동물윤리의 중요성으로 인해 동물실험대체시험법이 제시되고 있다. 본 연구에서는 광독성 평가를 neutral red uptake test, 안점막자극 시험을 bovine corneal opacity and permeability test, 피부자극시험을 local lymph node assay로써 세 가지 대체시험법으로 진행하였다. 결과적으로 amygdalin과 매실 씨 추출물(PmRS)에서 세 가지 시험법 모두 무독성인 것으로 평가되었다. 매실 씨 추출물은 amygdalin을 포함한 시안화합물의 함유에 기인한 독성 문제로 직접적인 섭취가 불가능하며, 식품산업에서는 부산물에 해당하나 본 연구에서 제시된 피부노화 억제 활성 및 피부자극, 안점막, 광독성의 무독성 평가 결과는 매실 씨의 활용을 높이고 식품유래 향장소재의 새로운 개발이 될 것으로 판단된다.
자외선은 matrix metalloproteinase-1 등의 분자 활성을 증가시켜 피부노화를 일으키는 주요인자이다. 항피부노화 활성을 가진 식품 또는 천연소재를 개발하기 위하여, 본 실험에는 매실의 성숙도에 따라 Prnus mume unripen fruit (PmUF), Prnus mume ripen fruit (PmRF), Prnus mume ripen seed (PmRS)로 분류하여 자외선 자극에 의해 유도된 피부노화 마우스 모델에 적용하였다. 매실 열매 및 씨의 추출은 50% 에탄올에 추출하였으며, 제모된 BALB/c 마우스 피부 표면에 직접적으로 도포하여 완전히 흡수시킨 후 UV자극을 주었다. 4주간의 UV자극에 의한 손상 및 시료의 도포에 따른 완화 활성을 살펴본 결과, PmUF 및 PmRF에 의한 효과는 없는 것으로 판단되었다. 반면, PmRS 도포그룹에서는 피부 콜라겐이 38% 이상 증가하였으며, 피부노화 및 염증반응에 따른 피부조직 두께가 증가한 것을 약 27% 감소시켰다. 또한 피부의 상처 및 자외선 자극에 의한 홍반현상도 현저히 감소시켰다. 면역조직학적염색법에 의한 피부조직을 분석한 결과, 매실 씨 추출물 도포그룹에서 상피의 두께가 약 60% 감소하였으며, 콜라겐의 분포는 약 59% 증가하였다. 또한 노화에 key factor인 SIRT1의 증가 및 상피에서의 MMP-1, IL-1β 분자를 감소시켰다. RT-PCR 및 Western blot 결과에서도 동일한 양상으로 MMP-1의 감소 및 SIRT1의 증가 활성을 보였다. 매실 씨의 특성을 평가하기 위해 식용 시 독성을 나타내는 amygdalin의 함량을 HPLC로 분석한 결과, PmUF에서 0.0406, PmRF에서 1.8759, PmRS에서 149.2979 μg/mg의 함량으로 PmRS에서 함량이 높은 것으로 분석되었다. 따라서 amygdalin에 의한 피부노화 억제활성의 가능성을 두고, 사람유래 fibroblast 세포인 BJ 세포에서 wound healing assay와 BrdU assay를 진행하였다. 결과적으로 자외선 자극에 의한 억제된 피부세포의 증식 활성을 PmRS 및 amygdalin에서 증가시키는 것을 확인하였다. 한편, 피부노화는 크게 ROS 자극에 의한 장기간의 형태인 내인성 피부노화 및 자외선 등에 의한 피부자극에 따른 직접적인 MMP-1 활성을 증가시키는 형태인 외인성 피부노화로 나뉠 수 있는데, amygdalin에서는 직접적인 항산화활성이 없는 것으로 분석되어, 피부세포의 활성화에 따른 노화억제 효과가 나타난 것으로 판단된다. 향장소재의 개발을 위해서는 안전성 평가가 필수적인데, 최근 동물윤리의 중요성으로 인해 동물실험 대체시험법이 제시되고 있다. 본 연구에서는 광독성 평가를 neutral red uptake test, 안점막자극 시험을 bovine corneal opacity and permeability test, 피부자극시험을 local lymph node assay로써 세 가지 대체시험법으로 진행하였다. 결과적으로 amygdalin과 매실 씨 추출물(PmRS)에서 세 가지 시험법 모두 무독성인 것으로 평가되었다. 매실 씨 추출물은 amygdalin을 포함한 시안화합물의 함유에 기인한 독성 문제로 직접적인 섭취가 불가능하며, 식품산업에서는 부산물에 해당하나 본 연구에서 제시된 피부노화 억제 활성 및 피부자극, 안점막, 광독성의 무독성 평가 결과는 매실 씨의 활용을 높이고 식품유래 향장소재의 새로운 개발이 될 것으로 판단된다.
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