UVB로 조사된 C57BL/6 마우스의 피부에서 자초(Lithospermum erythrorhizon)추출물의 유효성에 관한 연구 A Study of Effectiveness of Lithospermum erythrorhizon Extracts on the Skin by UVB-Irradiation C57BL/6 Mouse원문보기
본 연구는 UVB 조사로 인해 발생된 유해산소와 마우스 피부조직 변화에 대한 자초추출물의 유효성을 알아보기 위해 UVB 조사군과 UVB 조사 후 자초추출물을 도포한 군으로 비교 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. CAT, SOD의 활성도에서는 UVB 조사 후 자초추출물 도포군이 UVB 조사군에 비해 유의적으로 감소하였다. 그리고 조직학적 변화에서, UVB 조사군은 표피층이 얇아지며 표피괴사 형태와 진피조직에서 염증세포가 많이 관찰되었다. 또한 표피층이 증식되는 과각화현상이 보이며 표피-진피 능선도 느슨하게 관찰되어졌으며, 모낭의 소실 또한 관찰되었다. UVB 조사 후 자초추출물 도포군에서는 표피층은 더 얇아졌으나 표피 괴사현상은 보이지 않으며 염증부위는 UVB 조사군에 비해 훨씬 경감된 상태였다. 48시간군부터 표피층이 재생되어졌으며, 표피 증식과 과립층의 배열이 억제되고 정상적인 모낭과 표피-진피 능선을 관찰할 수 있었고 168시간군에서는 control 수준으로까지 회복되어진 것을 관찰할 수 있었다. 이상 실험결과를 종합해 볼 때, 자초추출물은 UVB 조사로 발생된 유해산소 활성을 감소시켜주며, 급성반응인 일광화상세포, 염증반응을 감소시킬 수 있으며 피부염증을 예방하는 광보호제로서의 사용도 가능할 것으로 사료된다.
본 연구는 UVB 조사로 인해 발생된 유해산소와 마우스 피부조직 변화에 대한 자초추출물의 유효성을 알아보기 위해 UVB 조사군과 UVB 조사 후 자초추출물을 도포한 군으로 비교 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. CAT, SOD의 활성도에서는 UVB 조사 후 자초추출물 도포군이 UVB 조사군에 비해 유의적으로 감소하였다. 그리고 조직학적 변화에서, UVB 조사군은 표피층이 얇아지며 표피괴사 형태와 진피조직에서 염증세포가 많이 관찰되었다. 또한 표피층이 증식되는 과각화현상이 보이며 표피-진피 능선도 느슨하게 관찰되어졌으며, 모낭의 소실 또한 관찰되었다. UVB 조사 후 자초추출물 도포군에서는 표피층은 더 얇아졌으나 표피 괴사현상은 보이지 않으며 염증부위는 UVB 조사군에 비해 훨씬 경감된 상태였다. 48시간군부터 표피층이 재생되어졌으며, 표피 증식과 과립층의 배열이 억제되고 정상적인 모낭과 표피-진피 능선을 관찰할 수 있었고 168시간군에서는 control 수준으로까지 회복되어진 것을 관찰할 수 있었다. 이상 실험결과를 종합해 볼 때, 자초추출물은 UVB 조사로 발생된 유해산소 활성을 감소시켜주며, 급성반응인 일광화상세포, 염증반응을 감소시킬 수 있으며 피부염증을 예방하는 광보호제로서의 사용도 가능할 것으로 사료된다.
This study was intended to identify the effectiveness of Lithospermum erythrorhizon in the UVB-damaged mouse skin. The C57BL/6 mouse that weighted about 18 g were divided into three groups; the control group (A group), the UVB irradiated group (B group), and the group treated with Lithospermum eryth...
This study was intended to identify the effectiveness of Lithospermum erythrorhizon in the UVB-damaged mouse skin. The C57BL/6 mouse that weighted about 18 g were divided into three groups; the control group (A group), the UVB irradiated group (B group), and the group treated with Lithospermum erythrorhizon extracts after UVB irradiation (C group). In the results of superoxidase dismutant(SOD) activities, the C group was meaningfully lower at the 48hrs, 120 hrs, and 168 hrs group than B group (p0.05). In the result of light micrograph observation, the B group observed sunburn cells in the epidermis and acute inflammation in the dermis at the 24 hrs and 48 hrs. And proliferation of the epidermis and the stratum granulosum, and found the hyperkertosis at the 72 hrs, 120 hrs, and 168 hrs group than C group. The C group alleviated inflammation in the dermis than B group at the 24 hrs and 48 hrs. And inhibited the proliferation of the epidermis at the 72 hrs, 120 hrs, and 168 hrs groups than B group. In conclusion, Lithospermum erythrorhizon water extracts may protect the UVB-damaged mouse skin.
This study was intended to identify the effectiveness of Lithospermum erythrorhizon in the UVB-damaged mouse skin. The C57BL/6 mouse that weighted about 18 g were divided into three groups; the control group (A group), the UVB irradiated group (B group), and the group treated with Lithospermum erythrorhizon extracts after UVB irradiation (C group). In the results of superoxidase dismutant(SOD) activities, the C group was meaningfully lower at the 48hrs, 120 hrs, and 168 hrs group than B group (p0.05). In the result of light micrograph observation, the B group observed sunburn cells in the epidermis and acute inflammation in the dermis at the 24 hrs and 48 hrs. And proliferation of the epidermis and the stratum granulosum, and found the hyperkertosis at the 72 hrs, 120 hrs, and 168 hrs group than C group. The C group alleviated inflammation in the dermis than B group at the 24 hrs and 48 hrs. And inhibited the proliferation of the epidermis at the 72 hrs, 120 hrs, and 168 hrs groups than B group. In conclusion, Lithospermum erythrorhizon water extracts may protect the UVB-damaged mouse skin.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 UVB를 조사하여 손상된 피부에 자초추출물을 일정기간 도포한 후 피부조직의 항산화 효소계와 형태학적 변화를 관찰함으로 자초추출물의 유효성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
paraffin block을 microtome을 이용하여 4~5 μm으로 박절한 다음, Hematoxylin-Eosin 염색하여 광학현미경으로 관찰하였다.
광학현미경적 관찰을 위하여 적출한 피부조직을 10% neutral buffered formalin (NBF)에 24시간 고정한 후, 수세한 다음 에탄올 계열(70%, 80%, 90%, 95%, 100%)로 탈수하였다. xylene을 이용해 투명화시킨 후 paraffin 침투과정을 거쳐 경질 paraffin에 포매하였다.
균질액을 20 μL씩 취하고 여기에 1.0% SDS 용액을 각각 24 μL 및 16 μL를 혼합하고, 증류수로써 240 μL 및 160 μL 가 되도록 희석(12배 및 8배) 한다.
모든 생쥐는 온도 23±2℃, 습도 50±5%로 최적 환경조건을 유지시킨 실험실에서 12시간 명암주기로 1주일간 사육하였으며 먹이는 자유롭게 먹을 수 있도록 하였다.
(2005)은 조사 후 3시간부터 일광화상세포가 관찰되었고 24시간까지 증가되다가 녹차추출물 도포 30시간부터 감소하였다고 보고하였다. 본 연구에서는 지금까지의 보고에 근거하여 일과 화상세포의 형성이 최고에 도달한다고 사료되는 조사 후 24시간부터 측정하였다. UVB 조사 군은 24시간부터 일광화상 세포가 관찰되어 120시간까지 드물게 관찰되었으나 자초추출물 도포 군에서는 48시간에서 나타나 120시간에 소멸되어진 것을 관찰할 수 있었다.
모든 생쥐는 온도 23±2℃, 습도 50±5%로 최적 환경조건을 유지시킨 실험실에서 12시간 명암주기로 1주일간 사육하였으며 먹이는 자유롭게 먹을 수 있도록 하였다. 아무 처치를 하지 않은 군을 대조군, UVB 조사군(UVB군), UVB 조사 후 자초추출물을 도포한 군(UVB+Le군)으로 나눈 다음 24시간, 48시간, 72시간, 120시간, 168시간 경과 군으로 세분하여 각 군당 10마리씩 사용하였다.
자외선 조사 하루 전 마우스를 제모기(Oster Model 5-50 Clipper, USA)를 이용하여 배부를 3 cm×3 cm의 크기로 제모한 후 실험동물을 자체 고안∙제작한 자외선 조사용 cage에 가둔 후 제모한 배부에 0.23 mW/sec의 광량으로 총 800 mJ/cm2을 조사하였다.
실험에 이용한 자초는 경북 영천에서 생산된 것으로 시중 약재상인 갑당약초(Seoul, Korea)에서 구입하였다. 자초 500 g에 3차 증류수를 가하여 냉각기가 부착된 진탕기에서 2시간동안 100℃로 가열하여 액상으로 추출하여 여과지로 여과하였다. 추출된 액체를 G5 glass filter로 여과한 후 동결 건조하여 사용하였다.
5×10-4 M 농도로 에탄올에 용해시켜 DPPH용액 1 mL와 잘 혼합한 뒤, 이 반응 혼합액을 실온에서 30분간 방치한 후, 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 자초 에탄올 추출액을 첨가하지 않은 대조군과 비교하여 free radical의 소거활성을 50% 저해 농도(IC50)로 계산하였다.
대상 데이터
생후 5주의 C57BL/6 암컷 생쥐를 대한바이오링크 실험동물센터에서 구입하여 사용하였다. 모든 생쥐는 온도 23±2℃, 습도 50±5%로 최적 환경조건을 유지시킨 실험실에서 12시간 명암주기로 1주일간 사육하였으며 먹이는 자유롭게 먹을 수 있도록 하였다.
실험에 이용한 자초는 경북 영천에서 생산된 것으로 시중 약재상인 갑당약초(Seoul, Korea)에서 구입하였다. 자초 500 g에 3차 증류수를 가하여 냉각기가 부착된 진탕기에서 2시간동안 100℃로 가열하여 액상으로 추출하여 여과지로 여과하였다.
자외선 조사장치의 광원은 302 nm 파장의 UVB를 방출하는 lamp (Sankyo denki, Japan)를 사용하였다. 자외선 조사 하루 전 마우스를 제모기(Oster Model 5-50 Clipper, USA)를 이용하여 배부를 3 cm×3 cm의 크기로 제모한 후 실험동물을 자체 고안∙제작한 자외선 조사용 cage에 가둔 후 제모한 배부에 0.
데이터처리
각 실험군 별 통계학적 유의성은 개인용 컴퓨터 프로그램인 SAS를 이용한 T-test에 의하여 검정하였으며, 각 p 값은 0.05 미만의 것을 유의한 수준으로 고려하였다.
이론/모형
Catalase 활성은 Aebi (1984) 방법에 따라 50 mM potassium phosphate (pH 7.0)에 10 mM H2O2와 추출액을 가한 후 240 nm에서 2분간의 흡광도 변화를 관찰하였다. 이때 1분 동안에 1 μM의 H2O2를 분해하는 효소의 양을 1 unit으로 하였다.
SOD 활성은 Beauchamp & Fridovin (1971)의 방법에 따라 50 mM carbonic buffer (pH 10.2), 0.1 mM EDTA, 0.1 mM xanthine, 0.025 mM nitroblue tetrazolium 그리고 추출액이 포함된 용액을 25℃에서 10분간 반응시킨 후 xanthine oxidase(3.3∙10-6mM)를 첨가하고 550 nm에서 NBT의 광환원 정도를 측정하였다.
시료의 항산화 검색법으로서 free radical의 소거작용 실험은 Yoshida et al. (1989)이 사용한 방법에 따라 자초 에탄올 추출물의 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼에 대한 소거 효과를 측정하였다. 자초(10~480 μg/mL)를 에탄올에 녹인 뒤 4 mL씩 취하여 1.
피부조직 중 단백질 함량은 Lorwy et al. (1951)의 방법에 따라 bovine serum albumin을 control로 사용하여 측정하였다. 균질액을 20 μL씩 취하고 여기에 1.
3C2). 48시간 군부터 표피층이 재생되어졌으며, 표피 증식과 과립층의 배열이 억제되고 정상적인 모낭과 표피-진피 능선을 관찰할 수 있었고 168시간 군에서는 control 수준으로까지 회복되어진 것을 관찰할 수 있었다(Fig. 3D2, E2, F2).
본 연구에서는 지금까지의 보고에 근거하여 일과 화상세포의 형성이 최고에 도달한다고 사료되는 조사 후 24시간부터 측정하였다. UVB 조사 군은 24시간부터 일광화상 세포가 관찰되어 120시간까지 드물게 관찰되었으나 자초추출물 도포 군에서는 48시간에서 나타나 120시간에 소멸되어진 것을 관찰할 수 있었다. 이는 자초추출물 도포가 자외선 조사 후 나타나는 초기 홍반반응에 대해 유효하게 작용한 것으로 사료되어진다.
05). UVB 조사 후 자초추출물 도포군은 모든 군에서 control과 168시간을 제외한 UVB 조사군 보다는 높게 나타났다. 이는 자조추출물 도포가 생성된 유해산소를 H2O2로 빠르게 전환시키고 작용을 하고 이로 인해 생체의 대산적인 반응의 일환으로 생합성을 촉진시켜 활성이 높게 나타난 것으로 해석된다.
이러한 결과들을 종합하여 볼 때 UVB 조사로 유발된 마우스 피부조직에 자초추출물의 도포가 표피각질세포의 손상을 적게 하고 진피조직에서의 염증반응을 완화시키는 효과가 있는 것으로 사료된다. 또한 유해산소 제거에 효율적이고, 피부장벽의 회복률을 촉진시키는 것으로 사료되어 항노화와 UVB 조사에 의한 피부손상 시 치료 및 보호 기능을 가지는 것으로 판단된다. 그러나 자초의 독성에 대해 아직 논란이 되고 있는 실정이므로 향후 자초추출물을 이용하여 제품화하기 위한 적합한 농도를 찾기 위한 추가 연구가 필요하며, 민간에서 알려진 자초에 대한 여러가지 유효성을 검증하기 위해 더 많은 연구가 필요하리라 사료된다.
본 실험결과 UVB 조사 후 24시간 군에서는 표피층이 얇아지고 표피괴사가 진행되어지며 진피조직에서는 많은 염증세포가 관찰되었다(Fig. 3B1). 48시간 군에서는 각화과정에 의해 염증세포들이 탈락되어지고 일광화상세포들을 관찰할 수 있었으며(Fig.
본 연구에서 UVB 조사시 72시간, 120시간, 168시간에서는 control군보다 CAT 활성이 높게 나타으며, 통계학적으로 24시간과 168시간을 제외한 모든 군에서 유의성 있게 나타났다(p<0.05).
Hruza & Pentland (1993)는 피부의 염증반응이 UVB에 노출된 후 3~5시간이 지난 후부터 시작되어 12~24시간에 최대치에 이르며 72시간이 지나면 감소된다고 보고하였고, Choi (2009)는 UVB 조사 48시간 후부터 진피에서의 염증 정도와 표피에서의 화농정도가 심하게 나타났으며 144시간부터는 표피와 진피가 거의 치유되는 것으로 보고하였다. 본 연구에서는 UVB 조사 24시간부터 표피에서 화농정도가 심하게 관찰되었다(Fig. 3B1). UVB 조사 후 자초추출물을 도포한 120시간 군에서는 control군과 유사하게 정상적인 상태로 조사되었다.
, 1985). 본 연구에서도 UVB 조사 24시간과 48시간에 SOD 활성이 증가되었다가 점차 감소되는 양상을 보였고 자초추출물 도포로 인해 48시간부터 168시간까지 현저하게 감소한 결과를 나타냈다. 이는 UVB 가 단파장으로 표피에 강하게 영향을 미치므로 SOD가 증가되며 자초추출물 도포로 유해산소를 제거시킴으로 점차 감소되는 것으로 사료된다.
이러한 결과들을 종합하여 볼 때 UVB 조사로 유발된 마우스 피부조직에 자초추출물의 도포가 표피각질세포의 손상을 적게 하고 진피조직에서의 염증반응을 완화시키는 효과가 있는 것으로 사료된다. 또한 유해산소 제거에 효율적이고, 피부장벽의 회복률을 촉진시키는 것으로 사료되어 항노화와 UVB 조사에 의한 피부손상 시 치료 및 보호 기능을 가지는 것으로 판단된다.
후속연구
또한 유해산소 제거에 효율적이고, 피부장벽의 회복률을 촉진시키는 것으로 사료되어 항노화와 UVB 조사에 의한 피부손상 시 치료 및 보호 기능을 가지는 것으로 판단된다. 그러나 자초의 독성에 대해 아직 논란이 되고 있는 실정이므로 향후 자초추출물을 이용하여 제품화하기 위한 적합한 농도를 찾기 위한 추가 연구가 필요하며, 민간에서 알려진 자초에 대한 여러가지 유효성을 검증하기 위해 더 많은 연구가 필요하리라 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
피부의 역할은 무엇인가?
피부는 바깥으로부터 표피층, 진피층, 피하조직으로 구성되어 있으며 주된 기능은 화학물질이나 자외선을 포함한 외부 환경오염 물질, 미생물의 침입 및 수분손실을 막는 보호 장벽의 역할이다. 또한 땀의 분비를 통해 체온조절과 노폐물 배설뿐만 아니라 체액의 손실을 막아주고 비타민 D 합성에도 관여한다(Feingold, 1997).
UVB가 인체에 미치는 영향은 무엇인가?
그리고 최근에는 환경오염으로 인한 오존층의 파괴로 지표에 도달하는 자외선의 양이 많아져 피부질환에 자외선이 미치는 영향에 대한 보고가 증가되고 있는 추세이다(Freedberg, 1999). 특히 UVB는 홍반의 발생, 상피세포의 증식, 과색소 침착, DNA 손상, 각종 효소와 단백질의 활성 혹은 비활성, 활성산소종(reactive oxygen species: ROS)의 형성 등이 있다(Johanna et al., 2004; Lee et al.
자초는 어떤 증상의 치료에 사용된다고 알려져 있는가?
, 1999). 한방에서 양혈(凉血), 활혈, 해독제로 홍역의 예방, 토혈, 하혈, 황달, 변비 등에 처방 배합되며 외용으로는 뿌리를 짓이겨서 습진, 화상, 동상 등의 치료에 사용한다고 알려져 있다. 또한 참기름, 당귀, 밀랍, 돈지 등으로 함께 처방하여 자운고(慈雲膏)라는 피부연고로 사용하여 왔는데 주로 동상, 화상, 탈항, 치질, 습진 등에 효과가 있다고 알려져 있다(Jeon, 2007). 자초는 지방산화억제효과가 있어 천연항산화제로 사용이 가능할 것이라 보고되었으며(Kim et al.
참고문헌 (30)
Abei HE: Catalase. in Methods of Enzymatic Analysis, eds. HU Bergmeyer, J Bergmeyer and M $Gra\beta1$ , 3rd ed. Vol. III. pp. 273, 1983.
Beauchamp C, Fridovich L: Superoxide dismutase: improved assays and applicable to acrylamide gels. Anal Biochem 44 : 276-287, 1971.
Cho MH, Paik YS, Hahn TR: Physical stability of shilkonin derivatives from the roots of lithospermum erythrorhizon cultivated in Korea. J Agric Food Chem 47 : 4117-20, 1999. (Korean)
Jeon JH: The effects of Jawoongo (紫雲膏) on UVB damage to skin and photoaging. Dongguk University. 2007. (Korean)
Kim JS, Kim TY, Kim SB: Evaluation of the storage characteristics of Kangjung added with gromwell extracts. J Korean Soc Food Sci Nutr 35(6) : 791-800, 2006. (Korean)
Kim JY, Kim HA, Jeong DH, Kim SH, Park SK, Cho YH: Comparative effect of gromwell (Lithospermum erythrorhizon) extract and borage oil on reversing epidermal hyperproliferation in guinea pigs. Biosci Biotechnol Biochem 70 : 2086-2095, 2006. (Korean)
Kim SH, Kim SR, Lee HJ, Lee JH, Kim YJ, Kim JC, Jang JS, Jo SK: The effect of green tea on ultraviolet B-induced sunburn cell production in the skin of hairless mouse. Korean J Vet Res 45(1) : 1-6, 2005. (Korean)
Kligman LH: The hairless mouse model for photoaging. Clin Dermatol 14 : 183-195, 1996.
Lee HJ, Kim SR, Kim JS, Moon CJ, Kim JC, Bae CS, Jang JS, Jo SK, Kim SH: The effect of red ginseng on ultraviolet B-induced skin damages in mouse. J Ginseng Res 30(4) : 194-198, 2006. (Korean)
Lee MS, Kim HW, Bang SK, Kang MH: Antioxidative effects and its metabolites in rat fed sesamol. J Korean Soc Food Sci Nutr 34(1) : 21-26, 2005. (Korean)
Lee SE, Seong NS, Park CG, Seong JS: Screening for antioxidative of oriental medicinal plan materials. Korean J Medicinal Crop Sci 10 : 171-176, 2002. (Korean)
Lee SR, Shin HY, Hwang KT, Jeong ST, Kim TY: Antioxidant activities of the extracts of herbs used for Gamhongro-ju. J Korean Soc Food Sci Nutr 39(5) : 643-647, 2010. (Korean)
Lorwy H, Rosenbrough NJ, Farr AL, Randall RJ: Protein measurements with the folin phenol reagent. J Biol Chem 193 : 265-275, 1951.
Miyachi Y, Imamura S, Niwa Y: Decreased skin superoxidase activity by a single exposure of ultraviolet radiation is reduced by liposomal superoxide dismutase pretreatment. J Invest Dermato 89 : 111-112, 1987.
Okada K, Takahashi Y, Ohnishi K, Ishikawa O, Miyachi Y: Timedependent effect of chronic UV irradiation on superoxide dismutase and catalase activity in hairless mice skin. Journal of Dermatological Science 8(3) : 183-186, 1994.
Park UY, Chang DS, Cho HR: Antimicrobial effect of lithospermi radix (Lithospermum erythrorhizon) extract. J Korean Soc Food Sci Nutr 21(1) : 97-100, 1992. (Korean)
Shin DC, Lee JT, Jeong Y, Kang NK, Yang JY: Application of the health risk models estimating skin cancer caused by UVB radiation. J Environ Toxicol 11(1) : 1-10, 1996. (Korea)
Sugiura K, Ueda H, Hirano K: Studies on the superoxide dismutase of the human skin. Jpn J Dermato 95 : 1541-1545, 1985.
Takahashi H, Komatsu N, Ibe M, Ishida-Yamamoto A, Hashimoto Y, Lizuka H: Cystatin A suppresses ultraviolet B-induced apoptosis of keratinocytes. J Dermatol Sci 46 : 179-187, 2007.
van den Akker JT, Holroyd JA, Vernon DI, Sterenborg HJ, Brown SB: Chronic UVB exposure enhances in vitro percutaneous penetrayion of 5-aminulinic acid in hairless mouse skin. Laser Surg Med 34 : 141-145, 2004.
Yoon SH, Park EJ, Oh KH, Chung YG, Kwon OJ: The effect of lithospermi radix on benzo(a)pyrene-induced hepatotoxicity. J Korean Soc Food Sci Nutr 22(2) : 144-148, 1993. (Korean)
Yoshida T, Mori K, Hatano T, Okumura T, Uehara I, Komagoe K, Fujita Y, Okuda T: Studies on inhibition mechanism of autoidation by tannin and flavonoids. V. Radical-scavenging effects of tannin and related on 1,1-diphenyl-2-picryhydrazyl radical. Chem Pharm Bull 37 : 1919-1921, 1989.
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