본 연구에서는 화장품 신소재 개발을 위하여 맨드라미(Celosia cristata L.) 식물의 에탄올 추출물을 이용하여 생리활성 효과 정도 및 화장품의 응용에 대한 연구를 하였다. 맨드라미는 자생력이 강하고 전국 어디서나 재배가 용이한 장점을 가지고 있으나 세포수준이나 in vivo에서 맨드라미의 항산화 및 항노화 효과에 대한 실험 결과는 보고된 바 없다. 맨드라미 추출물의 피부 자극성을 알아보기 위해 세포 독성을 관찰하였으며 맨드라미 에탄올 추출물 $100{\mu}g/m{\ell}$에서 89.5%의 비교적 낮은 세포 독성을 나타내어 사람 섬유아세포에서의 세포활성 효과가 우수하였다. DPPH를 이용한 항산화 작용측정에 있어서 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 항산화 작용을 나타내었고, $100{\mu}g/m{\ell}$에서 25%의 항산화력을 보였으며, silica에 의한 RAW 264.7 세포내 superoxide anion 생성을 최고 농도인 $100{\mu}g/m{\ell}$에서 49.5%로 억제하여 강한 항산화력을 나타냈으며, DCF-DA를 이용한 세포내 $H_2O_2$ 생성을 측정한 실험에서에서도 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 항산화 작용을 나타내어 $100{\mu}g/m{\ell}$에서 73%로 강력하게 항산화력을 보였다. 또한 hydroxyl radical 생성을 모두 농도 의존적으로 억제하여 $100{\mu}g/m{\ell}$에서 69.7%의 강력한 억제력을 나타내어 항산화 효능이 매우 우수하다고 보여진다. 항노화 효능에 있어서 hyaluronidase 억제 결과 농도 의존적으로 효과가 우수하여 최고 농도인 $100{\mu}g/m{\ell}$에서 40%의 높은 억제율을 보였으며, 그 외 elastase에서는 39.7%의 억제율을 나타냈다. 이는 맨드라미가 hyaluronidase나 elastase발현의 전사단계에 관련하거나 혹은 단백질 번역 후 변형 (post-translation modification) 단계에 관여하여 효소를 억제하는 효과를 나타내는 것으로 추정해 볼 수 있다. 결론적으로 자원의 재생산이 용이한 맨드라미의 식용 및 약용 자원으로서의 활용가능성을 시사하며, 맨드라미 추출물을 제조하여 화장품에 응용하면 우수한 보습제 및 항산화제, 노화 방지 화장품을 개발할 수 있다고 판단되어진다.
본 연구에서는 화장품 신소재 개발을 위하여 맨드라미(Celosia cristata L.) 식물의 에탄올 추출물을 이용하여 생리활성 효과 정도 및 화장품의 응용에 대한 연구를 하였다. 맨드라미는 자생력이 강하고 전국 어디서나 재배가 용이한 장점을 가지고 있으나 세포수준이나 in vivo에서 맨드라미의 항산화 및 항노화 효과에 대한 실험 결과는 보고된 바 없다. 맨드라미 추출물의 피부 자극성을 알아보기 위해 세포 독성을 관찰하였으며 맨드라미 에탄올 추출물 $100{\mu}g/m{\ell}$에서 89.5%의 비교적 낮은 세포 독성을 나타내어 사람 섬유아세포에서의 세포활성 효과가 우수하였다. DPPH를 이용한 항산화 작용측정에 있어서 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 항산화 작용을 나타내었고, $100{\mu}g/m{\ell}$에서 25%의 항산화력을 보였으며, silica에 의한 RAW 264.7 세포내 superoxide anion 생성을 최고 농도인 $100{\mu}g/m{\ell}$에서 49.5%로 억제하여 강한 항산화력을 나타냈으며, DCF-DA를 이용한 세포내 $H_2O_2$ 생성을 측정한 실험에서에서도 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 항산화 작용을 나타내어 $100{\mu}g/m{\ell}$에서 73%로 강력하게 항산화력을 보였다. 또한 hydroxyl radical 생성을 모두 농도 의존적으로 억제하여 $100{\mu}g/m{\ell}$에서 69.7%의 강력한 억제력을 나타내어 항산화 효능이 매우 우수하다고 보여진다. 항노화 효능에 있어서 hyaluronidase 억제 결과 농도 의존적으로 효과가 우수하여 최고 농도인 $100{\mu}g/m{\ell}$에서 40%의 높은 억제율을 보였으며, 그 외 elastase에서는 39.7%의 억제율을 나타냈다. 이는 맨드라미가 hyaluronidase나 elastase발현의 전사단계에 관련하거나 혹은 단백질 번역 후 변형 (post-translation modification) 단계에 관여하여 효소를 억제하는 효과를 나타내는 것으로 추정해 볼 수 있다. 결론적으로 자원의 재생산이 용이한 맨드라미의 식용 및 약용 자원으로서의 활용가능성을 시사하며, 맨드라미 추출물을 제조하여 화장품에 응용하면 우수한 보습제 및 항산화제, 노화 방지 화장품을 개발할 수 있다고 판단되어진다.
For the experiment, to develop new materials for cosmetics, the Celosia cristata L. plant ethanol extract were used for physiological effect and cosmetics application research. The Celosia cristata L. is a Korean traditional variety grown. To investigate the effect of Ethanol extract of Celosia cris...
For the experiment, to develop new materials for cosmetics, the Celosia cristata L. plant ethanol extract were used for physiological effect and cosmetics application research. The Celosia cristata L. is a Korean traditional variety grown. To investigate the effect of Ethanol extract of Celosia cristata L. on skin care, we measured anti-oxidant activity and anti-aging activity. Celosia cristata L. ethanol extract itself had anti-oxidant activity in a dose-dependent manner in 1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl(DPPH) radical scavenging. Ethanol extract had anti-oxidant activity in a dose-dependent manner. Silica dose-dependently increased the intracellular ROS generation in RAW 264.7 cells. Celosia cristata L. ethanol extract inhibited silica-induced intracellular superoxide anion generation and $H_2O_2$ generation and hydro-peroxide generation in RAW 264.7 cells. For anti-aging effects, the hyaluronidase inhibition effects, were relatively strong and they also showed elastase activity inhibition effects, which suggesting the Celosia cristata L. ethanol extract might be used as hydration and anti-wrinkle agents. From the above results, it is referred that Celosia cristata L. ethanol extract appears to have potent anti-oxidant activity and anti-aging activity.
For the experiment, to develop new materials for cosmetics, the Celosia cristata L. plant ethanol extract were used for physiological effect and cosmetics application research. The Celosia cristata L. is a Korean traditional variety grown. To investigate the effect of Ethanol extract of Celosia cristata L. on skin care, we measured anti-oxidant activity and anti-aging activity. Celosia cristata L. ethanol extract itself had anti-oxidant activity in a dose-dependent manner in 1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl(DPPH) radical scavenging. Ethanol extract had anti-oxidant activity in a dose-dependent manner. Silica dose-dependently increased the intracellular ROS generation in RAW 264.7 cells. Celosia cristata L. ethanol extract inhibited silica-induced intracellular superoxide anion generation and $H_2O_2$ generation and hydro-peroxide generation in RAW 264.7 cells. For anti-aging effects, the hyaluronidase inhibition effects, were relatively strong and they also showed elastase activity inhibition effects, which suggesting the Celosia cristata L. ethanol extract might be used as hydration and anti-wrinkle agents. From the above results, it is referred that Celosia cristata L. ethanol extract appears to have potent anti-oxidant activity and anti-aging activity.
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문제 정의
따라서 맨드라미 추출물이 hyaluronidase 활성에 어떠한 영향을 미치는지를 관찰하였다. 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 효소 활성을 억제하여 고농도인 100 ㎍/㎖에서는 40%의 높은 억제율을 보였다(Fig.
본 연구에서는 화장품 신소재 개발을 위하여 맨드라미 (Celosia cristata L.) 식물의 에탄올 추출물을 이용하여 생리활성 효과 정도 및 화장품의 응용에 대한 연구를 하였다. 맨드라미는 자생력이 강하고 전국 어디서나 재배가 용이한 장점을 가지고 있으나 세포수준이나 in vivo에서 맨드라미의 항산화 및 항노화 효과에 대한 실험 결과는 보고된 바 없다.
이에 본 연구에서는 예로부터 약용 또는 식용으로 사용되어온 맨드라미의 에탄올 추출물을 이용하여 화장품 응용을 위한 항산화 및 항노화 작용 정도를 평가, 정리하여 화장품 제제로써의 응용 가능성을 관찰하고자 한다.
제안 방법
2',7'-dichlorofluorecin diacetate (DCF-DA)가 RAW 264.7 세포 내로 들어가서 세포내 생성된 산소라디칼 (ROS)에 의해 산화되어 deacetylation되면서 생성되는 DCF가 형광을 내는 물질로 전환되는 반응을 이용하여 형광도를 측정하였다.
96 well plate에 에탄올에 녹인 100 μM 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH) 용액 180 ㎕와 증류수를 용매로 한 맨드라미 수용 추출물과 에탄올을 용매로 한 맨드라미 추출물을 0.1, 1, 10, 100 ㎍/㎖ 의 농도로 각각 20 ㎕씩 가하고 차광 상태에서 37℃에서 20분간 배양하였다.
8, glucose 5)에 suspend시킨 후, 20 μM DCF-DA를 가하고 30분간 차광상태에서 배양하였다. DCF-DA가 없는 Krebs 용액으로 한번 세척한 후 원심분리 하여 세포를 추출하였다. 105 cells/㎖로 소분하고 각각의 시료를 각각의 농도로 전처치한 후 silica (2 ㎎/㎖)를 가하여 30분간 H2O2 생성을 유도하였다.
DHE는 superoxide anion과 반응하여 형광을 내는 물질로 전환되는 것을 이용하여 세포내 superoxide anion을 측정하였다. 2 ㎎/㎖ silica는 RAW 264.
8, glucose5)에 부유시킨 후, 10 μM DHR을 가하고 30분간 차광장소에서 배양하였다. DHR이 없는 Krebs 용액으로 한번 세척한 후, 105 cells/㎖로 소분하고 각각의 시료를 각각의 농도로 전처치한 후 silica (2 ㎎/㎖)를 가하고 30분간 hydroperoxide의 생성을 유도하였다. 원심분리 (3,000 g×10 min) 후 cell pellet을 200 ㎕의 Krebs 용액에 재 분산시켜 96 well plate에 옮긴 후 형광도 (Ex 488 nm/ Em 515 nm) 를 측정하였다(22).
Dihydrorhodamine (DHR)이 RAW 264.7 세포내로 들어가서 세포내 생성된 hydroperoxide에 의해 산화되어 형광을 나타내는 물질인 rhodamine 123으로 전환되는 반응을 이용하여 형광도를 측정하였다. RAW 264.
배양한 세포는 배양액을 NR solution (Sigma)이 1% 포함된 무혈청배지로 교환하여 3시간 배양 48시간 후 배양 용액을 버리고, neutral red 의 결정화 유무확인 후 세포고정액으로 사용한 formaldehyde 용액 10%가 첨가된 phosphate buffered saline (PBS)을 각 well 에 100㎕로 20분 처리하여 고정시켰다. NR desorb solution (1% glacial acetic acid, 49% ethanol, 50% distilled water)을 각 well에 100㎕씩 분주하고 세포내 neutral red추출하여 ELISA microplate reader(540nm)로 측정하였다.
7 (rat macrophage) 세포는 10% fetal bovine serum과 penicillin/streptomysin (100 IU/50 μg/ml)을 함유한 Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) 용액으로 37℃로 유지되는 5% CO2 배양기에서 배양하였다. RAW 264.7 세포를 이용하여 세포내 superoxide 생성, H2O2 생성, 세포내 hydroperoxide 생성을 측정하였다.
8, glucose 5)에 분산시킨 후 10 μM dihydroethidium을 가하고 1시간 빛을 차단한 곳에서 배양하였다. dihydroethidium이 없는 Krebs 용액으로 한번 세척한 후 105 cells/㎖로 분주하고 각각의 시료를 전 처치 한 후 silica 2 ㎎/㎖을 가하여 30분간 superoxide 생성을 유도하였다. 원심분리 후 cell pellet을 200 ㎕의 Krebs 용액에 분산시킨 후 형광 (Ex：480 nm; Em：586 nm)을 측정 하였다(20).
피부 조직의 탄력성을 나타내는 결합 조직 섬유로서 elastin 이 관여하고 있다. elastin을 가수분해하는 elastase는 피부 주름과 연관성이 있는 효소로서 맨드라미 추출물이 elastase 활성에 미치는 영향을 관찰하였다. human leukocyte elastase를 50 mM sodium acetate buffer (pH 5.
각 시료가 활성에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 elastase 를 각각의 시료와 혼합한 후 10 ㎕를 96 well plate에 분주하고 10 mM sodium phosphate buffer (pH 6.8)에 녹인 200 μM p-nitroanilide를 200 ㎕를 첨가하였다.
그러나 이러한 과정에서 세포내에는 peroxynitrite나 lipid hyperoxide와 세포내 hydroperoxide 가 생성되기도 한다(36). 따라서 본 실험에서는 세포내에서 생성되는 superoxide anion, hydrogen peroxide, hydroxyl radical을 각각 DHE, DCF, DHR 형광물질을 이용하여 측정하였다.
맨드라미 추출물 및 대조군으로 사용한 시약들의 세포독성을 확인하기 위하여 NR assay를 하였다. 세포 주는 RAW 264.
맨드라미가 인체에 무독한지 알아보기 위해 맨드라미 추출물을 Macrophage에 독성 평가를 실험하였다. 맨드라미 에탄올 추출물에서 최고농도 100 ㎍/㎖에서 89.
DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)는 자체가 비교적 안정된 free radical을 지니고 있는 화합물로 항산화 물질에 의해 환원되어 항산화 능력을 확인하는데 널리 사용되는 물질로서 DPPH를 이용한 유리 라디칼 소거 반응은 항산화 물질의 전자공여능으로 인해 방향족 화합물 및 방향족 아민류에 의해 환원되어 자색이 탈색에 의해 나타내는 정도를 지표로 하여 항산화능을 측정하는 방법이다(27). 맨드라미는 항산화 효능이 있다고 알려진 성분을 포함하고 있으며, 이러한 성분과 맨드라미 추출물의 자체적인 항산화 작용을 규명하기 위하여 DPPH radical 소거 활성을 관찰하였다.
세포내에서 생성되는 superoxide를 측정하기 위하여 dihydroethidium (DHE)을 이용하였다. RAW 264.
dihydroethidium이 없는 Krebs 용액으로 한번 세척한 후 105 cells/㎖로 분주하고 각각의 시료를 전 처치 한 후 silica 2 ㎎/㎖을 가하여 30분간 superoxide 생성을 유도하였다. 원심분리 후 cell pellet을 200 ㎕의 Krebs 용액에 분산시킨 후 형광 (Ex：480 nm; Em：586 nm)을 측정 하였다(20).
DPPH 라디칼은 매우 안정한 자유 라디칼 (free radical)이다. 이 라디칼을 소거하는 정도로써 항산화 작용을 평가하였다. 96 well plate에 에탄올에 녹인 100 μM 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH) 용액 180 ㎕와 증류수를 용매로 한 맨드라미 수용 추출물과 에탄올을 용매로 한 맨드라미 추출물을 0.
이처럼 elastin을 가수분해하는 elastase는 피부 주름과 연관성이 있는 효소로서 맨드라미 추출물이 elastase 활성에 미치는 영향을 관찰하였다. 맨드라미 에탄올 추출물에서 농도 의존적으로 효소활성을 억제하였으며, 최고농도 100 ㎍/㎖에서 39.
한편 ROS에 의한 세포내 hydroperoxide 생성은 DHR를 이용하여 측정하였다. hydroperoxide 중 특히 superoxide와 nitric oxide 반응에 의하여 생성되는 peroxynitrite는 주로 단백질의 tyrosine과 반응하여 nitrotyrosine을 만들거나 cystein의 -SH 기와 결합하여 세포의 기능을 변화시키는 것으로 알려져 있다(38).
대상 데이터
RAW 264.7 (rat macrophage) 세포는 10% fetal bovine serum과 penicillin/streptomysin (100 IU/50 μg/ml)을 함유한 Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) 용액으로 37℃로 유지되는 5% CO2 배양기에서 배양하였다.
, (Eugene, OR, USA)에서 구입하였다. RAW 264.7 세포는 서울대학교 세포주 은행으로부터 구입하였다.
Stimulant로 사용한 silica는 macrophage에서 뿐만 아니라 fibroblast 에서도 reactive oxygen species를 생성하는 물질로 알려져 있다(37). RAW 264.7 세포에서 silica는 농도 의존적으로 ROS 생성을 증가시켰고(Table 1), 맨드라미 추출물의 세포내 ROS 소거 활성 효과를 확인하는데 있어서 silica 2 ㎎/㎖를 사용하였다.
본 실험에 사용한 맨드라미는 서울시 제기동 경동시장에서 2008년 1월에 6kg정도의 전초를 구매하여 시료로 사용하였다.
세포 주는 RAW 264.7 세포를 사용하였으며, 96 well plate에 well 당 1×104 수로 분주하여 24시간 부착하고 각각의 시료를 농도별로 가한 후 48시간 동안 37℃ 에서 CO2 배양기에서 배양하였다.
이 실험에서 사용한 주요 기기는 centrifuge (UNION 32R, Hanil Science Industrial Co., Korea), hot plate Magnetic stirrer (HMS-10, YoungJi HANA Tech. Korea), CO2 incubator (MCO 175, Sanyo Electric Co., Japan), FL spectrofluorometer (FL 600, Bio-Tek, USA), water bath (C-WB, CHANG SHIN Scientific Co., Korea)를 사용하였다.
성능/효과
DCF-DA를 이용한 세포내 H2O2 생성을 측정한 실험에서 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 silica에 의한 H2O2 생성을 강하게 억제하였다. 에탄올 추출물의 최고 농도 100 ㎍/㎖에서 73%로 H2O2 생성을 억제하는 강력한 항산화력을 보였다(Fig.
5%의 비교적 낮은 세포 독성을 나타내어 사람 섬유아세포에서의 세포활성 효과가 우수하였다. DPPH를 이용한 항산화 작용측정에 있어서 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 항산화작용을 나타내었고, 100 ㎍/㎖에서 25%의 항산화력을 보였으며, silica에 의한 RAW 264.7 세포내 superoxide anion 생성을 최고 농도인 100 ㎍/㎖에서 49.5%로 억제하여 강한 항산화력을 나타냈으며, DCF-DA를 이용한 세포내 H2O2 생성을 측정한 실험에서에서도 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 항산화작용을 나타내어 100 ㎍/㎖에서 73%로 강력하게 항산화력을 보였다. 또한 hydroxyl radical 생성을 모두 농도 의존적으로 억제하여 100 ㎍/㎖에서 69.
7배 증가하였다. silica에 의한 세포내 hydroperoxide 생성에 있어서 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 강하게 억제하였고, 최고 농도인 100 ㎍/㎖에서 69.7%의 강한 항산화력을 보였다(Fig. 5).
5%의 높은 세포 생존율을 나타났다. 따라서 세포독성이 매우 낮아 피부에 안전하다는 것이 확인되었다. 이는 맨드라미의 구성 성분으로 알려져 있는 Kaempferitrin 유도체이며, flavonoid종류 중 하나인 kaempferol을 처리하였을 때 통계적으로 유의하게 세포 독성이 없음을 확인한 연구(24)에서와 같이 화장품 원료 개발 및 응용에서 피부 안전성이 매우 우수할 것으로 사료된다(Fig.
5%로 억제하여 강한 항산화력을 나타냈으며, DCF-DA를 이용한 세포내 H2O2 생성을 측정한 실험에서에서도 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 항산화작용을 나타내어 100 ㎍/㎖에서 73%로 강력하게 항산화력을 보였다. 또한 hydroxyl radical 생성을 모두 농도 의존적으로 억제하여 100 ㎍/㎖에서 69.7%의 강력한 억제력을 나타내어 항산화 효능이 매우 우수하다고 보여진다.
이처럼 elastin을 가수분해하는 elastase는 피부 주름과 연관성이 있는 효소로서 맨드라미 추출물이 elastase 활성에 미치는 영향을 관찰하였다. 맨드라미 에탄올 추출물에서 농도 의존적으로 효소활성을 억제하였으며, 최고농도 100 ㎍/㎖에서 39.7%로 효소활성을 억제하였다(Fig. 7). 이는 맨드라미 추출물의 elastase 활성 억제 작용이 두드러짐을 알 수 있으며 일반적으로 HA가 collagen과 elastin 등과 같이 노화와 더불어 피부 내 함량도 감소되며, 피부탄력 저하 및 주름생성과 밀접한 관계가 있는 것으로 보고되고 있다(53).
맨드라미가 인체에 무독한지 알아보기 위해 맨드라미 추출물을 Macrophage에 독성 평가를 실험하였다. 맨드라미 에탄올 추출물에서 최고농도 100 ㎍/㎖에서 89.5%의 높은 세포 생존율을 나타났다. 따라서 세포독성이 매우 낮아 피부에 안전하다는 것이 확인되었다.
4% 증가시켰다. 맨드라미 에탄올 추출물은 silica에 의한 superoxide anion을 농도 의존적으로 강하게 억제하였으며 100 ㎍/㎖에서 49.5% 억제하여 맨드라미 추출물 중에 강력한 항산화 물질이 존재할 가능성을 시사한다(Fig. 3).
따라서 맨드라미 추출물이 hyaluronidase 활성에 어떠한 영향을 미치는지를 관찰하였다. 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 효소 활성을 억제하여 고농도인 100 ㎍/㎖에서는 40%의 높은 억제율을 보였다(Fig. 6).
맨드라미 추출물의 피부 자극성을 알아보기 위해 세포 독성을 관찰하였으며 맨드라미 에탄올 추출물 100 ㎍/㎖에서 89.5%의 비교적 낮은 세포 독성을 나타내어 사람 섬유아세포에서의 세포활성 효과가 우수하였다. DPPH를 이용한 항산화 작용측정에 있어서 맨드라미 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 항산화작용을 나타내었고, 100 ㎍/㎖에서 25%의 항산화력을 보였으며, silica에 의한 RAW 264.
맨드라미의 DPPH에 의한 항산화 활성을 측정한 결과 에탄올 추출물 (CE) 0.1 ㎍/㎖에서 100 ㎍/㎖까지의 농도에서 농도의존적으로 항산화 작용을 보였으며 최고농도 100 ㎍/㎖에서 25%의 억제율을 나타내었다(Fig. 2).
생성을 강하게 억제하였다. 에탄올 추출물의 최고 농도 100 ㎍/㎖에서 73%로 H2O2 생성을 억제하는 강력한 항산화력을 보였다(Fig. 4).
이러한 결과를 종합하여 볼 때 맨드라미 추출물은 hyaluronidase 활성을 강하게 억제하는 물질임을 알 수 있으며, 이는 이미 기존 연구에서 flavonoid류인 kaempferol을 인체 표피 피부 세포주, 즉 각질형성 세포주인 HaCaT cell에 처리하였을 때 HAS 유전자 발현의 증가와 이로 인한 인체 세포내의 HA의 생성을 촉진하는 효능이 있음을 발견(46)한 연구와 kaempferol이 hyaluronidase를 억제하는 물질임이 보고된 연구(47)와 유사한 결과를 나타내었다.
이상의 결과를 종합하여 볼 때 맨드라미 에탄올 추출물에는 세포 내에서 활성산소에 대한 세포보호효과, 즉 세포내에서 ROS 생성을 강하게 억제하는 항산화 작용 및 이에 따른 생리활성 물질을 함유하고 있음을 확인할 수 있었다. 이는 맨드라미의 구성 성분으로 알려져 있는 flavonoid종류 중 하나인 kaempferol 성분에 의해 우수한 항산화 활성을 보였던(39)의 연구와 betacyanin이 ROS를 소거하며 박테리아 침투와 상처로 유발된 손상을 제한한다는 연구(40)와 유사한 결과를 보여준다.
항노화 효능에 있어서 hyaluronidase 억제 결과 농도 의존적으로 효과가 우수하여 최고 농도인 100 ㎍/㎖에서 40%의 높은 억제율을 보였으며, 그 외 elastase에서는 39.7%의 억제율을 나타냈다. 이는 맨드라미가 hyaluronidase나 elastase발현의 전사 단계에 관련하거나 혹은 단백질 번역 후 변형 (post-translation modification) 단계에 관여하여 효소를 억제하는 효과를 나타내는 것으로 추정해 볼 수 있다.
후속연구
결론적으로 자원의 재생산이 용이한 맨드라미의 식용 및 약용 자원으로서의 활용가능성을 시사하며, 맨드라미 추출물을 제조하여 화장품에 응용하면 우수한 보습제 및 항산화제, 노화 방지 화장품을 개발할 수 있다고 판단되어진다.
따라서 HA 합성을 촉진하는 효능이 있는 것으로 밝혀진 kaempferol은 HA를 이용하는 각종 피부 외용제의 유효성분으로 사용하여 피부탄력 증진, 건조 방지, 노화 방지 등의 용도로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
이는 맨드라미 추출물의 elastase 활성 억제 작용이 두드러짐을 알 수 있으며 일반적으로 HA가 collagen과 elastin 등과 같이 노화와 더불어 피부 내 함량도 감소되며, 피부탄력 저하 및 주름생성과 밀접한 관계가 있는 것으로 보고되고 있다(53). 따라서 맨드라미 추출물이 항노화 기능성 소재로서 주름 개선 제품 및 보습 제품으로서의 응용 가능성을 시사하여 준다.
Moon 등(41)에 의하면 같은 성분이라도 항산화 측정 방법에 따라 항산화 활성이 다르게 평가된다고 하였는데, 본 연구에서도 같은 추출물에서 실험방법에 따라 활성이 다소 다르게 측정되는 경향을 확인하였다. 따라서 항산화 활성의 측정에 관한 연구가 다양한 측면에서 이루어져야하며, in vitro 실험은 물론 in vivo 실험도 함께 이루어질 필요가 있을 것으로 사료된다.
따라서 세포독성이 매우 낮아 피부에 안전하다는 것이 확인되었다. 이는 맨드라미의 구성 성분으로 알려져 있는 Kaempferitrin 유도체이며, flavonoid종류 중 하나인 kaempferol을 처리하였을 때 통계적으로 유의하게 세포 독성이 없음을 확인한 연구(24)에서와 같이 화장품 원료 개발 및 응용에서 피부 안전성이 매우 우수할 것으로 사료된다(Fig. 1).
특히 식물 유래의 천연 항산화성 물질인 phytochemical의 개발과 피부노화와 많은 연관성이 있는 것으로 연구되고 있어 인체에 보다 안전하고 효력이 강한 항산화 물질에 대한 연구는 지속적으로 이루어져야 할 것으로 보여진다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
맨드라미의 각 부위는 생약으로써 어떤 효능을 지니는가?
특히 한방에서는 맨드라미의 꽃을 계관화 (鷄冠花, Cockscomb), 종자를 계관자 (鷄冠子)라 하며, 중국이나 기타 여러 나라에서 맨드라미의 어린잎과 개화된 꽃은 채소로 사용되어졌으며(1), 또한 마른 잎이나 꽃과 씨는 중국의 전통 약제로 사용되어져왔다(2-3). 생약의 이용으로는 꽃에서 양혈 (凉血)과 지혈의 효능, 치루 (痔漏)로 인한 하혈, 적백리 (赤白痢), 토혈, 객혈, 혈림 (血淋), 부녀붕중 (婦女崩中), 적백대하 (赤白帶下)를 치료하며, 줄기와 잎은 치창 (痔瘡), 이질, 토혈, 비출혈 (鼻出血), 혈붕 (血崩), 담마진 (蕁麻疹)을 치료하며, 종자에서 양혈 (凉血), 지혈의 효능, 장풍혈변 (腸風血便), 적백리 (赤白痢), 붕대 (崩帶), 임탁 (淋濁), 간장병 (肝臟炳) 및 안병 (眼病)을 치료하는 효능을 가지고 있다(4).
활성산소종에는 어떤 화학 물질들이 포함되는가?
피부는 항상 산소와 접촉하고 자외선에 노출되어 있어 활성산소종에 의한 피부의 광산화적 손상 위험이 항상 존재한다. 활성산소종이란 반응성이 매우 큰 O2 및 ㆍOH를 비롯하여 O2, H2O2, ROOㆍ, ROㆍ, ROOH 및 HOCI 등을 포함한다. 이들은 고에너지 복사선, 광증감 반응 및 몇 가지 효소반응을 포함하는 다양한 과정을 거쳐서 세포 및 조직 중에서 생성될 수 있다.
맨드라미는 무엇인가?
맨드라미 (Celosia cristata L.)는 쌍떡잎식물 중심자목 비름과 (―科 Amaranthaceae)에 속하는 1년생 한해살이풀이며 관상용으로 흔히 재배하는데, 계관 (鷄冠)·계두 (鷄頭)라고도 한다. 특히 한방에서는 맨드라미의 꽃을 계관화 (鷄冠花, Cockscomb), 종자를 계관자 (鷄冠子)라 하며, 중국이나 기타 여러 나라에서 맨드라미의 어린잎과 개화된 꽃은 채소로 사용되어졌으며(1), 또한 마른 잎이나 꽃과 씨는 중국의 전통 약제로 사용되어져왔다(2-3).
참고문헌 (53)
Palada, M. C. and S. M. A. Crossman (1999), Evaluation of tropical leaf vegetables in the Virgin Islands, In: Janick, J. (Ed.), Perspectives on New Crops and New Uses. ASHS Press, Alexandria. 338-393
Wong, K. Y. (1994), Chinese Herbal Medicine, Wokman Press, Hong Kong
Xu, G. J., Zi Ji Guan, Hua Ji Guan, and Miao Ji Guan (1996), Encyclopedia of Chinese Medicine, China Medicine Sci. Technol., Beijing. 2, 509-511
Medical plants of Korea, www.medicalplant.org
Wehmer, C. (1929), Die Pflanzenstoffe, 2nd Edition, Fischer Verlag, Jena. 1, 299
Piattelli, M. and G. Impellizzeri (1970), 2-Descarboxybetanidin, a minor betacyanin from Carpobrotus acinaciformis, Phytochemistry 9, 2553-2556
Nam, H. K. and G. H. Rho (1988), Composition of fatty acid and amino acid in water extracted material Cockscomb plant root, J. Korea Soc. Food Nutr. 17(2), 172-175
Nobuhiro Sasaki, Yutaka Abe, Katsuhiro Wada, Takatoshi Koda, Yukihiro Goda, Taiji Adachi, and Yoshihiro Ozeki (2005), Amaranthin in feather cockscombs is synthesized via glucuronylation at the cyclo-DOPA glucoside step in the betacyanin biosynthetic pathway, Journal of Plant Research
Yaolin Wen, Md. Tofazzal Islam, and Satoshi Tahata. (2006), Phenolic constituents of celosia cristata L. susceptible to spinach root rot Pathogen Aphanomyces cochlioides, Biosci. Biotechnol. Biochem. 2567-2570
Ahn, D. K. (1988), Illustrated book of korea medicinal herbs. Kyohak Publishing Co., Seoul, Korea. p309
Takamasa Ohno, Inoue Makoto, Ogihara Yukio, and Saracoglu Iclal (2002), Atimetastatic activity of acteoside, a phenylethanoid glycoside, Biol. Pharm. Bull. 25(5), 666-668
Begam M., S. Narwal, S. Roy, S. Kumar, M. L. Lodha, and H. C. Kapoor (2006), An antivivral protein having deoxyribonuclease and ribonuclease activity from leaves of the post-flowering stage of Celosia cristata, Biochemical. 1, 44-48
Kim Jeung-Hoan, So-Jung Yoon, Kyoung-Hwan Lee, Hyo-Jung Kwon, Sung-Sook Chun, Tae-Wan Kim, and Young-Je Cho (2005) Screening of biological activities of the extracts from Bisil (Ocimum basilicum L.), J. Korean Soc. Appl. Biol. Chem. 48(2), 173-177
Rhu, I. S. (2006), A study of dermal bioactive properties of the ethanol extract from flowers of Lespedeza bicolor, Ph. D. Dissertation, Dept. of Oriental medical, Wonkwang University, Seoul
Fantone J. C. and P. A. Ward (1982), Role of oxygen derived free radicals and metabolites in leukocyte dependent inflammatory reaction, Ann. J. Path. 107, 397
Scharffetter-Kochanek K. (1997), Photoaging of the connective tissue of skin: its prevention and therapy, antioxidants in disease mechanism and therapy, ed. H. Sies. 38, 639
Andreadou I, F. Sigala, E. K. lliodromitis, M. Papaefthimiou, C. Sigala, N. Aligiannis, P. Savvari, V. Gorgoulis, E. Papalabros, and D. Kremastinos (2007), Acute doxorubicin cardiotoxicity is successfully treated with the phytochemical oleuropein through suppression of oxidative and nitrosative stress, J. Mol. Cell. Cardiol. 42, 549-558
Perez G. R. M., S. R. Vargas, M. F. J. Martinez, and R. II. Cordova (2004), Antioxidant and free radical scavenging activities of 5,7,3'-trihydroxy-3,6,4'-trimethoxy flavone from Brickellia veronicaefolia, Phytotherapy research. 18, 428-430
Nomura K, H. Imai, T. Koumura, M. Arai, and Y. Nakagawa (1999), Mitochondrial phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase suppresses apoptosis mediated by a mitochondrial death pathway, The Journal of biological chemistry. 274, 29294-29302
Huang H. M., H. Zhang, H. C. Ou, H. L. Chen, G. E. Gibson (2004), Alpha-Keto-beta-methyl-n-valeric acid diminishes reactive oxygen species and alters endoplasmic reticulum $Ca^{2+}$ stores, Free radical biology & medicine. 37, 1779-1789
Jacob C, G. E. Arteel, T. Kanda, L. Engman, and H. Sies (2000), Water-soluble organotellurium compounds：catalytic protection against peroxynitrite and release of zinc from metallothionein, Chemical research in toxicology. 13, 3-9
Kim Y. S., Y. K. Noh, G. I. Lee, and Y. K. Kim (1995), Inhibitory effects of herbal medicines on hyaluronidase activity, Korea Journal of Pharmacology. 26, 265-272
Kim Seung Hun, Gae Won Nam, Byung Young Kang, Hae Kwang Lee, Seong Joon Moon, and Ih Seop Chang. (2005), The effect of kaempferol, quercetin on hyaluronan-synthesis stimulation in human keratinocytes (HaCaT), J. Soc. Cosmet. Scientists Korea. 31, 97-102
Choi, H. S. (1994), Peroxide and nutrition of lipids, J. Kor. Soc. Food Nutr. 23, 867-878
Lim, S. Y., J. Y. Lee, C. S. Lee, Y. J. Jang, J. W. Park, and S. Yoon (2007), Antioxidant and cell proliferation effects of Acanthopanax senticosus extract in human osteoblast-like MG-63 cell line, Korean J. Food Sci. Technol. 6, 694-700
Choi, C. H., E. S. Song, J. S. Kim, and M. H. Kang (2003), Antioxidative activites of Castanea crenata Flos. methanol extracts, Korean J. Food Sci. Technol.. 35, 1216-1220
Jorge, A. P., H. Horst, E. D. Sousa, M. G. Pizzolatti, and F. R. M. B. Silva (2004), Insulinomimetic effects of kaempferitin on glycaemia and on $^{14}$ C-glucose uptake in rat soleus muscle. Chem. Biol. Interaction 149, 89-96
Eliandra de Sousa, Leila Zanatta, Ilana Seifriz, Tania Beatriz creczynski-Pasa, Moacir Geraldo Pizzolatti, Bruno Szpoganicz, and Fatima Regina Mena Barreto Silva (2004), Hypoglycemic Effect and Antioxidant Potential of Kaempferol-3,7-O-( ${\alpha}$ )-dirhamnoside from Bauhinia forficata Leaves, J. Nat. Prod. 67, 829-832
Francis F. J. (1999), Anthocyanins and betalains, In Colorants. francis FJ, ed, Eagan Press, St, Paul, MN. pp55-66
Escribano J, M. A. Pedreno, C. F. Garcia, and R. Munoz (1998), Characterization of the antiradical activity of betalains from Beta vulgaris L. root, Phytochem Anal. 9, 124-127
Lee, B. H., B. W. Choi, J. H. Chun, and B. S. Yu. (1996), Extraction of water soluble antioxidants from seaweeds, J. Korean Ind. & Eng. Chemistry 7(6), 1066-1077
KoguKuchi, N. (1999), Protocol for free radical experimant, suiyoonsa, Japan. 40-45
Cortran R. S., V. Kumar, and T. Collins (1999), Pathologic basis of disease, 6th ed., pp50-112, W. B. Saunders Company
Cho Y.J., M. S. Seo, J. K. Kim, Y. Lim, G. Chae, K. S. Ha, and K. H. Lee (1999), Silica-induced generation of reactive oxygen species in Rat2 fibroblast: role in activation of mitogen-activated protein kinase, Biochemical and biophysical research communication. 262, 708-712
Kuo W. N., R. N. Kanadia, and V. P. Shanbhag (1999), Denitration of peroxynitrite-treated proteins by "protein nitratases" from dog prostate, Biochemistry and molecular biology international. 47, 1061-1067
Si Chuan-Ling, Jin-Kyu Kim, Dong-Joo Kwon, and Young-Soo Bae (2006), Phenolic Compounds from the Fruits of Paulownia coreana Uyeki, Mokchae Konghak. 34(1), 79-85
Gabriela Sepulveda-Jimenez, Patricia Rueda-Benitez, Helena Porta, and Mario Rocha-Sosa (2004), Betacyanin synthesis in red beet (Beta vulgaris) leaves induced by wounding and bacterial infiltration is preceded by an oxidative burst, Physiological and Molecular Plant Pathology. 64, 125-133
Moon, H. L., S. H. Lyu, J. H. Roh, and O. P. Zee (2000), Antioxidative compounds of Antioxidative compounds of Achillea sibirica Ledeb, Kor. J. Med. Crop Sci. 8, 1-8
Meyer, K. (1947), The biological significance of hyaluronic acid and hyaluronidase, Physiol. Rev. 27, 335-359
Kakegawa. H., H. Matsumoto, and T. Satoh (1985), Avtivation of hyaluronidase by metallicsalts and compound 48/80, and inhibitory effect of anti-allergic agents on hyaluronidase, Chem. Pharm. Bull. 33, 642-646
Golberg, R. L., J. P. Huff, M. E. Lenz, P. Glickman, R. Katz, and E. J. M. A. Thonar. (1991), Elevated plasma levels of hyaluronate in patients with osteoarthritis and rheumatoid arthritis, Arth. Rhem. 34, 799-807
Ghosh, P. (1994), The role of hyaluronic acid(hyaluronan) in health and disease：interactions with cells, cartilage and components of synovial fluids, Clin. Exp. Rheumatol. 12, 82-85
Kim S. H., G. W. Nam, B. Y. Kang, H. K. Lee, S. J. Moon, and I. S. Chang (2005), The effect of kaempferol, quercetin on hyaluronan synthesis stimulation in human keratinocytes (HaCaT), J. Soc. comet Scientists Korea. 33(1), 97-102
Kuppusamy U. R., H. E. Khoo, and N. P. Das (1990), Structureactivity studies of flavonoids as inhibitors of hyaluronidase, Biochemical Pharmacology. 40, 397-401
Wiedow O. J., M. Schroder, and E. Christophers (1990), Elafin： An elastase specific inhibition of human skin, J. Biol. Chem. 265(25), 14791-14801
Mokawa G., Y. Takema, Y. Yorimoto, K. Tsukahara, M. Kawai, and S. Imayama (1995), Degree of ultraviolet-induced tortuosity of elastic fibers in rat skin is age dependent, The Journal of investigative dermatology 105, 254-258
Yang Hee Jung, Bo Ryoung Won, Young Jin Lim, Sun Kyeong Yoon, Dong Hwan Ji, Jee Yeon Choi, Seung Joo Han, Chung Woo Lee, and Soo Nam Park (2007), Antioxidative Activity, Component Analysis, and Anti-elastase Effect of Aspalathus linearis Extract, J. Soc. Cosmet. Scientists Korea. 4, 251-262
Lee S. Y., J. H. An, and H. Y. Cho (2003), Isolation and characterization of MMP-1 inhibitor peptide from Crataegus pinnatifida bunge in fibroblast cell line HS68 cells, J. Kor. Soc. Agric. Chem. Biotechno. 46(1), 60-65
Lee K. K. and J. D. Choi (1986), Inactivation of spinach glycolat oxidase by arginine-specific reagent, Kor. Biochem. J. 119(1), 86-92
Fleischmajor R., J. S. Perlish, and R. I. Bashey (1972), Human dermal glucosaminoglycans and aging, Bio chem. Biophys. Acta, 279(2), 265
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