Protection of skin photo-aging by Averrhoa carambola bark extract via modulation of MAPKs/AP-1/MMPs signaling in HaCaT cells : MAPKs/AP-1/MMPs 기전을 통한 카람볼라 나무껍질 추출물의 피부 광노화 보호 효과원문보기
인간의 평균 수명이 증가함에 따라 사람들의 피부 노화에 관한 관심 또한 증가하고 있는 추세이다. 피부 노화는 여러 요인에 의해 일어나게 되는데, 그 중 피부 노화의 대부분을 유발하는 자외선으로 인한 피부 노화에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 자외선이 피부에 지속적으로 노출되면 피부 세포 내에서 활성산소종이 생성되고 다양한 기전을 통하여 MMP 라고 불리는 ...
인간의 평균 수명이 증가함에 따라 사람들의 피부 노화에 관한 관심 또한 증가하고 있는 추세이다. 피부 노화는 여러 요인에 의해 일어나게 되는데, 그 중 피부 노화의 대부분을 유발하는 자외선으로 인한 피부 노화에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 자외선이 피부에 지속적으로 노출되면 피부 세포 내에서 활성산소종이 생성되고 다양한 기전을 통하여 MMP 라고 불리는 효소 활성을 촉진시킨다. 이와 같은 효소들은 피부 진피층에 있는 세포 외 기질을 분해하여 주름을 형성시키거나 탄력성이 저하시키는 등 여러 가지 피부 노화 현상을 일으킨다. 현재 피부 노화를 완화시키기 위해 개발된 다양한 화학물질 또는 의약품은 높은 가격, 불안정성, 부작용과 같은 다양한 부정적인 측면을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 단점을 보완할 수 있는 천연소재를 이용하여 피부 노화에 효과적인 물질을 확인하였다. 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올과 D.W 추출물을 이용하여 DPPH, ABTS, FRAP 그리고 CUPRAC 실험을 진행한 결과 높은 항산화 활성을 가지는 것을 확인할 수 있었고, elastase inhibition 실험을 통하여 100 ㎍/mL 농도의 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물에서 86% 정도의 높은 억제 활성을 가졌다. 이를 통해 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물이 피부 노화에 활성이 있다는 것을 예상하였고 세포 내의 활성을 확인하기 위해 피부 각질 세포인 HaCaT 세포를 이용하였다. 먼저 세포독성을 측정한 결과 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물 농도 1-30 ㎍/mL에서 세포 독성을 띄지 않았으며, 추후 실험에서 100 ㎍/mL를 제외한 농도를 이용하여 진행하였다. 다음으로 광독성 실험을 통해 HaCaT 세포에서 40 mJ/cm2의 자외선 세기가 가장 적절하다는 것을 확인하였고, 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물과 자외선을 함께 처리하였을 때 세포생존율이 농도 의존적으로 증가한 것을 확인하였다. 또한 세포 내 ROS 생성량을 측정하여 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물이 자외선이 조사된 세포에서 증가된 활성산소를 크게 억제한다는 것을 확인하였다. 마지막으로 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물의 피부 노화 억제 효과를 mRNA와 단백질 수준에서 확인하기 위해 각각 RT-PCR과 western blot을 진행하였다. 그 결과, MMP-1, 2, 12의 발현량은 농도 의존적으로 감소하고, SIRT-1, COL1A1, ELN의 발현량은 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, NF-κB, AP-1, MAPK 경로를 조사한 결과 각각의 발현량이 크게 감소된 것을 확인할 수 있었고, inhibitor 실험을 통하여 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물이 MAPK 경로를 통하여 피부 노화를 억제한다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 위의 결과를 토대로, 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물은 피부 노화 완화를 위한 기능성 식품 및 화장품 천연소재로 이용가능성이 높으며, 최근 기후 변화로 인한 지구온난화의 영향으로 국내에서도 아열대 작물에 대한 식품소재의 산업화 개발에 좋은 시금석이 되리라 생각되며 국민의 건강 보건에도 일익을 담당하리라 판단된다.
인간의 평균 수명이 증가함에 따라 사람들의 피부 노화에 관한 관심 또한 증가하고 있는 추세이다. 피부 노화는 여러 요인에 의해 일어나게 되는데, 그 중 피부 노화의 대부분을 유발하는 자외선으로 인한 피부 노화에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 자외선이 피부에 지속적으로 노출되면 피부 세포 내에서 활성산소종이 생성되고 다양한 기전을 통하여 MMP 라고 불리는 효소 활성을 촉진시킨다. 이와 같은 효소들은 피부 진피층에 있는 세포 외 기질을 분해하여 주름을 형성시키거나 탄력성이 저하시키는 등 여러 가지 피부 노화 현상을 일으킨다. 현재 피부 노화를 완화시키기 위해 개발된 다양한 화학물질 또는 의약품은 높은 가격, 불안정성, 부작용과 같은 다양한 부정적인 측면을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 단점을 보완할 수 있는 천연소재를 이용하여 피부 노화에 효과적인 물질을 확인하였다. 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올과 D.W 추출물을 이용하여 DPPH, ABTS, FRAP 그리고 CUPRAC 실험을 진행한 결과 높은 항산화 활성을 가지는 것을 확인할 수 있었고, elastase inhibition 실험을 통하여 100 ㎍/mL 농도의 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물에서 86% 정도의 높은 억제 활성을 가졌다. 이를 통해 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물이 피부 노화에 활성이 있다는 것을 예상하였고 세포 내의 활성을 확인하기 위해 피부 각질 세포인 HaCaT 세포를 이용하였다. 먼저 세포독성을 측정한 결과 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물 농도 1-30 ㎍/mL에서 세포 독성을 띄지 않았으며, 추후 실험에서 100 ㎍/mL를 제외한 농도를 이용하여 진행하였다. 다음으로 광독성 실험을 통해 HaCaT 세포에서 40 mJ/cm2의 자외선 세기가 가장 적절하다는 것을 확인하였고, 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물과 자외선을 함께 처리하였을 때 세포생존율이 농도 의존적으로 증가한 것을 확인하였다. 또한 세포 내 ROS 생성량을 측정하여 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물이 자외선이 조사된 세포에서 증가된 활성산소를 크게 억제한다는 것을 확인하였다. 마지막으로 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물의 피부 노화 억제 효과를 mRNA와 단백질 수준에서 확인하기 위해 각각 RT-PCR과 western blot을 진행하였다. 그 결과, MMP-1, 2, 12의 발현량은 농도 의존적으로 감소하고, SIRT-1, COL1A1, ELN의 발현량은 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, NF-κB, AP-1, MAPK 경로를 조사한 결과 각각의 발현량이 크게 감소된 것을 확인할 수 있었고, inhibitor 실험을 통하여 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물이 MAPK 경로를 통하여 피부 노화를 억제한다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 위의 결과를 토대로, 카람볼라 나무껍질 100% 에탄올 추출물은 피부 노화 완화를 위한 기능성 식품 및 화장품 천연소재로 이용가능성이 높으며, 최근 기후 변화로 인한 지구온난화의 영향으로 국내에서도 아열대 작물에 대한 식품소재의 산업화 개발에 좋은 시금석이 되리라 생각되며 국민의 건강 보건에도 일익을 담당하리라 판단된다.
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