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자외선 조사는 피부의 다양한 분자 생물학적 작용 과정을 변화시켜 산화적 스트레스 및 염증 반응을 유발하고 피부 장벽 기능의 손상을 초래함으로써 피부 내 홍반량 증가, 수분 손실 증가 등 피부 항상성 유지 기능을 상실시킨다. 실리마린(Silymarin)은 서양엉겅퀴(Silybum marianum (L.) Gaertn., family of Asteraceae)인 ...

자외선 조사는 피부의 다양한 분자 생물학적 작용 과정을 변화시켜 산화적 스트레스 및 염증 반응을 유발하고 피부 장벽 기능의 손상을 초래함으로써 피부 내 홍반량 증가, 수분 손실 증가 등 피부 항상성 유지 기능을 상실시킨다. 실리마린(Silymarin)은 서양엉겅퀴(Silybum marianum (L.) Gaertn., family of Asteraceae)인 밀크시슬(milk thistle)에서 추출된 플라보노이드 복합체로써, 이는 자유라디칼 소거 활성을 통한 항산화 효과, 세포사멸 억제 효과 및 간 보호 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 자외선에 의한 피부 장벽 손상에 미치는 실리마린의 보호 효과 및 관련 기전에 대해서는 아직 보고되지 않았다. 본 연구에서는 자외선 손상으로부터 실리마린의 피부 보호 효과에 대한 분자생물학적 기전을 규명하기 위해 in vitro 세포 모델을 이용하였으며, 나아가 in vivo 피부 모델에서의 피부장벽 자극완화 및 수분손실량 개선 효과를 확인하고자 임상적 연구를 진행하였다. 우선, 실리마린은 자외선B에 의한 세포 손상으로부터 보호하는 효과가 있는 것을 확인하였다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능 시험법을 통해 실리마린의 우수한 라디칼 소거 활성 효과를 확인하였고, 자외선 B를 조사한 HaCaT 세포에서의 ROS 생성 유도를 감소시키는 효과를 확인할 수 있었다. 세포 내 항산화효소로 알려진 superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT)의 활성은 자외선 B 에 의해 감소되는 반면, 실리마린을 처리한 세포에서 SOD 와 CAT 의 활성이 증가되는 것을 확인하였다. 자외선 B 에 의해 유도되는 ROS 생성은 p38 MAPK 의 인산화를 유도하고, 그 하위 신호전달경로인 NF-κB 의 활성화를 통해 염증반응 매개인자인 IL-1β, IL-6, IL-8, COX-2 및 iNOS 의 발현을 유도하게 한다. 하지만, 자외선 B을 조사한 HaCaT 세포에서의 실리마린 효과는 p38 MAPK 인산화를 억제시켜 NF-κB 활성을 저해하고, 또한 염증반응 매개체들의 발현 변화를 억제하는 것을 확인하였다. 피부각질층은 filaggrin, involucrin 및 keratin 10 등의 피부 장벽 단백질로 구성되어 있으며, 이들은 피부 장벽을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 실리마린은 자외선 B를 조사한 HaCaT 세포에서 caspase-14 의 활성을 증가시킴에 따라 filaggrin, involucrin 및 keratin 10 의 유전자 발현과 단백질 발현 또한 증가시키는 것을 확인하였다. 이어서, 3차원 인공피부모델(3D RHE skin model)을 이용하여 자외선 B으로 유도된 실리마린의 피부 장벽 손상 회복 능력을 확인하였다. In vivo (clinical) 임상적 효능 연구를 진행하고자 피시험자 선정 및 제외기준에 적합한 20세 이상의 성인 14명을 선정하였으며, 실리마린을 함유한 에센스를 3주간 적용한 후, 자외선에 의한 피부 자극 개선 및 진정 효과, 자외선에 의해 손상된 피부 보습 및 경표피 수분손실량 개선에 대한 인체적용시험을 수행하였다. 자외선에 의한 피부 자극 개선 및 진정효과는 실리마린 에센스를 3주 사용한 도포 부위에서 홍반이 감소하는 것으로 확인되었다. 자외선에 의해 손상된 피부 보습 및 경표피 수분손실량 개선 효과는 실리마린 에센스를 3주 사용한 도포 부위에서 개선율이 증가하는 것을 확인하였다. 이상의 in vitro 및 in vivo 연구를 종합할 때, 실리마린은 자외선 조사로 손상된 피부 세포에서 다양한 분자생물학적 기전을 통해 세포 내 구조적 및 기능적 보호 효과를 확인하였고, 인체적용시험에서 실리마린 에센스의 피부 자극 진정 효과 및 수분 손실 개선 효과를 나타내었으므로, 실리마린은 자외선에 의해 손상된 피부 장벽 기능 보호 및 개선 효과에 도움을 주는 화장품 소재로서 활용 가치를 높일 것으로 기대할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Exposure to ultraviolet (UV) radiation damages stratum corneum (the outermost layer of the epidermis) and disrupts the skin barrier function. The skin damage caused by UV radiation alters multiple molecular mechanisms and leads to cellular oxidative stress, skin inflammation and skin barrier dysfunc...

Exposure to ultraviolet (UV) radiation damages stratum corneum (the outermost layer of the epidermis) and disrupts the skin barrier function. The skin damage caused by UV radiation alters multiple molecular mechanisms and leads to cellular oxidative stress, skin inflammation and skin barrier dysfunction, such as water loss and epidermal barrier protein loss. Silymarin, which is a polyphenolic flavonoid mixture isolated from the milk thistle (Silybum marianum (L.) Gaertn., family of Asteraceae) plant, is widely known for hepatoprotective effect, anti-oxidant and anti-apoptotic activity effects. However, the photo-protective effects of silymarin on skin barrier function against UV-induced damage and its underlying molecular mechanism have not been elucidated. This study was performed to evaluated photo-protective effects of silymarin on skin barrier function and its regulatory mechanisms in vitro (keratinocytes), and in vivo (human skin) damaged by UVB irradiation. First, in vitro studies showed that silymarin protected cell growth and survival against UVB-induced cell damage. In cell-free DPPH and ABTS assay, silymarin exhibited strong radical scavenging activity. Silymarin decreased intracellular reactive oxygen species (ROS) production caused by UVB irradiation. Also, silymarin increased endogenous antioxidant enzyme activity of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) in UVB-induced cellular oxidative stress. Silymarin effectively suppressed pro-inflammatory mediators via p38 MAPK and NF-κB signaling pathway in UVB-induced inflammatory responses. Moreover, silymarin enhanced not only epidermal barrier formation proteins, such as filaggrin, involucrin and keratin10 but also filaggrin-related enzymes, such as caspase-14, which is associated with moisturizing effect. Second, in vitro skin irritation test using three-dimensional reconstructed human epidermis (3D RHE) skin model, silymarin protected the 3D RHE keratinocytes viability and restored the epidermal barrier morphology against UVB irradiation. Third, in vivo (clinical human skin) studies evaluated the clinical efficacy of cosmetic essence containing silymarin on human skin improvements in soothing, hydration and transepidermal water loss (TEWL) after UV irradiation. For analyzing the effects, fourteen volunteers were participated and each results were measured by treating the cosmetic essence containing silymarin for 3 weeks study period on right upper forearm. The results showed that the soothing and anti-itching effect were improved after 3 weeks application of silymarin essence compared with before application. Also, skin hydration and TEWL were improved after 3 weeks application of the silymarin essence compared with before application. According to these results, silymarin might have a protective effect against UV irradiation through molecular mechanisms, including anti-oxidative stress, anti-inflammation, skin barrier restoration and skin hydration. Thus, silymarin has potential to serve as a cosmetic agent for photo-protection and improvement of the skin barrier function.

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