The purpose of this study is to develop bathing aids as a strategic products to promote the medical tourism in Sancheong Jirisan Oriental medicinal herbs special district using medicinal herbs produced in Sancheong province, and to verify the effect of the bathing aids in vitro. We investigated the ...
The purpose of this study is to develop bathing aids as a strategic products to promote the medical tourism in Sancheong Jirisan Oriental medicinal herbs special district using medicinal herbs produced in Sancheong province, and to verify the effect of the bathing aids in vitro. We investigated the cytotoxicity activity, antioxidant activity, antiaging and whitening effects of Sanchung-PNU 1 (SP1) and Sanchung-PNU 2 (SP2) made with traditional medicinal herbs. The cytotoxicity activity was measured by MTT (3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assay. Antioxidant activities were determined by DPPH (1.1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical scavenging capacity assay. We measured the inhibitory effect against tyrosinase activity to prove the whitening effect, and the inhibitory effect against elastase activity to prove the anti-aging effect. Two proposed prescriptions, SP1 and SP2, showed not significant cytotoxicity but significant (p<0.001) improvement in anti-oxidation, anti-wrinkle, and whitening effects compared to the control group. The result shows that these bathing aids have excellent DPPH radical scavenging effect and significant inhibitory effect against elastase and tyrosinase activity. These findings suggest that these bathing aids have a strong antioxidant, anti-aging, and whitening effect.
The purpose of this study is to develop bathing aids as a strategic products to promote the medical tourism in Sancheong Jirisan Oriental medicinal herbs special district using medicinal herbs produced in Sancheong province, and to verify the effect of the bathing aids in vitro. We investigated the cytotoxicity activity, antioxidant activity, antiaging and whitening effects of Sanchung-PNU 1 (SP1) and Sanchung-PNU 2 (SP2) made with traditional medicinal herbs. The cytotoxicity activity was measured by MTT (3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assay. Antioxidant activities were determined by DPPH (1.1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical scavenging capacity assay. We measured the inhibitory effect against tyrosinase activity to prove the whitening effect, and the inhibitory effect against elastase activity to prove the anti-aging effect. Two proposed prescriptions, SP1 and SP2, showed not significant cytotoxicity but significant (p<0.001) improvement in anti-oxidation, anti-wrinkle, and whitening effects compared to the control group. The result shows that these bathing aids have excellent DPPH radical scavenging effect and significant inhibitory effect against elastase and tyrosinase activity. These findings suggest that these bathing aids have a strong antioxidant, anti-aging, and whitening effect.
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문제 정의
본 연구에서는 유의한 효과를 지닐 것으로 보이는 두 개의 처방을 제시하고, 이들이 지니고 있는 항산화, 미백, 피부주름 억제 효과에 대하여 살펴보았다. 이러한 한방 기능성 입욕제는 한방 산업에 있어서 한방 화장품 또는 한방 보건관광, 한방 의료서 비스 영역에 해당된다.
이에 본 연구에서는 지역 한방 산업의 대표상품으로서 활용할 수 있는 한방 입욕제를 개발하고자, 산청에서 재배하고 있는 소목, 강활, 독활, 방풍 등의 한약재를 중심으로 기존 연구12-16) 및 서적17-19)들을 분석하여 처방을 구성한 뒤, 처방의 피부에 대한 항 산화, 항노화, 미백 효과에 대한 in vitro 실험에 있어 유의한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.
제안 방법
피부 조직의 탄력성을 나타내는 결합 조직 섬유로서 elastin 이 관여하고 있다. Elastin을 가수분해하는 elastase는 피부 주름과 연관성이 있는 효소로서 처방이 elastase 활성에 미치는 영향을 관찰하였다. Human leukocyte elastase를 50 mM sodium acetate buffer (pH 5.
elastase 기질 용액은 p-nitroanilide를 DMSO에 녹여 20 mM stock solution을 만들었다. SP1와 SP2가 elastase 활성에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 elastase를 SP1과 SP2를 혼합한 후 10㎕를 96 well plate에 분주하고 10 mM sodium phosphate buffer (pH 6.8)에 녹인 200 uM p-nitroanilide를 200 ㎕를 첨가하였다. 반응액은 37℃에서 20분 배양하고 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.
산청 지역에서 재배하고 있는 소목, 강활, 독활, 방풍 등의 한약재를 중심으로 위령선, 백지, 계지, 모과, 애엽을 넣은 처방을 Sanchung-PNU 1 (SP1), 구척, 홍화, 당귀, 천궁을 넣은 처방을 Sanchung-PNU 2 (SP2)로 하였다. 각 처방은 초음파약탕기(SM-35EP-PLUS, 한국 소니메디)를 사용하여 10회 분량을 부피의 약 3~4배의 물을 가하여 전탕하였으며, 추출된 약물은 감압건조기(Ex-DRY, 한국 소니 메디)를 이용하여 40℃, 60 mmHg에서 건조 하였으며, 건조 추출물은 -20℃에서 냉동보관하여 본 실험의 시료로 사용하였다. 처방 SP1은 물 4 liter에 약재 900 g을 넣고 95℃에서 90분간 열수추출하여 최종적으로 98.
본 연구에서는 산청에서 재배하고 있는 한약재를 중심으로 입욕제로서의 주요 효능으로서 통증완화와 피로회복, 피부증상 개선을 감안하여 처방구성의 56%, 58%(무게 기준)를 지역 생산 한약재를 기반으로 하도록 하였다.
본 실험에 사용한 한방 입욕제 후보 처방 SP1과 SP2의 구성 약재들은 부산대학교 한의학전문대학원에서 구입, 정선해 사용 하였고, 내용과 분량은 Table 1, Table 2와 같다. 산청 지역에서 재배하고 있는 소목, 강활, 독활, 방풍 등의 한약재를 중심으로 위령선, 백지, 계지, 모과, 애엽을 넣은 처방을 Sanchung-PNU 1 (SP1), 구척, 홍화, 당귀, 천궁을 넣은 처방을 Sanchung-PNU 2 (SP2)로 하였다. 각 처방은 초음파약탕기(SM-35EP-PLUS, 한국 소니메디)를 사용하여 10회 분량을 부피의 약 3~4배의 물을 가하여 전탕하였으며, 추출된 약물은 감압건조기(Ex-DRY, 한국 소니 메디)를 이용하여 40℃, 60 mmHg에서 건조 하였으며, 건조 추출물은 -20℃에서 냉동보관하여 본 실험의 시료로 사용하였다.
세포 생존율 측정은 세포 배양판 (24-well)에 B16/F10 세포를 1 ml씩 분주하여 24시간 이상 배양 후 추출물을 다양한 농도로 처리한 다음, 37℃, 5% CO2 하에서 72시간 배양한 후, MTT용액 (5 mg/ml)을 배양액 최종 부피의 1/10되게 첨가 하였다. 3시간 후 배양액을 제거하고 형성된 formazan 침전물을 dimethyl sulfoxide (DMSO) 1 ml로 녹여서 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.
항산화 활성은 DPPH을 이용하여 시료의 자유산소기 소거 효과(radical scavenging effect)를 측정하는 방법을 활용하였다. 메탄올에 녹인 시료를 준비한 후, DPPH 약 2 mg을 메탄올 15 ml에 녹여 0.
대상 데이터
3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), human leukocyte elastase (HLE), p-nitroanilide (MeO-Succinyl-Ala-Ala-Pro-Val-pNa), Alpha-melanocyte stimulating hormone (a-MSH), 3,4-Dihydroxy-L-phenylalanine (L-DOPA) 들은 Sigma Chemical Co.로부터 구입하여 사용하였다. 세포주는 B16/F10 mouse melanoma cells (CRL 6323)로 the American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA)에서 구입하였다.
본 실험에 사용한 B16/F10 mouse melanoma cells (CRL 6323)를 사용하였으며, 이 세포는 10% foetal bovine serum과 1% penicillin/streptomycin (10000 U and 100 ㎍/ml, respectively) 을 함유한 Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) 용액으로 37℃로 유지되는 5% CO2 배양기에서 배양하였다.
본 실험에 사용한 한방 입욕제 후보 처방 SP1과 SP2의 구성 약재들은 부산대학교 한의학전문대학원에서 구입, 정선해 사용 하였고, 내용과 분량은 Table 1, Table 2와 같다. 산청 지역에서 재배하고 있는 소목, 강활, 독활, 방풍 등의 한약재를 중심으로 위령선, 백지, 계지, 모과, 애엽을 넣은 처방을 Sanchung-PNU 1 (SP1), 구척, 홍화, 당귀, 천궁을 넣은 처방을 Sanchung-PNU 2 (SP2)로 하였다.
로부터 구입하여 사용하였다. 세포주는 B16/F10 mouse melanoma cells (CRL 6323)로 the American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA)에서 구입하였다.
데이터처리
대조군과 실험군 사이의 통계학적 유의성 검정은 SPSS 16.0(SPSS Inc, Chicago)의 Independent t-test를 사용하였으며 유의수준 p<0.05를 사용하였다.
. 이러한 tyrosinase 활성 저해 효과 측정을 통한 미백 효과의 측정(Fig. 4)에 있어서 각각 4회 반복 측정값으로 평균과 표준편차를 구하였다. a-MSH군에 있어서는 217.
DPPH 자유산소기 소거법은 DPPH에 대한 환원력을 측정한 것으로, DPPH는 항산화능을 가진 물질의 전자공여능에 의해 환원되어 짙은 자색이 탈색이 되며, 탈색의 정도로 시료의 항산화능을 측정할 수 있다. 이러한 방법에 의한 항산화 활성 측정(Fig. 2)에 있어서 각각 4회 반복 측정값으로 평균과 표준편차를 구하였다. SP1군은 60.
피부의 탄력감소 및 주름생성에 있어서 elastase의 활성 감소가 중요하므로 elastase 활성 저해 효과 측정을 통한 항노화 효과의 측정(Fig. 3)에 있어서 각각 4회 반복 측정값으로 평균과 표준편차를 구하였다. SP1군은 76.
이론/모형
피부 주름 억제(anti-wrinkle) 효과에 있어서는, 피부내 탄력을 유지시키는 콜라겐 생합성을 촉진시키거나, 또는 각질층 내의세라마이드 자체를 보충하는 등의 방법23)이나 자외선에 의해 콜라겐을 분해하는 MMP-1의 기능을 억제시키는 방법12), 결합조직의 불용성 탄력섬유인 elastin을 분해하여 기저층 그물망 구조를 끊어 주름을 생성하는 elastase의 기능을 억제하는 방법25) 등으로 분석하는데, 본 연구에서는 elastase의 기능이 유효하게 억제시킬수 있음을 확인할 수 있었다(Fig. 3)
성능/효과
a-MSH군에 있어서는 217.8±5.4 (p<0.001)로대조군에 비하여 유의하게 상승됨을 확인할 수 있었다.
대조군및 a-MSH군 각각에 대하여, SP1군은 119.3±4.3 (p<0.001), SP2군은 185.0±6.8 (p<0.001)로 유의한 차이를 보였음을 확인할 수 있 었다.
또한 항산화 효과를 MDA 형성량으로 나타낸 Thiobarbituric acid (TBARS) 값13)에 있어서는, 계피와 소목 추출물이 각각 0.58±0.014, 2.40±0.09 (70% EtOH 추출) 및 1.20±0.042, 1.37±0.1 3 (70% MeOH 추출)로 나타나 상대적으로 a-tocopherol (1.71±0.028, 1.71±0.028)과 BHA (0.95±0.042, 0.95±0.042)와 비견될 만큼 높은 항산화력을 보였다.
본 연구를 통해 산청군 재배 한약재를 위주로 구성한 SP1및 SP2가 유의한 세포독성을 지니고 있지는 않았으며(Fig. 1), 세포실험을 통해 볼 때 대조군에 비하여 항산화(Fig. 2)에 있어서는 SP1군이 40.0%, SP2군이 34.3%, 항노화(Fig. 3)에 있어서는 SP1군이 23.3%, SP2군이 23.0%, 미백(Fig. 4)에 있어서 SP1군이 45.3%, SP2군이 15%의 효과가 있음을 알 수 있었는데, 이들 모두가 유 의한(p<0.001) 차이를 보이고 있음을 확인할 수 있다.
산소로부터 발생되는 hydroxy radical과 singlet oxygen 등의 free radical은 대표적인 피부노화의 원인으로 알려져 있는데, 이에 superoxide, DPPH, lipid peroxide와 같은 대표적인 활성산소종에 대한 항산화 활성12)을 지닌 물질이 화장품의 원료로서 관심을 끌어왔으며, 본 연구를 통해서는 유의한 DPPH 억제효과를 확인할 수 있었다(Fig. 2).
0 1)로대조군과 유의한 차이를 보였다. 즉, 처방 SP1과 SP2 모두 대조 군과 비교하여 항산화 효과가 나타남을 확인 할 수 있다.
후속연구
건강, 박하, 애엽, 의이인, 당귀, 천궁, 작약, 솔잎, 감초, 백복령 등 14가지의 한약재를 원료로 사용한 만유초는, 운동선수를 대상으로 한 연구를 통해 피로 회복에 대한 인체 영향이 높음9)을보였는데, 본 연구에서 in vitro로 확인할 수 있었던 피부 관련 각종 유효성에 더하여 이와 같은 인체시험을 실시한다면 피로회복에 대한 추가적인 신뢰성을 확보할 수 있을 것이다. 진안의 홍삼스파는 전국 인삼의 18%를 생산한다는 지역적 특성을 감안 하여 인삼을 활용한 각종 피부미용제품 연구 결과를 활용하여 건강 음료30) 또는 보조제로서 사용되던 인삼을 사포닌을 바탕31) 으로 하여 스파에 새롭게 적용하고 있다.
042)와 비견될 만큼 높은 항산화력을 보였다. 다만 이러한 결과들은 본 연구에서 사용한 전통적인 열수추출법은 아니었던만큼, 추출방법에 따른 유효성분의 차이로 인해 효과가 달리 나타났다고 판단되며 처방 SP1과 SP2도 이에 대한 추출 방법을 달리한 후속 연구가 필요하다고 본다. 또한 기존 연구와 같이 단미제가 아닌 복합제이기 때문에 구성 약물의 복합적인 작용이라고 판단되므로 향후 처방 SP1와 SP2도 복합제의 상호작용에 대한 후속 연구도 수행할 필요가 있다고 판단된다.
다만 이러한 결과들은 본 연구에서 사용한 전통적인 열수추출법은 아니었던만큼, 추출방법에 따른 유효성분의 차이로 인해 효과가 달리 나타났다고 판단되며 처방 SP1과 SP2도 이에 대한 추출 방법을 달리한 후속 연구가 필요하다고 본다. 또한 기존 연구와 같이 단미제가 아닌 복합제이기 때문에 구성 약물의 복합적인 작용이라고 판단되므로 향후 처방 SP1와 SP2도 복합제의 상호작용에 대한 후속 연구도 수행할 필요가 있다고 판단된다.
이를 억제하기 위한 대표적인 방법으로는 멜라닌 형성에서 L-DOPA을 만드는 주효소인 tyrosinase를 억제하는 방법으로 효소가 작용하지 못하게 결합하는 방법과 멜라닌 형성과정에서의 L-DOPA의 산화과정을 억제하는 방법이 있다12,23,24). 본 연구에서는 SP1, SP2처방이 tyrosinase 효소의 작용을 억제하는 효과를 지니고 있음을 확인할 수 있었으며(Fig. 4), 차후 연구를 통해 산화과정 자체에도 유효한 기능을 가지고 있는지 확인할 예정이다.
최근 한방에 대한 관심이 높아지면서 이를 활용한 다양한 제품을 개발하려는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 입욕제 처방 SP1과 SP2의 DPPH radical scavenging 효능이 우수한 것을 확인할 수 있었으며, elastase와 tyrosinase 활성을 유의하게 억제하였으므로, 항산화, 항노화, 미백 효능을 통해 천연 한방 입욕제로서 활용할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
만유초의 원료는 무엇인가?
건강, 박하, 애엽, 의이인, 당귀, 천궁, 작약, 솔잎, 감초, 백복령 등 14가지의 한약재를 원료로 사용한 만유초는, 운동선수를 대상으로 한 연구를 통해 피로 회복에 대한 인체 영향이 높음9)을보였는데, 본 연구에서 in vitro로 확인할 수 있었던 피부 관련 각종 유효성에 더하여 이와 같은 인체시험을 실시한다면 피로회복에 대한 추가적인 신뢰성을 확보할 수 있을 것이다. 진안의 홍삼스파는 전국 인삼의 18%를 생산한다는 지역적 특성을 감안 하여 인삼을 활용한 각종 피부미용제품 연구 결과를 활용하여 건강 음료30) 또는 보조제로서 사용되던 인삼을 사포닌을 바탕31) 으로 하여 스파에 새롭게 적용하고 있다.
멜라닌은 피부에 어떤 증상을 유발하는가?
멜라닌은 피부 내 세포손상을 유발하는 활성산소의 생성을 억제하기위한 방어 작용을 위해 생성되는데, 피부에 해가 되는 자외선의 진피 내 흡수를 막기 위하여 대신 흡수함으로써 에너지를 분산시켜 피부에 대한 자극을 감소시키는 중요한 역할을 담당하고 있다. 하지만 이에 반하여 여성의 미용과 관련하여 주요 고민이 되는 기미, 주근깨 등을 유발하기도 한다. 이를 억제하기 위한 대표적인 방법으로는 멜라닌 형성에서 L-DOPA을 만드는 주효소인 tyrosinase를 억제하는 방법으로 효소가 작용하지 못하게 결합하는 방법과 멜라닌 형성과정에서의 L-DOPA의 산화과정을 억제하는 방법이 있다12,23,24).
멜라닌의 역할은 무엇인가?
멜라닌은 피부 내 세포손상을 유발하는 활성산소의 생성을 억제하기위한 방어 작용을 위해 생성되는데, 피부에 해가 되는 자외선의 진피 내 흡수를 막기 위하여 대신 흡수함으로써 에너지를 분산시켜 피부에 대한 자극을 감소시키는 중요한 역할을 담당하고 있다. 하지만 이에 반하여 여성의 미용과 관련하여 주요 고민이 되는 기미, 주근깨 등을 유발하기도 한다.
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