인간 진피 섬유아세포에서 MMPs/MAPKs/AP-1 경로를 통한 꾸지뽕 뿌리 추출물의 광노화 억제 효과 Attenuation of UVB-induced photoaging by Cudrania tricuspidata root extract through MMPs/MAPKs/AP-1 signaling pathways in human dermal fibroblast cells원문보기
최근 저출산과 고령화가 빠르게 진행되면서 기대수명이 100세까지 증가함에 따라 항노화에 대한 관심이 높아졌다. 또한 환경오염으로 인해 자외선이 지표면에 도달하는 양은 매년 증가하고 있으며, 서구화된 생활습관, 스트레스 등 피부노화 요인도 증가하고 있다. 항노화 관련 산업의 시장은 매년 증가하고 있으며, 전 세계적으로 피부 건강을 향상시키기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다. 피부 노화는 크게 내인성 노화와 ...
최근 저출산과 고령화가 빠르게 진행되면서 기대수명이 100세까지 증가함에 따라 항노화에 대한 관심이 높아졌다. 또한 환경오염으로 인해 자외선이 지표면에 도달하는 양은 매년 증가하고 있으며, 서구화된 생활습관, 스트레스 등 피부노화 요인도 증가하고 있다. 항노화 관련 산업의 시장은 매년 증가하고 있으며, 전 세계적으로 피부 건강을 향상시키기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다. 피부 노화는 크게 내인성 노화와 외인성 노화로 나눌 수 있다. 유전적, 생리학적 변화로 인해 나타나는데, 예방이 가능한 내인성 노화와 달리, 외인성 노화는 외부 환경 및 스트레스가 원인으로 그중 자외선에 의해 나타나는 광노화가 노화의 대부분을 차지한다. 자외선 중에서도 UVB는 표피층을 통과하여 피부 세포 내에 활성산소종을 과잉 생성시키고, 이는 MMP 라는 효소 활성을 증가시킨다. 활성화된 MMP는 세포 외 기질을 저하시켜 주름 형성을 유발하고 결합 조직의 구조를 변화시켜 피부 노화를 일으킨다. 피부와 관련된 분자생물학적 기전 연구 및 물질 개발 등에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 기능성 제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러나 합성소재로 만든 제품과 관련된 부작용이 지속적으로 제기되고 있다. 따라서 피부 노화에 효과를 가지고 있는 천연 소재의 탐색과 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 여름과 겨울에 각각 수확한 꾸지뽕 뿌리를 100% 에탄올로 추출하여 이의 추출물로 항산화 활성을 알아보기 위해 DPPH, ABTS, FRAP, 그리고 CUPRAC 실험을 진행하였다. 이를 통해 여름과 겨울에 수확한 꾸지뽕 뿌리 추출물 모두 항산화 활성을 보유하고 있다는 것을 확인하였다. 그리고 elastin을 분해하는 효소인 elastase의 저해에서 100 μg/mL의 농도에서 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물의 약 68%의 가장 높은 억제 활성을 확인하였다. 이 결과를 통해, 항산화 활성과 elastase 억제 활성이 동시에 우수한 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물이 피부 노화 예방에 활성을 가지고 있다고 예상하였다. 이에 세포 내 활성을 확인하기 위해 피부 진피 섬유아세포인 human dermal fibroblasts (HDFs)를 사용하여, 먼저 세포 독성을 확인한 결과, 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물의 최고 농도인 100 μg/mL 에서도 세포 독성을 나타내지 않았다. 따라서 1.25-100 μg/mL 농도를 추후 실험에 사용하였다. 그리고 세포 생존율에 영향을 주지 않는 자외선 세기를 결정하기 위해 광독성 실험을 진행한 결과, HDFs에서 40 mJ/cm2 가 가장 적절한 자외선 세기임을 확인하였다. 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물과 자외선을 함께 처리했을 때 세포 생존율이 농도 의존적으로 증가하였다. 따라서 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물이 자외선으로부터 세포를 보호하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물이 자외선 조사 후 세포 내 활성산소종 생성량을 상당히 억제한다는 것을 확인하였다. 마지막으로 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물의 피부 광노화 기전을 확인하기 위해 western blot을 실시하였다. 그 결과, 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물 처리에 의해 MMP-1의 단백질 발현량은 농도 의존적으로 감소하였고, COL1A1, ELN, SIRT-1의 단백질 발현량은 농도 의존적으로 증가하였다. 또한, 피부 광노화의 주요 신호전달경로인 NF-κB, AP-1, MAPK 경로를 조사한 결과, 각각의 발현량이 크게 감소된 것을 확인하였으며, 억제제 실험을 통하여 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물이 MAPK 경로를 통해 피부 노화를 억제하고 MMP-1과 SIRT-1의 발현은 NF-κB와 관련이 있음을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물은 자외선에 의한 피부 광노화로부터 예방할 수 있는 기능성 식품 (이너뷰티) 또는 향장 소재 개발을 위한 천연 소재로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
최근 저출산과 고령화가 빠르게 진행되면서 기대수명이 100세까지 증가함에 따라 항노화에 대한 관심이 높아졌다. 또한 환경오염으로 인해 자외선이 지표면에 도달하는 양은 매년 증가하고 있으며, 서구화된 생활습관, 스트레스 등 피부노화 요인도 증가하고 있다. 항노화 관련 산업의 시장은 매년 증가하고 있으며, 전 세계적으로 피부 건강을 향상시키기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다. 피부 노화는 크게 내인성 노화와 외인성 노화로 나눌 수 있다. 유전적, 생리학적 변화로 인해 나타나는데, 예방이 가능한 내인성 노화와 달리, 외인성 노화는 외부 환경 및 스트레스가 원인으로 그중 자외선에 의해 나타나는 광노화가 노화의 대부분을 차지한다. 자외선 중에서도 UVB는 표피층을 통과하여 피부 세포 내에 활성산소종을 과잉 생성시키고, 이는 MMP 라는 효소 활성을 증가시킨다. 활성화된 MMP는 세포 외 기질을 저하시켜 주름 형성을 유발하고 결합 조직의 구조를 변화시켜 피부 노화를 일으킨다. 피부와 관련된 분자생물학적 기전 연구 및 물질 개발 등에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 기능성 제품에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러나 합성소재로 만든 제품과 관련된 부작용이 지속적으로 제기되고 있다. 따라서 피부 노화에 효과를 가지고 있는 천연 소재의 탐색과 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 여름과 겨울에 각각 수확한 꾸지뽕 뿌리를 100% 에탄올로 추출하여 이의 추출물로 항산화 활성을 알아보기 위해 DPPH, ABTS, FRAP, 그리고 CUPRAC 실험을 진행하였다. 이를 통해 여름과 겨울에 수확한 꾸지뽕 뿌리 추출물 모두 항산화 활성을 보유하고 있다는 것을 확인하였다. 그리고 elastin을 분해하는 효소인 elastase의 저해에서 100 μg/mL의 농도에서 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물의 약 68%의 가장 높은 억제 활성을 확인하였다. 이 결과를 통해, 항산화 활성과 elastase 억제 활성이 동시에 우수한 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물이 피부 노화 예방에 활성을 가지고 있다고 예상하였다. 이에 세포 내 활성을 확인하기 위해 피부 진피 섬유아세포인 human dermal fibroblasts (HDFs)를 사용하여, 먼저 세포 독성을 확인한 결과, 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물의 최고 농도인 100 μg/mL 에서도 세포 독성을 나타내지 않았다. 따라서 1.25-100 μg/mL 농도를 추후 실험에 사용하였다. 그리고 세포 생존율에 영향을 주지 않는 자외선 세기를 결정하기 위해 광독성 실험을 진행한 결과, HDFs에서 40 mJ/cm2 가 가장 적절한 자외선 세기임을 확인하였다. 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물과 자외선을 함께 처리했을 때 세포 생존율이 농도 의존적으로 증가하였다. 따라서 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물이 자외선으로부터 세포를 보호하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물이 자외선 조사 후 세포 내 활성산소종 생성량을 상당히 억제한다는 것을 확인하였다. 마지막으로 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물의 피부 광노화 기전을 확인하기 위해 western blot을 실시하였다. 그 결과, 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물 처리에 의해 MMP-1의 단백질 발현량은 농도 의존적으로 감소하였고, COL1A1, ELN, SIRT-1의 단백질 발현량은 농도 의존적으로 증가하였다. 또한, 피부 광노화의 주요 신호전달경로인 NF-κB, AP-1, MAPK 경로를 조사한 결과, 각각의 발현량이 크게 감소된 것을 확인하였으며, 억제제 실험을 통하여 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물이 MAPK 경로를 통해 피부 노화를 억제하고 MMP-1과 SIRT-1의 발현은 NF-κB와 관련이 있음을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 겨울 꾸지뽕 뿌리 100% 에탄올 추출물은 자외선에 의한 피부 광노화로부터 예방할 수 있는 기능성 식품 (이너뷰티) 또는 향장 소재 개발을 위한 천연 소재로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.