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문제 정의
- 본 실험은 홍삼과 교맥 복합물을 이용한 주름 예방 및 개선효과가 있는 건강기능 식품을 개발하기 위한 기초 자료로 활용하기 위하여 hairless mouse에서 경구 및 국소 도포를 실시하고 효능평가 시험을 실시하였다. Collagenase 활성 저해 효과는 홍삼과 교맥 복합물 처리군이 홍삼 처리군에 비하여 높게 나타났다 Hairless mouse의 피부 주름생성 억제 효과는 홍삼 .
- 위와 같이 피부 생리 활성에 대한 홍삼과 교맥의 연구결과로 미루어 볼 때 이들 복합물이 피부 기능 개선에 상당한 효과가 있을 것으로 예상되며, 홍삼을 이용한 주름예방 기능이 있는 건강기능 식품을 개발하기 위한 기초자료를 얻기 위하여, 홍삼과 교맥 복합물의 섭취에 대한 피부보호 효과를 연구하였다. 자외선에 의한 피부조직의 변화 뿐만 아니라 전신적인 변화를 관찰하기 위하여 hairless mouse를 동물모델로 자외선을 조사하여 인위적으로 광노화를 유발시키면서, 이와 동시에 홍삼과 교맥 추출물을 혼합한 원료를 경구 투여하고 피부 도포를 실시하여 자외선으로 인한 피부 주름 생성 예방 효과를 평가하였다.
제안 방법
- Collagenase 활성억제력 평가 실험은 EnzCheck Gelatinase/ Collagenase assay kit (invitrogen E12055)를 사용하여, substrate 는 DQTM gelatin from pig skin, fluorescein conjuate을 이용하여 측정하였다. 즉 96wells plate에 reaction buffer를 150 fii, 시료 20 fil, collagenase(10 u/m)20 그리고 gelatin(100 “g/ me)10을 가하여 잘 섞어준 후, 37℃ 암실에서 1시간동안 반응시켰다.
- 5 mW/cm2^ 하였다. UV 조사량은 처음 1주간 60 mJ/面, 다음 2주째는 90 mj/cni2, 다음 3주에서 4주까지는 120 mj/cnb 다음 5주에서 6주 까지는 160 mj/c 다음 7주에서 8주까지는 190 mJ/로 조사하였다. 시험군은 자외선 무처리군, 자외선 처리와 기본 로션군, 자외선 처리와 시료처리군으로 나누었으며, 각각 5 마리의 동물을 사용하였고, 시험 종료 후 각 군의 시험동물을 희생시켜 피부 조직을 얻었다.
- 교맥을 1:1의 비율로 혼합한 복합물 1000 ㎎/㎏(H2O) 경구 투여와 홍삼 . 교맥 복합물(5%) 도포 후 UV 조사군으로 나누어 진행하였다.
- 대조군의 도포액은 기본 로션으로 실험군의 도포액은 홍삼뿌리 추출물과 교맥 추출물 그리고 홍삼 . 교맥 복합물을 각각 5%의 농도로 기본 로션에 녹여 조제하였다.
- 본 실험은 UV 에 의한 피부 손상에 대하여 홍삼 . 교맥 복합물의 예방 효과를 조사하기 위하여 피부 주름 연구에서 기초자료가 풍부한 암컷무모쥐(SKH-1 hairless mice)를 실험동물로 사용하였고, 시험군은 자외선을 노출시키지 않은 군(대조군), 자외선 노출군(UV군), 홍삼을 투여하고 자외선을 노출시킨 군(UV/RG), 교맥을 투여하고 자외선을 노출시킨 군(UV/FE), 홍삼 , 교맥 복합물을 투여하고 자외선을 노출시킨 군(UV/RGFE)으로 구성하였다. UV 조사 후 육안으로 관찰 시 UV 조사군은 대조군에 비해 깊은 주름이 증가하였다.
- 도포액의 기본 로션은 에탄올, 프로필렌클리콜과 증류수를 각각 3:5:2의 비율로 혼합하여 조제하였다. 대조군의 도포액은 기본 로션으로 실험군의 도포액은 홍삼뿌리 추출물과 교맥 추출물 그리고 홍삼 .
- 무모생쥐의 등 쪽 피부에 조사한 자외선량을 측정하기 위해 UV meter (Waldmann Co., Germany)를 이용하였으며, 조사량은 20 cm의 거리에서 0.5 mW/cm2^ 하였다. UV 조사량은 처음 1주간 60 mJ/面, 다음 2주째는 90 mj/cni2, 다음 3주에서 4주까지는 120 mj/cnb 다음 5주에서 6주 까지는 160 mj/c 다음 7주에서 8주까지는 190 mJ/로 조사하였다.
- W를 자유 급이 하였다. 본 실험은 식염수 경구 투여와 기본 로션만을 도포한 대조군, 식염수 경구 투여와 기본 로션 도포 후 UV 조사군, 홍삼 1000 ㎎/㎏(H2O) 경구투여와 홍삼(5%) 도포 후 UV 조사군, 교맥 1000 ㎎/㎏(H2O) 경구 투여와 교맥(5%) 도포 후 UV 조사군, 홍삼 . 교맥을 1:1의 비율로 혼합한 복합물 1000 ㎎/㎏(H2O) 경구 투여와 홍삼 .
- 1주간 적응시켰다. 사료는 마우스 전용사료를 자유 급이 하였으며, 음수는 2차 D.W를 자유 급이 하였다. 본 실험은 식염수 경구 투여와 기본 로션만을 도포한 대조군, 식염수 경구 투여와 기본 로션 도포 후 UV 조사군, 홍삼 1000 ㎎/㎏(H2O) 경구투여와 홍삼(5%) 도포 후 UV 조사군, 교맥 1000 ㎎/㎏(H2O) 경구 투여와 교맥(5%) 도포 후 UV 조사군, 홍삼 .
- UV 조사량은 처음 1주간 60 mJ/面, 다음 2주째는 90 mj/cni2, 다음 3주에서 4주까지는 120 mj/cnb 다음 5주에서 6주 까지는 160 mj/c 다음 7주에서 8주까지는 190 mJ/로 조사하였다. 시험군은 자외선 무처리군, 자외선 처리와 기본 로션군, 자외선 처리와 시료처리군으로 나누었으며, 각각 5 마리의 동물을 사용하였고, 시험 종료 후 각 군의 시험동물을 희생시켜 피부 조직을 얻었다.
- 자외선에 의한 피부조직의 변화 뿐만 아니라 전신적인 변화를 관찰하기 위하여 hairless mouse를 동물모델로 자외선을 조사하여 인위적으로 광노화를 유발시키면서, 이와 동시에 홍삼과 교맥 추출물을 혼합한 원료를 경구 투여하고 피부 도포를 실시하여 자외선으로 인한 피부 주름 생성 예방 효과를 평가하였다.
- 조직준비를 위해 동물을 희생시킨 후 등쪽 피부를 떼어내어 (1x1 cm) filter paper에 편평하게 부착한 후 10% 중성 포르말린에 고정시킨 다음 일반적인 조직처리 과정을 거쳐 파라핀 포매하여 6 /zm 절편을 잘라 Hematoxylin & Eosin(H&E) 염색을 실시하였다
- 주 6일 일정한 시간에 경구 투여 후 도포액 50 를 무모생쥐의 등 부분에 도포하고 15분 후 UV를 조사하였다. 무모생쥐의 등 쪽 피부에 조사한 자외선량을 측정하기 위해 UV meter (Waldmann Co.
대상 데이터
- 3:5:2의 비율로 혼합하여 조제하였다. 대조군의 도포액은 기본 로션으로 실험군의 도포액은 홍삼뿌리 추출물과 교맥 추출물 그리고 홍삼 . 교맥 복합물을 각각 5%의 농도로 기본 로션에 녹여 조제하였다.
- 본 과제에 사용된 홍삼은 진안군에서 구입하였으며, 홍삼 뿌리를 100 g에 70% 에탄올 500 에 넣은 후, 80℃로 4시간 가열하여 추출액을 얻었다. 1차 거즈로 여과하고 2차 filter paper로 여과한 후 농축한 것을 HQ 200 을 가하여 동결건조 하였다.
- 체중 20±3 g(6주령)의 암컷 무모쥐 (SKH-1 hairless mice)를 오리엔트사로부터 구입하여, 항온항습(22±2℃, 50+5% RH) 하에서 12시간 싸이클(09:00~21:00)로 명암이 자동 조절되는 동물사육실에서 1주간 적응시켰다. 사료는 마우스 전용사료를 자유 급이 하였으며, 음수는 2차 D.
데이터처리
- 실험 결과는 student's t-test를 이용하여 p-value를 구하였으며, pvo.cn인 경우 유의성이 있다고 판정하였다.
성능/효과
- Collagene 피부, 골, 인대, 연골 및 치아 등에 높은 농도로 존재하고 트립신과 같은 단백질 분해효소의 작용을 받지 않으나 collagenasee] 의해 분해된다. 20,본 실험에서 홍삼의 collagenase 저해활성을 측정한 결과, 50 %농도에서 23.2%, 200%농도에서 25.2%, 500 陽 /戒에서 25.8%, 1000%에서 29.0%의 저해활성을 보였다(Fig. 1).
- Collagenase 활성 저해 효과는 홍삼과 교맥 복합물 처리군이 홍삼 처리군에 비하여 높게 나타났다 Hairless mouse의 피부 주름생성 억제 효과는 홍삼 . 교맥 복합물 처리군에서 가장 효과적이었으며, 홍삼, 교맥 순으로 나타났다. 또한 표피의 두께는 UV 조사에 의해 약 4배 정도 증가하였으며, 홍삼, 교맥, 홍삼 .
- 또한 표피의 두께는 UV 조사에 의해 약 4배 정도 증가하였으며, 홍삼, 교맥, 홍삼 . 교맥 복합물 처리군에서 모두 UV 대조군에 비해 현저히 줄어드는 양상을 관찰할 수 있었다. 이상의결과 홍삼의 주름생성 억제작용은 collagenase 활성 억제보다는 collagen 생성을 촉진한 것으로 사료되며, 홍삼 .
- 그러나 교맥 처리군은 주름 생성 억제 효과가 적었으며, 홍삼 . 교맥 복합물 처리군에서는 UV에 의한 주름 생성이 현저히 억제되었고, 피부 주름 상태가 가장 양호하였다(Fig. 2).
- -), hypochlorous acid (HOC1) 의 소거활성과 지질과산화 반응 억제작용 등 항산화 효과가 있으며, elastase 저해 활성이 크다고 보고되었다'. 본 실험 결과에서도 교맥의 collagenase 저해활성이 가장 높았으며, 홍삼과 교맥 복합물 처리군이 홍삼 단일 처리군 보다 collagenase 저해 효과가 높게 나타났다. 이상의 결과는 홍삼과 교맥 및 이들 복합물이 세포외 기질 단백질의 분해를 감소시키고 결과적으로 주름 생성 억제에도 효과가 있음을 시사한다.
- 자외선에 노출된 피부 세포는 growth factor receptor (EGF-R), tumor necrosis factor(TNF)-receptor, platelet-activating factor(PAF) receptor, interleukin (IL)-l receptor, platelet derived growth factor(PDGF) receptor 등의 수용체들이 활성화 되고끄- , Mitogen activated protein kinase(MAPK) 경로를 통하여 MMPs 발현이 증가되는데, MMP-1, 3, 9 등에 의해 collagen type TV을 분해하여 주름 생성을 촉진시킨다). 위의 실험결과 홍삼의 collagenase 저해 활성은 교맥에 비해 낮았으나 주름생성 억제는 교맥보다 효과적이었다. 이는 홍삼의 주름생성 억제작용은 collagenase 활성 억제보다는 collagen 생성을 촉진한 것으로 사료되며, 홍삼과 교맥 복합물의 경우 홍삼의 collagen 생성 촉진과 더불어 교맥의 collagenase 활성 억제 효과가 복합적으로 작용한 것으로 사료된다.
- 본 실험 결과에서도 교맥의 collagenase 저해활성이 가장 높았으며, 홍삼과 교맥 복합물 처리군이 홍삼 단일 처리군 보다 collagenase 저해 효과가 높게 나타났다. 이상의 결과는 홍삼과 교맥 및 이들 복합물이 세포외 기질 단백질의 분해를 감소시키고 결과적으로 주름 생성 억제에도 효과가 있음을 시사한다.
- 교맥 복합물 처리군에서 모두 UV 대조군에 비해 현저히 줄어드는 양상을 관찰할 수 있었다. 이상의결과 홍삼의 주름생성 억제작용은 collagenase 활성 억제보다는 collagen 생성을 촉진한 것으로 사료되며, 홍삼 . 교맥 복합물의 경우 홍삼의 collagen 생성 촉진과 더불어 교맥의 collagenase 활성 억제 효과가 복합적으로 작용하여 UV 조사로 유도된 광노화의 억제 및 피부 주름예방효과가 나타난 것으로 사료된다.
- 정상 피부 조직인 경우 피하지방층이 널리 분포하지만 UV 노출 시 교원섬유의 분포가 다양하게 관찰되는 특징이 있다. 피부 조직의 병리학적 관찰 결과, 대조군과 UV 조사군을 비교해 보았을 때 UV 조사에 의해 약 4배 정도의 표피 두께 증가를 관찰할 수 있었으며, 홍삼, 교맥, 홍삼 - 교맥복합물 처리군의 경우 표피의 두께가 UV 대조군에 비해 줄어드는 양상을 관찰할 수 있었다(Fig. 3과 4).
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