[학위논문]수수 추출물이 항염증 및 항노화, 자외선 보호에 미치는 영향 Effects of Sorghum (sorghum bicolor moench) extracts on anti-inflammatory, anti-aging, and ultraviolet protection원문보기
화장품 산업은 인체에 부작용이 적은 천연 추출물에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 본 연구를 통하여 영양이 풍부하고 독성이 없는 수수 추출물의 통하여 항산화, 항염증, 항멜라닌 및 자외선(UVB)에 대한 세포보호 효과를 확인하고 기능성 화장품 소재로서 수수 추출물의 생리 활성 효과에 대한 기초 자료를 제공하고자 한다. 수수는 타닌(tannins), 페놀산(phenolic acids), ...
화장품 산업은 인체에 부작용이 적은 천연 추출물에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 본 연구를 통하여 영양이 풍부하고 독성이 없는 수수 추출물의 통하여 항산화, 항염증, 항멜라닌 및 자외선(UVB)에 대한 세포보호 효과를 확인하고 기능성 화장품 소재로서 수수 추출물의 생리 활성 효과에 대한 기초 자료를 제공하고자 한다. 수수는 타닌(tannins), 페놀산(phenolic acids), 안토시아닌(anthocyanins), 식물성스테롤(phytosterols), 폴리코사놀(policosanols)를 포함한 다양한 식물화학물질(phytochemical)을 함유하는 작물이며, 전통음식, 건강식품을 포함한 바이오에너지 작물, 토양개선과 가축의 사료로 사용될 뿐 아니라, 최근에는 천연색소와 건축 자재 등 광범위하게 쓰이고 있다. 수수 추출물의 RAW 264.7, B16F10, HDF, HaCaT 세포 총 4가지 세포에서 세포의 증식 및 촉진 효과를 확인하였으며, 유의한 세포 독성은 나타나지 않았다. RAW 264.7 세포에 대한 항염 효과를 분석하기 위하여 수수 추출물을 농도별로 처리한 결과, LPS 처리군에 비하여 농도 의존적으로 NO 생성이 억제되었으며, COX-2 발현량은 수수 추출물을 전처리한 경우 세포 내 염증 매개 인자인 COX-2 유전자 발현을 모든 농도에서도 효율적으로 억제시키는 것으로 나타났다. 수수 추출물의 항멜라닌 효과에 대한 실험에서 B16F10 melanoma 세포를 α-MSH로 처리하여 멜라닌 생합성을 유도한 후 수수 추출물을 농도별로 전처리를 실시한 결과 멜라닌의 생합성 억제 효과는 다소 약하게 나타났고, MITF 억제효과는 농도 의존적으로 유의한 효과가 나타났으며, 수수 추출물의 Tyrosinase 활성 억제 효과는 미약하게 나타났다. 또한, 수수 추출물의 항노화 효과에 대한 실험을 실시하였으며, MMP-1 발현 억제능에 대한 실험결과, 수수 추출물 10 μg/mL의 농도에서 유의하게 MMP-1 발현을 억제시키는 것으로 나타났으며, MMP-1 발현에 연관성이 존재하는 JNK와 ERK의 인산화에 관한 결과는 수수 추출물 50 μg/mL 농도일 때 JNK, ERK 신호전달 경로를 통하여 MMP-1 발현을 억제시키는 것으로 나타났다. 마지막으로 HaCaT 세포에 대한 수수 추출물의 자외선 보호효과 실험결과, 수수 추출물을 처리하지 않고 자외선(UVB)을 관찰하였을 때에는 세포생존율이 38.57%로 감소하였으나, 수수 추출물을 농도별로 처리하고 4, 24, 48시간 후에 자외선(UVB)을 관찰하였을 때에는 세포의 생존율이 증가하는 경향을 보였으며, 유의하게 세포 생존율이 회복되는 것으로 나타났다. 또한, 세포 내 활성산호증(ROS) 정량 분석결과 세포 내 활성산호증(ROS) 총 양이 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 통하여 수수 추출물은 세포에 대한 독성이 미약하고, LPS에 의하여 유도된 COX-2의 유전자 발현을 억제시켜 NO 생성 억제에 관한 항염증의 효과가 있음을 추정할 수 있다. 또한, 수수 추출물은 폴리페놀과 플라보노이드의 함량이 높고 자외선을 유도하는 MMP-1 발현을 저해시켜 피부의 광노화를 억제하는 효과가 있었으며, 이를 통하여 광노화로 인한 피부 주름과 자연 노화로 인한 피부 주름을 예방하는데 유의한 효과를 가지며 자외선(UVB)으로부터 피부를 보호하는 효과가 있음을 확인하였다. 이상의 결과를 통하여 본 연구에서는 수수 추출물이 항산화, 피부 염증, 피부 노화 예방, 자외선 차단의 관점에서 기능성 화장품 소재로서 활용 가능할 것으로 사료된다.
화장품 산업은 인체에 부작용이 적은 천연 추출물에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 본 연구를 통하여 영양이 풍부하고 독성이 없는 수수 추출물의 통하여 항산화, 항염증, 항멜라닌 및 자외선(UVB)에 대한 세포보호 효과를 확인하고 기능성 화장품 소재로서 수수 추출물의 생리 활성 효과에 대한 기초 자료를 제공하고자 한다. 수수는 타닌(tannins), 페놀산(phenolic acids), 안토시아닌(anthocyanins), 식물성스테롤(phytosterols), 폴리코사놀(policosanols)를 포함한 다양한 식물화학물질(phytochemical)을 함유하는 작물이며, 전통음식, 건강식품을 포함한 바이오에너지 작물, 토양개선과 가축의 사료로 사용될 뿐 아니라, 최근에는 천연색소와 건축 자재 등 광범위하게 쓰이고 있다. 수수 추출물의 RAW 264.7, B16F10, HDF, HaCaT 세포 총 4가지 세포에서 세포의 증식 및 촉진 효과를 확인하였으며, 유의한 세포 독성은 나타나지 않았다. RAW 264.7 세포에 대한 항염 효과를 분석하기 위하여 수수 추출물을 농도별로 처리한 결과, LPS 처리군에 비하여 농도 의존적으로 NO 생성이 억제되었으며, COX-2 발현량은 수수 추출물을 전처리한 경우 세포 내 염증 매개 인자인 COX-2 유전자 발현을 모든 농도에서도 효율적으로 억제시키는 것으로 나타났다. 수수 추출물의 항멜라닌 효과에 대한 실험에서 B16F10 melanoma 세포를 α-MSH로 처리하여 멜라닌 생합성을 유도한 후 수수 추출물을 농도별로 전처리를 실시한 결과 멜라닌의 생합성 억제 효과는 다소 약하게 나타났고, MITF 억제효과는 농도 의존적으로 유의한 효과가 나타났으며, 수수 추출물의 Tyrosinase 활성 억제 효과는 미약하게 나타났다. 또한, 수수 추출물의 항노화 효과에 대한 실험을 실시하였으며, MMP-1 발현 억제능에 대한 실험결과, 수수 추출물 10 μg/mL의 농도에서 유의하게 MMP-1 발현을 억제시키는 것으로 나타났으며, MMP-1 발현에 연관성이 존재하는 JNK와 ERK의 인산화에 관한 결과는 수수 추출물 50 μg/mL 농도일 때 JNK, ERK 신호전달 경로를 통하여 MMP-1 발현을 억제시키는 것으로 나타났다. 마지막으로 HaCaT 세포에 대한 수수 추출물의 자외선 보호효과 실험결과, 수수 추출물을 처리하지 않고 자외선(UVB)을 관찰하였을 때에는 세포생존율이 38.57%로 감소하였으나, 수수 추출물을 농도별로 처리하고 4, 24, 48시간 후에 자외선(UVB)을 관찰하였을 때에는 세포의 생존율이 증가하는 경향을 보였으며, 유의하게 세포 생존율이 회복되는 것으로 나타났다. 또한, 세포 내 활성산호증(ROS) 정량 분석결과 세포 내 활성산호증(ROS) 총 양이 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 통하여 수수 추출물은 세포에 대한 독성이 미약하고, LPS에 의하여 유도된 COX-2의 유전자 발현을 억제시켜 NO 생성 억제에 관한 항염증의 효과가 있음을 추정할 수 있다. 또한, 수수 추출물은 폴리페놀과 플라보노이드의 함량이 높고 자외선을 유도하는 MMP-1 발현을 저해시켜 피부의 광노화를 억제하는 효과가 있었으며, 이를 통하여 광노화로 인한 피부 주름과 자연 노화로 인한 피부 주름을 예방하는데 유의한 효과를 가지며 자외선(UVB)으로부터 피부를 보호하는 효과가 있음을 확인하였다. 이상의 결과를 통하여 본 연구에서는 수수 추출물이 항산화, 피부 염증, 피부 노화 예방, 자외선 차단의 관점에서 기능성 화장품 소재로서 활용 가능할 것으로 사료된다.
Sorghum bicolor Moench (S. bicolor) is a plant containing various phytochemicals, including tannins, anthocyanins, phytosterols, phenolic acids, and policosanols. It is used in a variety of ways, such as traditional food, bio-energy crops, like health food, soil improvement material, and livestock f...
Sorghum bicolor Moench (S. bicolor) is a plant containing various phytochemicals, including tannins, anthocyanins, phytosterols, phenolic acids, and policosanols. It is used in a variety of ways, such as traditional food, bio-energy crops, like health food, soil improvement material, and livestock feed. More recently, it is being employed for natural pigments and building materials. Recently, the cosmetics industry pays attention to natural extracts with few side effects. In this study, basic data on functional cosmetics through antioxidants, anti-inflammation, inhibition of melanin biosynthesis, inhibition of MMP-1 expression and cytoprotective effects against UVB was collected through research on S. bicolor extracts with abundant nutrients without toxicity. The cell proliferation and promotion effects of the extracts were confirmed in RAW 264.7, B16F10, HDF and HaCaT cells, and no significant cytotoxicity was observed. To investigate the anti-inflammatory effects of RAW 264.7 cells, S. bicolor extracts were added by differentiating concentrations. In this experiment, it was found that NO production was inhibited in a concentration-dependent manner as compared to the LPS-treated group. It was also observed that the expression of the COX-2 gene, an inflammation mediator in the cell, was effectively inhibited at all concentrations compared with the control group when S. bicolor extracts were pretreated. In the experiment to determine the inhibition of melanin biosynthesis, α-MSH was treated on B16F10 melanoma cells to induce melanin biosynthesis, and then S. bicolor extracts were treated by varying concentrations. In the experiment, a slightly weak inhibitory effect was established. Although a significant MITF inhibitory effect was determined in a concentration-dependent manner, the effect of S. bicolor extracts on tyrosinase activation inhibition was very weak. In an experiment on the effect of S. bicolor extracts on MMP-1 expression, it was confirmed that MMP-1 expression was significantly inhibited at a concentration of 10 μg/mL. When monitoring the phosphorylation of JNK and ERK, known to be involved in the expression of MMP-1, it was seen that the S. bicolor extracts inhibited the expression of MMP-1 through the JNK and ERK signal delivery pathway at a concentration of 50 μg/mL. In the experiment to assess the UV protection effect of the extracts in HaCaT cells, cell viability was reduced to 38.57% when UVB was irradiated without treatment of S. bicolor extracts. When UVB was irradiated after the extracts were treated with different concentrations 4, 24 and 48 hours, the survival rate of the cells increased and the cell survival rate was significantly recovered. In addition, ROS quantitative analysis confirmed that the total amount of ROS was diminished. From the results of this study, the following was confirmed: S. bicolor extracts are not toxic to cells, and have anti-inflammatiory activity by inhibiting the expression of the COX-2 gene induced by LPS and involved with inhibition of NO production. It prevents skin wrinkles caused by photo-aging and natural ageing, and has an effect of protecting skin from UV rays through inhibiting photo-aging of skin through inhibition of expression of MMP-1 induced by the high content of polyphenols and flavonoids along with UV rays. Therefore, this study could be used as functional cosmetic material in terms of antioxidants, prevention of skin inflammation, prevention of skin aging, and UV shielding when used as a functional cosmetic material of aquatic extract. Therefore, it is presumed that the S. bicolor extract can be utilized as a functional cosmetic material because it has antioxidant, anti-inflammation, skin-aging inhibition and UV ray-blocking effects.
Sorghum bicolor Moench (S. bicolor) is a plant containing various phytochemicals, including tannins, anthocyanins, phytosterols, phenolic acids, and policosanols. It is used in a variety of ways, such as traditional food, bio-energy crops, like health food, soil improvement material, and livestock feed. More recently, it is being employed for natural pigments and building materials. Recently, the cosmetics industry pays attention to natural extracts with few side effects. In this study, basic data on functional cosmetics through antioxidants, anti-inflammation, inhibition of melanin biosynthesis, inhibition of MMP-1 expression and cytoprotective effects against UVB was collected through research on S. bicolor extracts with abundant nutrients without toxicity. The cell proliferation and promotion effects of the extracts were confirmed in RAW 264.7, B16F10, HDF and HaCaT cells, and no significant cytotoxicity was observed. To investigate the anti-inflammatory effects of RAW 264.7 cells, S. bicolor extracts were added by differentiating concentrations. In this experiment, it was found that NO production was inhibited in a concentration-dependent manner as compared to the LPS-treated group. It was also observed that the expression of the COX-2 gene, an inflammation mediator in the cell, was effectively inhibited at all concentrations compared with the control group when S. bicolor extracts were pretreated. In the experiment to determine the inhibition of melanin biosynthesis, α-MSH was treated on B16F10 melanoma cells to induce melanin biosynthesis, and then S. bicolor extracts were treated by varying concentrations. In the experiment, a slightly weak inhibitory effect was established. Although a significant MITF inhibitory effect was determined in a concentration-dependent manner, the effect of S. bicolor extracts on tyrosinase activation inhibition was very weak. In an experiment on the effect of S. bicolor extracts on MMP-1 expression, it was confirmed that MMP-1 expression was significantly inhibited at a concentration of 10 μg/mL. When monitoring the phosphorylation of JNK and ERK, known to be involved in the expression of MMP-1, it was seen that the S. bicolor extracts inhibited the expression of MMP-1 through the JNK and ERK signal delivery pathway at a concentration of 50 μg/mL. In the experiment to assess the UV protection effect of the extracts in HaCaT cells, cell viability was reduced to 38.57% when UVB was irradiated without treatment of S. bicolor extracts. When UVB was irradiated after the extracts were treated with different concentrations 4, 24 and 48 hours, the survival rate of the cells increased and the cell survival rate was significantly recovered. In addition, ROS quantitative analysis confirmed that the total amount of ROS was diminished. From the results of this study, the following was confirmed: S. bicolor extracts are not toxic to cells, and have anti-inflammatiory activity by inhibiting the expression of the COX-2 gene induced by LPS and involved with inhibition of NO production. It prevents skin wrinkles caused by photo-aging and natural ageing, and has an effect of protecting skin from UV rays through inhibiting photo-aging of skin through inhibition of expression of MMP-1 induced by the high content of polyphenols and flavonoids along with UV rays. Therefore, this study could be used as functional cosmetic material in terms of antioxidants, prevention of skin inflammation, prevention of skin aging, and UV shielding when used as a functional cosmetic material of aquatic extract. Therefore, it is presumed that the S. bicolor extract can be utilized as a functional cosmetic material because it has antioxidant, anti-inflammation, skin-aging inhibition and UV ray-blocking effects.
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