소나무과는 우리 생활과 친숙한 수종이지만 천연물로써 그 평가는 전래되는 사용범위에 국한되어 있다. 본 연구에서는 소나무과 수종 Pinus koraienis S et Z. Pinus banksiana LAMBERT. Pinus rigida MILL. Pinus deniflora S. et Z.의 에탄을 추출물에 대하여 피부 노화방지에 대한 화장품 소재로써의 평가를 수행하였다. 추출물은 각 수종의 식물 부위를 껌질, 잎, 심재 등의 부위별 제조되었으며 각 부위에 따른 추출물은 생물학적 평가에 항산화 효과(DPPH, superoxide radical 소거실험), elastase 활성 억제 효과 및 세포 생존율에 과한 MTT assay를 실시하였다. 항산화 효과는 수종에 차이 없이 껍질 >잎>심재 순으로 활성이 나타났으며 껍질과 잎은 $10{\mu}g/mL$ 농도에서 L-ascorbic acid나 $\alpha$-tocopherol과 유사한 항산화 효과를 나타내었다. Human keratinocyte cell line인 HaCaT 세포주를 사용하여 추출물을 10, In$100{\mu}g/mL$ 농도로 처리하여 세포 생존율을 실험하였다 껍질부분의 추출물은 농도에 상관없이 세포 증식효과를 나타내었으며 잎과 심재 부분의 추출물 $10{\mu}g/mL$ 농도에서 세포 증식 효과가 보이나 $100{\mu}g/mL$ 농도에서는 세포 증식이 저하되었다. 또한 세포기저층을 형성하는 분자 중 elastin을 분해하는 elastase 활성억제를 측정하여 사용된 식물 부위 중 껍질에서 elastase 활성 억제효과를 확인하였다. 따라서 소나무과 수종의 활용에 있어 껍질 부분의 활용을 기대할 수 있으며 일반적 조림용 이외 목재로 사용되는 경우 산림폐기물을 이용한 부가가치를 극대화하는 기능성화장품 소재로써의 사용이 가능할 것이다.
소나무과는 우리 생활과 친숙한 수종이지만 천연물로써 그 평가는 전래되는 사용범위에 국한되어 있다. 본 연구에서는 소나무과 수종 Pinus koraienis S et Z. Pinus banksiana LAMBERT. Pinus rigida MILL. Pinus deniflora S. et Z.의 에탄을 추출물에 대하여 피부 노화방지에 대한 화장품 소재로써의 평가를 수행하였다. 추출물은 각 수종의 식물 부위를 껌질, 잎, 심재 등의 부위별 제조되었으며 각 부위에 따른 추출물은 생물학적 평가에 항산화 효과(DPPH, superoxide radical 소거실험), elastase 활성 억제 효과 및 세포 생존율에 과한 MTT assay를 실시하였다. 항산화 효과는 수종에 차이 없이 껍질 >잎>심재 순으로 활성이 나타났으며 껍질과 잎은 $10{\mu}g/mL$ 농도에서 L-ascorbic acid나 $\alpha$-tocopherol과 유사한 항산화 효과를 나타내었다. Human keratinocyte cell line인 HaCaT 세포주를 사용하여 추출물을 10, In $100{\mu}g/mL$ 농도로 처리하여 세포 생존율을 실험하였다 껍질부분의 추출물은 농도에 상관없이 세포 증식효과를 나타내었으며 잎과 심재 부분의 추출물 $10{\mu}g/mL$ 농도에서 세포 증식 효과가 보이나 $100{\mu}g/mL$ 농도에서는 세포 증식이 저하되었다. 또한 세포기저층을 형성하는 분자 중 elastin을 분해하는 elastase 활성억제를 측정하여 사용된 식물 부위 중 껍질에서 elastase 활성 억제효과를 확인하였다. 따라서 소나무과 수종의 활용에 있어 껍질 부분의 활용을 기대할 수 있으며 일반적 조림용 이외 목재로 사용되는 경우 산림폐기물을 이용한 부가가치를 극대화하는 기능성화장품 소재로써의 사용이 가능할 것이다.
Most of the cells, specially in the skin, free radicals and reactive oxygen species induced aging, accompanying with diseases. The pinaceae family is very familiar plant with Korean spirit. However, those plants were not estimated for natural products in manufactural process. We employed 4 different...
Most of the cells, specially in the skin, free radicals and reactive oxygen species induced aging, accompanying with diseases. The pinaceae family is very familiar plant with Korean spirit. However, those plants were not estimated for natural products in manufactural process. We employed 4 different plants, Pinus koraienis S et Z. Pinus banksiana LAMBERT. Pinus rigida MILL. Pinus densiflora S. et Z. in pinceae family. The ethanol extracts were prepared for three different parts of plant, wood, bark and leaf, respectively. In this study, we carried out free radical and superoxide radical scavenging assay to investigate the anti-oxidative activity The bark and leaf part of plants showed similar anti-oxidant effect. L-ascorbic acid and $\alpha$-tocopherol at $10{\mu}g/mL$. Also we tried to investigate inhibitory effects of elastase activity in in vitro experiments on pinaceae plant extract as a matters for functional cosmetics. Among those plants, the bark of Pinus rigida MILL. and Pinus densiflora S. et Z. showed inhibitory effect. The cell viability was evaluated with MTT assay. The potential relationship was shown between the cell viability and anti-oxidant effect because the anti-oxidant effects were positively correlated wvith the cell growth in MTT assay. As the results in our experiments, we expect the potential activities of pinaceae as a material of functional cosmetics.
Most of the cells, specially in the skin, free radicals and reactive oxygen species induced aging, accompanying with diseases. The pinaceae family is very familiar plant with Korean spirit. However, those plants were not estimated for natural products in manufactural process. We employed 4 different plants, Pinus koraienis S et Z. Pinus banksiana LAMBERT. Pinus rigida MILL. Pinus densiflora S. et Z. in pinceae family. The ethanol extracts were prepared for three different parts of plant, wood, bark and leaf, respectively. In this study, we carried out free radical and superoxide radical scavenging assay to investigate the anti-oxidative activity The bark and leaf part of plants showed similar anti-oxidant effect. L-ascorbic acid and $\alpha$-tocopherol at $10{\mu}g/mL$. Also we tried to investigate inhibitory effects of elastase activity in in vitro experiments on pinaceae plant extract as a matters for functional cosmetics. Among those plants, the bark of Pinus rigida MILL. and Pinus densiflora S. et Z. showed inhibitory effect. The cell viability was evaluated with MTT assay. The potential relationship was shown between the cell viability and anti-oxidant effect because the anti-oxidant effects were positively correlated wvith the cell growth in MTT assay. As the results in our experiments, we expect the potential activities of pinaceae as a material of functional cosmetics.
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문제 정의
천연물 유래의 항산물질의 개발과 동시에 비타민 C와 E가 갖는 안정성 문제점을 보완하는 대체물질의 성과를 기대하고 있다. 본 연구에서는 소나무과 4수종을 대상으로 심재, 나무껍질, 잎 등으로 나누어 에탄올 추출하여 얻어진 조추 출물을 사용하여 자유라디칼 소거 정도를 DPPH 실험을 수행하여 사용된 수종의 식물 부위별 추출물의 항산화 능력을 검토하였다. 또한 superoxide radical (O2-) 소거 반응은 xanthine/xanthine oxidase 반응계에서 생성된 superoxide anion을 소거하여 NBT에 의해 측정하였다.
이 세포외기질의 구성 성분으로 주름 형성, 탄력저 하 및 처짐에 관여하는 elastase는 과잉 생성된 활성 산 소종에 의해 활성화되어 세포 매트릭스를 파괴하게 된다. 본 연구에서는 화장품 소재 평가시 산화적 스트레스에 의해 세포 매트릭스 파괴를 조절 가능성을 제시하고자 소나무과 주줄물을 사용하여 in vitro 실험, elastase inhibitory assay를 수행하였다, 사용된 소나무과 네 가지 수종 중 P. densiflora와 P. rigida의 껍질 부분에서만 검토된 범위 내(0.1 ~ 1 mg/mL)에서 농도 의존적으로 elasatase 활성 억제 효과를 나타내었다(Figure 4). 이는 표준 물질 로 사용된 ursolic acid이 0.
본 연구는 소나무과 소나무속의 4수종의 에탄올 추출을 제조하여 그 결과 얻어진 조추출물을 실험에 사용하였다. 항산화활성 및 세포기저층 구성 분자의 분해를 유발하는 elastase, 효소 활성억제 실험을 통하여 화장품 소재로써의 가능성을 검토하였다.
제안 방법
두 방법에서 네 가지 수종 모두 껍질〉잎〉심재 순으로 항산화 효과를 나타내었으며 또한 농도 의존적으로 100 μg/mL > 10 μg/mL 나타났다. DPPH 실험에서 표준물질로 L-ascorbic acid와 a-tocopher이을 사용하였으며 10μg/mL에서 각각 80% 및 85%의 자유라디칼 소거능을 나타내었다. 껍질 부분은 4수종 모두에서 표준물질의 항산화 활성과 유사하게(10 pg/mL) 나타났다.
본 연구에서는 소나무과 4수종을 대상으로 심재, 나무껍질, 잎 등으로 나누어 에탄올 추출하여 얻어진 조추 출물을 사용하여 자유라디칼 소거 정도를 DPPH 실험을 수행하여 사용된 수종의 식물 부위별 추출물의 항산화 능력을 검토하였다. 또한 superoxide radical (O2-) 소거 반응은 xanthine/xanthine oxidase 반응계에서 생성된 superoxide anion을 소거하여 NBT에 의해 측정하였다. 이 반응계에 의한 항산화 효과는 xanthine oxidase에 대한 저해 활성과 SOD-like 활성을 나타내는 지표로써 나타낼 수 있다.
세포 증식에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 human keratinocyte cell line인 HaCaT을 사용하였으며 소나무과 4가지의 수종은 심재, 껍질, 잎 부분을 에탄올 추출하여 100, 10 μg/mL로 처리하였다. 추출물 처리 농도 10 ug/mL에서는 식물 부위별 세포 생육을 저해하지 않았으며 100 μg/mL에서 보다 높은 세포 생존율을 나타내었다(data not 아iown).
세포의 생존율을 조사하기 위하여 Mosmann의 방법을 수정하여 진행하였다[6I. HaCaT cell을 사용하여 10% FBS 가 포함된 DMEM 배지에서 37℃, 5% CO2 incubator에서 배양하여 24 well-plate에 5 x 104 cells/well을 24 h 동안 전 배양한 후 배지 교환시 일정 농도의 추출물을 첨가하여 48 h 배양하였다.
심재 부분의 항산화 효과는 껍질이나 잎 부분과 비교하여 현저하게 낮게 나타났다. 소나무과 수종의 에탄올 추출물이 세포 생존율에 미치는 영향은 항산화 효과가 있는 껍질과 잎 부분을 첨가한 세포 실험에서는 항산화 효과가 낮게 측정된 심재 분분에 비해 높은 생존율을 보여 항산화 효과가 세포 생존율에 영향을 미치는 것으로 두 실험 간의 상관성을 추론 가능하게 하였다. 이는 서론에서 제시한 질병과 항산화 효과에 의한 설명을 본 연구의 in vitro 실험을 통해 상호 연관성을 설명할 수 있을 것으로 사료된다.
항산화 효과 측정은 DPPH assay와 superoxide anion scavenging 효과를 관찰하였다. 그 결과 100, 10 μg/mL 처리시 두 방법 모두에서 껍질과 잎 부분에서 심재보다 높은 항산화 효과를 나타내었다.
항산화활성은 Blois의 방법[기을 수정하여 200 DPPH (l, l-diphenyl-2-picrylhydrazyl, Sigma, MO)로 methanol에 용해하여 제조한 후 시료와 일정 비율(1:4)로 혼합하여 실온에서 30 min 동안 암소에서 반응 후 visible spectrophotometer (Model 550, Bio-Rad, CA) 를 이용하여 490 nm에서 흡광도를 측정하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 추출물은 국립산림과학연구원으로부터 한국자생식물 중에서 소나무과 소나무속 4종(Pinus koraiensis Siebold et Zucc. Pinus banksiana LAMBERT. Pinas rigida MILL. Pinus densiflora Siebold et Zucc.)을 사용하여 심재, 껍질, 잎의 부위별 에탄올 추출물을 제공받았다.
정신적으로 우리에게 많은 영향을 끼쳤으며, 민족의 나무로서 한국인에게 가깝게 느껴지는 식물이다. 본 연구는 소나무과 소나무속의 4수종의 에탄올 추출을 제조하여 그 결과 얻어진 조추출물을 실험에 사용하였다. 항산화활성 및 세포기저층 구성 분자의 분해를 유발하는 elastase, 효소 활성억제 실험을 통하여 화장품 소재로써의 가능성을 검토하였다.
위에서 준비된 한국자생수종 에탄올 조추출물를 세포의 증식 및 독성 정도를 실험하기 위하여 human ke- ratinocyte cell line인 HaCaT을 사용하였다. 세포 배양에는 1% penicillin-streptomycin, 10% FBS (fetal bovine serum, Gibco, MN)를 포함하는 DMEM (dulbeccos modified eagle medium, Gibco, MN)을 사용하였으며 37℃, 5% CO2 조건에서 배양하였다.
위에서 준비된 한국자생수종 에탄올 조추출물를 세포의 증식 및 독성 정도를 실험하기 위하여 human ke- ratinocyte cell line인 HaCaT을 사용하였다. 세포 배양에는 1% penicillin-streptomycin, 10% FBS (fetal bovine serum, Gibco, MN)를 포함하는 DMEM (dulbeccos modified eagle medium, Gibco, MN)을 사용하였으며 37℃, 5% CO2 조건에서 배양하였다.
Superoxide radical 소거 효과에 대한 결과는 심재추출물에서 100, 10 μg/mL 처리시 DPPH 실험에서 57 - 10% 정도였던 것에 비해 거의 측정되지 않았다(Figure 2). 이 실험에서 표준물질은 L-ascorbic acid, quercetin, BHA 등이 사용되었으며 각각의 superoxide radical 소거 효과(10 μg/mL) 는 9.4, 21.9,7.1%로 측정되었다. 표준 물질의 측정결과와 비교하여 껍질 부분은 높게 나타났으며 잎 부분에서는 표준물질의 L-ascorbic acid (21.
8%) 을 보였다. Superoxide radical 소거 효과에 대한 결과는 심재추출물에서 100, 10 μg/mL 처리시 DPPH 실험에서 57 - 10% 정도였던 것에 비해 거의 측정되지 않았다(Figure 2). 이 실험에서 표준물질은 L-ascorbic acid, quercetin, BHA 등이 사용되었으며 각각의 superoxide radical 소거 효과(10 μg/mL) 는 9.
항산화 효과 측정은 DPPH assay와 superoxide anion scavenging 효과를 관찰하였다. 그 결과 100, 10 μg/mL 처리시 두 방법 모두에서 껍질과 잎 부분에서 심재보다 높은 항산화 효과를 나타내었다. 심재 부분의 항산화 효과는 껍질이나 잎 부분과 비교하여 현저하게 낮게 나타났다.
껍질 부분은 4수종 모두에서 표준물질의 항산화 활성과 유사하게(10 pg/mL) 나타났다. 그리고 잎 부 분은 100 pg/mL>10 μg/mL으로 농도 의존적으로 100 μg/mL에서 표준물질보다 높게 나타났으나 10 μg/mL에서 P. rigida > P. densiflora > P. banksiam > P. koraiensis 항산화 활성(73.5 ~ 32.8%) 을 보였다. Superoxide radical 소거 효과에 대한 결과는 심재추출물에서 100, 10 μg/mL 처리시 DPPH 실험에서 57 - 10% 정도였던 것에 비해 거의 측정되지 않았다(Figure 2).
두 방법에서 네 가지 수종 모두 껍질〉잎〉심재 순으로 항산화 효과를 나타내었으며 또한 농도 의존적으로 100 μg/mL > 10 μg/mL 나타났다. DPPH 실험에서 표준물질로 L-ascorbic acid와 a-tocopher이을 사용하였으며 10μg/mL에서 각각 80% 및 85%의 자유라디칼 소거능을 나타내었다.
densiflora가 생육 저해를 나타내지 않았다. 이 결과는 항산화 효과 측정 결과 각 수종의 껍질 및 잎 부분이 항산화 효과가 높게 나타난 수종과 부위에서 세포 생존율이 높게 나타나는 연관성을 제시하였다.
1%로 측정되었다. 표준 물질의 측정결과와 비교하여 껍질 부분은 높게 나타났으며 잎 부분에서는 표준물질의 L-ascorbic acid (21.9%, at 10 fjg/mL) 효과와 유사한 수준으로 검토되었다.
후속연구
DPPH 방법은 자유 라디칼을 소거하는 효과를, superoxide radical 소거 실험은 세포 내 SOD-Iike 효과로써 인체에 oxidative stress에 의한 DNA 손상, 염증 반응, 세포 파괴로부터 보호할 수 있는 자유 라디칼 제거효과인 항산화 효과를 나타낸다. 본 연구에 사용된 소나무과 네 가지 수종은 껍질과 잎 부위에서 표준물질을 상위하는 항산화 효과를 나타내어 가능성 있는 소재로 기대할 수 있다.
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