[논문]고로쇠 및 우산고로쇠나무의 부위별 미백 및 피부면역 활성

정명훈; 김승섭; 김지선; 이학주; 최근표; 이현용

고로쇠 및 우산고로쇠나무의 부위별 미백 및 피부면역 활성
Skin Whitening and Skin Immune Activities of Different Parts of Acer mono and Acer okamotoanum 원문보기

韓國林學會誌 = Journal of Korean Forest Society, v.99 no.4, 2010년, pp.470 - 478

정명훈 (강원대학교 BT특성화학부(대학)) , 김승섭 (강원대학교 BT특성화학부(대학)) , 김지선 (강원대학교 BT특성화학부(대학)) , 이학주 (국립산림과학원) , 최근표 (강원도립대학 식품가공제과제빵과) , 이현용 (강원대학교 BT특성화학부(대학))

초록
AI-Helper

고로쇠 및 우산고로쇠나무의 각 부위별 UV보호능에 의한 피부미백과 피부면역활성에 대해 연구하였다. 고로쇠 및 우산고로쇠나무의 수피 부위는 다른 부위의 2.67% 그리고 2.45%보다 높은 추출 수율을 나타내었다. 섬유아세포인 CCD-986sk에 대한 세포독성 결과 1.0 mg/mL의 농도에서 21.64%보다 낮은 세포독성을 보였다. 고로쇠나무 수피 추출물은 UV를 조사한 CCD-986sk 세포에서 30%이하의 MMP-1 발현을 억제하였다. 1.0 mg/mL의 고로쇠 수피 추출물의 경우 $PGE_2$ 발현이 상당히 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 일반적으로 고로쇠 및 우산고로쇠나무의 수피 추출물이 다른 부위보다 높은 활성을 보이는데 반해 흥미롭게도 우산고로쇠나무의 목부 추출물은 Clone-M3세포에서 79.25%의 높은 멜라닌 생성저해 활성을 보였다. 이러한 결과로부터 고로쇠 및 우산고로쇠 수피 추출물이 목부 추출물에 비해 높은 향장활성을 보임을 확인할 수 있었고, 이들 추출물이 피부미백과 피부면역활성을 가짐으로서 앞으로 향장소재로서의 개발 가능성을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

UV-protection skin whitening and immune activities several parts of Acer mono and Acer okamotoanum were investigated. The bark of both Acer mono and Acer okamotoanum had higher yields than other parts as 2.67% and 2.45%. The cytotoxicity of the extracts were lower than 21.64% against human skin cell(CCD-986sk) line in adding 1.0 mg/mL of the highest concentration. The bark extracts of Acer mono greatly reduced the expression of MMP-1 on UV-irradiated CCD-986sk cells down to as 30%. At 1.0 mg/mL of bark extration of Acer mono, $PGE_2$ expression was also significantly decreased. Generally, the bark extracts of Acer mono and Acer okamotoanum had higher activity than other parts, but, interestingly, wood extract of Acer okamotoanum showed strong inhibition effect on melanin production by Clone-M3 cells as 79.25%. From these results, we could conclude that the bark extract from Acer mono and Acer okamotoanum had skin-whitening activity as well immune enhancement activity.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 고로쇠 및 우산고로쇠나무의 부위별 추출물의 tyrosinase에 대한 억제 효과를 알아보기 위하여 0.2~1.0 mg/mL의 농도로 시료를 첨가 했을 때의 저해율을 Table 3에 나타내었다. 모든 추출물에서 농도 의존적으로 저해율이 증가되는 것을 확인할 수 있고, 1.
앞선 연구결과를 바탕으로 하여 본 연구에서는 나무 그 자체의 활성에 관해 거의 연구가 되어 있지 않은 고로쇠 및 우산고로쇠나무 추출물을 대상으로 자외선 차단 효과 및 피부 미백활성에 관한 효과를 알아보고, 더 나아가 향장소재와 관련된 분야에 활용하기 위한 기초 자료로 이용하고자 연구를 수행하였다.
천연물 유래 식품에 대한 국민들의 관심이 높아짐에 따라 고로쇠나무 및 우산고로쇠 나무가 자생하고 있는 지역에서는 이들 나무를 대상으로 한 수액의 채취 및 음용이 농가소득에 큰 몫을 차지하고 있는 것이 사실이나, 최근 임목생육과 환경이라는 측면에서 부정적인 부분이 제기되고 있으며 수액 그 자체의 음용으로 사용이 한정되어 있을 뿐 나무 자체의 활용이 거의 이루어지지 못하고 있어 이들 고로쇠나무를 대상으로 생리활성을 탐색함으로써 나무의 수피 및 목부가 가지는 기능성 소재로서의 가능성을 확인하고자 한다.

제안 방법

Clone M3 세포주에 각추출물 투여 시 멜라닌 생합성과 세포 생존율에 미치는 영향을 알아보기 위하여 각각 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 그리고 1.0 mg/mL의 농도로 3일간 처리하여 멜라닌 생성량을 측정하여 Table 2에 나타내었다. 실험 결과 멜라닌 생성률은 세포생존율과 형태학적 변화없이 고로쇠 수피 추출물의 경우 0.
PGE₂ 생성량은 Prostaglandin E₂ Express EIA Short kit(ACETM, 155019)를 이용하여 측정하였다(Cui et al., 2005). 항 PGE₂ 항체가 부착되어있는 plate의 각 well에 회수한 상층액과 함께 PGE₂-acetylcholinesterase tracer를 넣어 상온에서 18시간 배양한 후, 각 well에 남아있는 용액을 말끔히 털어낸 후, 0.
05% tween 20-phosphate buffer solution으로 각 well을 5회 세척하고 Ellman 시약 200 µL를 각 well에 넣은 후 7시간 배양하여 405 nm에서 흡광도를 측정하였다. PGE₂를 표준품으로 검량선을 작성하여 각 시료를 처리한 배양액 중의 PGE₂ 생성량을구하였다.
5×10⁵ cells/mL의 농도로 35 mm dish에 약 80%의 confluency에 도달할 때까지 배양하였다. UV 조사 전에 원배지를 제거한 후 PBS로 세척하여 배지 내 serum 성분을 제거한 다음 UV 등(Coralife, 35W, UV)에 필터를 이용하여 UVA(6.3 J/cm²)를 24시간 조사하였다. UVA 조사 후 배양배지는 FBS를 첨가하지 않은 DMEM 배지에 고로쇠 및 우산고로쇠나무 부위별 추출물을 1 mg/mL의 농도로 투여하여 24시간 배양하였다.
3 J/cm²)를 24시간 조사하였다. UVA 조사 후 배양배지는 FBS를 첨가하지 않은 DMEM 배지에 고로쇠 및 우산고로쇠나무 부위별 추출물을 1 mg/mL의 농도로 투여하여 24시간 배양하였다. UVA 조사에 의해 유도되는 MMP-1 발현량 측정은 Dunsmore등이 사용한 방법(Dunsmore et al.
고로쇠 및 우산고로쇠나무의 수피, 목부 추출물을 각각 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 mg/mL의 농도로 처리하여 48시간 배양한 후 MTT 방법으로 세포의 생존율을 관찰하였다. Figure 1에 나타낸 결과를 통해 모든 조건에서 세포 독성이 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.
다음 세포 현탁액과 시료를 96-well 세포 배양관의 각각 well에 20 µL씩 첨가하고 37℃, 5% CO2 배양기에서 2시간 동안 UV 등에 필터를 이용하여 UVA(6.3 J/cm2)를 조사하였다.
, 2006). 따라서 본 연구에서는 Clone-M3세포 접종 후 3일간 시료 처리 후 배지를 제거하고 세포를 PBS로 세척 후 각 well 당 1 mL의 1 N NaOH를 가하고 교반하여 세포막을 융해하여 멜라닌 성분을 녹여 나오게 하여 가시광선 영역대 중 가장 파장이 짧은 푸른색의 가시광선 영역인 400 nm에서 흡광도를 측정하여 생성량을 비교하였다.
세포 독성은 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide(MTT) 시약을 이용하여 세포 생존율을 측정하는 Mosmann방법(Mosmann, 1983)을 변형하여 실시하였다. CCD-986sk 세포를 2×10⁴ cells/well 농도로 96-well plate에 접종한 후 각 well에 시료를 투여하여 CO₂ 배양기에서 24시간 배양하였다.
이 현탁액에 aspirin을 50 µM이 되도록 첨가하여 세포에 잔존하는 COX 효소의 활성을 비가역적으로 억제시켜 동일한 PGE2 양이 될 수 있도록 조절하였다.

대상 데이터

Enzyme-linked immunosorvent assay(ELISA)를 위해 사용된 matrix metaloproteinase-1(MMP-1)에 대한 1차 항체와 alkaline phosphatase가 결합된 2차 항체는 Sigma Chemical사로부터 구입하여 사용하였다. Human dermal fibroblasts(HDFs)는 CCD-986sk으로 한국세포주은행(KCLB)로부터 동결 상태로 구입하였다.
Enzyme-linked immunosorvent assay(ELISA)를 위해 사용된 matrix metaloproteinase-1(MMP-1)에 대한 1차 항체와 alkaline phosphatase가 결합된 2차 항체는 Sigma Chemical사로부터 구입하여 사용하였다. Human dermal fibroblasts(HDFs)는 CCD-986sk으로 한국세포주은행(KCLB)로부터 동결 상태로 구입하였다. 또한 melanocyte인 Clone-M3(KCLB No.
고로쇠와 우산고로쇠나무는 2009년 5월에 채취된 것을 국립산림과학원으로부터 지원받았으며, 실온에서 음건시킨 후 분쇄기로 분말화한 후 수직 환류 냉각기가 부착된 추출 플라스크에 시료와 시료 중량의 10배수의 증류수를 용매로 넣고 100℃에서 12시간 씩 2회 추출을 시행하였다. 상기와 같은 열수 추출공정으로부터 얻어진 각각의 추출물은 감압농축기(rotary vacuum evaporator NN series, Eyela, Tokyo, Japan)를 이용하여 여과, 농축된 뒤 동결건조를 통해 용매를 완전히 제거하여 건조한 Powder 상태로 제조하여 본 실험에 사용하였다.
한국세포주은행으로부터 구입한 HDF와 Clone-M3 cell을 각각 DMEM배지와 RPMI1640 배지에 10% fetal bovine serum(FBS, Hyclone), 1% penicillin-streptomycin을 첨가하여 37℃, 5% CO₂ 조건하에서 배양하여 사용하였다. 그 외 실험에 사용된 모든 시약들은 Sigma Chemical사에서 구입하여 사용하였다.
배양 후 세포를 well 바닥에 부착시켰다. 그런 다음 부착된 세포를 PBS로 2회 세척한 후, 표면에 남아 있는 세포를 실험에 사용하였다(한재건 등, 2008).
Human dermal fibroblasts(HDFs)는 CCD-986sk으로 한국세포주은행(KCLB)로부터 동결 상태로 구입하였다. 또한 melanocyte인 Clone-M3(KCLB No. 10053.1)도 한국세포주은행으로 부터 동결상태로 구입하였다. 한국세포주은행으로부터 구입한 HDF와 Clone-M3 cell을 각각 DMEM배지와 RPMI1640 배지에 10% fetal bovine serum(FBS, Hyclone), 1% penicillin-streptomycin을 첨가하여 37℃, 5% CO₂ 조건하에서 배양하여 사용하였다.
고로쇠와 우산고로쇠나무는 2009년 5월에 채취된 것을 국립산림과학원으로부터 지원받았으며, 실온에서 음건시킨 후 분쇄기로 분말화한 후 수직 환류 냉각기가 부착된 추출 플라스크에 시료와 시료 중량의 10배수의 증류수를 용매로 넣고 100℃에서 12시간 씩 2회 추출을 시행하였다. 상기와 같은 열수 추출공정으로부터 얻어진 각각의 추출물은 감압농축기(rotary vacuum evaporator NN series, Eyela, Tokyo, Japan)를 이용하여 여과, 농축된 뒤 동결건조를 통해 용매를 완전히 제거하여 건조한 Powder 상태로 제조하여 본 실험에 사용하였다.
인간 fibroblast인 CCD-986sk 세포를 10% FBS와 DMEM 배지에 현탁하여 1×106 cells/mL로 하였다.
1)도 한국세포주은행으로 부터 동결상태로 구입하였다. 한국세포주은행으로부터 구입한 HDF와 Clone-M3 cell을 각각 DMEM배지와 RPMI1640 배지에 10% fetal bovine serum(FBS, Hyclone), 1% penicillin-streptomycin을 첨가하여 37℃, 5% CO₂ 조건하에서 배양하여 사용하였다. 그 외 실험에 사용된 모든 시약들은 Sigma Chemical사에서 구입하여 사용하였다.

데이터처리

Each value were compared with control at P < 0.05 by Student t-test.
Each value were compared with control at P <0.05 by Student t-test.
Each value were compared with control at P<0.05 by Student t-test.
Microsoft excel의 student t-test에 의해 유의성을 검정하였다. 또한 각 활성 실험 등에 대한 각 실험결과는 triplicate determinations에 의한 Mean±SD로 표시했으며 각 평균치 간의 차이는 student t-test에 의해 p=0.
또한 각 활성 실험 등에 대한 각 실험결과는 triplicate determinations에 의한 Mean±SD로 표시했으며 각 평균치 간의 차이는 student t-test에 의해 p=0.05 수준에서 유의성을 검증하였다.

이론/모형

Tyrosinase 억제 효과는 dopachrome방법(Kim et al., 2006)을 이용하여 측정하였다. 150 µL의 mushromm tyrosinase-150 unit(Sigma Chemical Co.
UVA 조사 후 배양배지는 FBS를 첨가하지 않은 DMEM 배지에 고로쇠 및 우산고로쇠나무 부위별 추출물을 1 mg/mL의 농도로 투여하여 24시간 배양하였다. UVA 조사에 의해 유도되는 MMP-1 발현량 측정은 Dunsmore등이 사용한 방법(Dunsmore et al., 1996)을 실시하였다. UVA를 조사 후 시료를 처리하여 24시간 배양한 배지를 96-well plate에 분주하여 4℃에서 overnight하여 반응하였다.

성능/효과

Figure 2는 이러한 UVA에 의해 발현이 증가되는 MMP-1에 미치는 고로쇠 및 우산고로쇠 추출물의 영향을 알아보고자 HDF_S에 UVA를 조사하고 시료를 첨가하여 24시간 배양한 후 MMP-1 발현 저해 효과를 ELISA로 측정한 결과를 나타낸 그림이다. 1.0 mg/mL의 농도에서 측정한 결과, 양성대조군인 ascobic acid가 115.6%를 나타내어 가장 억제된 발현률을 보였고, 고로쇠 수피 추출물이 124.5%를 나타내어 4가지의 시료 중에서 가장 낮은 발현률을 나타내었다. 그 외의 다른 시료들도 134.
이는 오가피 추출물의 멜라닌 생성저해 효과(임경란 등, 2008)에서처럼 농도의존적으로 멜라닌 생성을 저해하였다. 4가지 시료 모두 85.37%의 생성량을 나타낸 양성대조군인 ascorbic acid에 비해 낮은 생성 저해율을 나타내었으나 이와 비슷한 결과를 나타낸 것을 확인할 수 있다. 또한 피부미백에 관계된 멜라닌 생성량 측정결과 고로쇠 보다는 우산고로쇠 추출물이 그리고 수피 보다는 목부 부위의 추출물이 피부 미백에 효과가 더 좋은 것으로 나타났다.
2%의 억제 효과를 나타내었다. 4가지 시료 중 우산고로쇠 수피 추출이 66.2%의 가장 높은 활성을 나타내었고, 전체적으로 우산고로쇠 추출물과 수피 추출물의 억제 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 이는 가죽나무 물 추출물의 tyrosinase 저해 연구(이양숙 등, 2007)에서 보고된 2.
44%까지 저해하였다. 4가지 시료를 비교해보면 우산고로쇠 목부 추출물이 나머지 시료에 비해 최고농도인 1.0 mg/mL에서 79.25%의 가장 높은 저해율을 보였다. 이는 오가피 추출물의 멜라닌 생성저해 효과(임경란 등, 2008)에서처럼 농도의존적으로 멜라닌 생성을 저해하였다.
이는 나무의 수관부가 존재하는 목부에 세포의 생존에 독성으로 작용하는 물질이 있는 것으로 사료되며 이 성분에 관한 깊이 있는 연구가 필요 할 것으로 사료된다. 4가지의 시료 중 고로쇠 목부 추출물이 가장 높은 21.64%의 독성을 나타내었다. 위 실험의 세포독성 결과를 살펴보면 1.
1% 이하로 발현하며 높은 저해율을 보임에 따라 고로쇠 및 우산고로쇠 추출물이 UVA에 대한 MMP-1 발현 저해 효과가 있음을 나타내었다. MMP-1 발현 억제 실험 결과 피부 주름을 억제하는 데에는 고로쇠가 우산고로쇠 추출물에 비해 더 좋은 효과를 나타낼 것으로 사료된다. 피부 염증과의 관계를 알아보기 위하여 실행한 PGE₂ 생성량 측정의 경우 특정 수용체(EP3)와 결합하면 알레르기 증상이 억제되는 것으로 밝혀졌는데, 연구의 결과를 바탕으로 특정 펩타이드와 결합으로 인한 PGE₂의 생성 억제 가능성이 있으리라고 사료된다.
64%였고, 나머지 농도나 시료의 경우 이보다 낮은 세포독성을 나타내어 이들의 추출물이 식품 또는 향장 소재로서 독성을 나타내지 않는 것으로 사료된다. UVA 처리에 따른 MMP-1 발현 저해 효과 측정에서 1.0 mg/mL 첨가를 통해 고로쇠 수피 추출물이 UV를 조사하지 않은 대조군과 비교하여 124.5%를 나타내며 양성대조군인 ascorbic acid의 115.6%와 큰 차이를 보이지 않는 발현 억제 효과를 나타내었다. 그 외 다른 시료들도 134.
UV를 조사하고 시료를 넣어주지 않은 것과 UV를 조사하지 않고 시료를 넣어주지 않은 군에서는 각각 2340 pg/mL와 940 pg/mL의 PGE₂ 발현을 나타내었다. UV를 조사한 것과 조사하지 않은 조건 모두에서 시료 첨가 후의 PGE₂의 발현도는 미첨가 대조군에 비하여 모두 낮아지는 경향을 보였으며, 농도 의존적으로 낮아지는 경향을 보였다. Figure 3은 UV를 조사하지 않은 세포에서의 PGE₂ 의 발현도를 나타낸 것으로 1.
이는 나무의 외부에서 쉽게 얻을 수 있는 수피의 수율이 나무를 베고 가공을 통해서 얻을 수 있는 목부에 비해 높은 것은 고로쇠 및 우산고로쇠나무를 활용하여 천연소재로 개발할 경우 수피를 통해서 더 많은 유용물질을 얻을 수 있는 결과라 생각된다. 고로쇠 및 우산고로쇠나무의 부위별 추출물의 세포독성을 측정한 결과 최고농도인 1.0 mg/mL에서 가장 높은 세포독성을 나타낸 고로쇠 목부의 경우 21.64%였고, 나머지 농도나 시료의 경우 이보다 낮은 세포독성을 나타내어 이들의 추출물이 식품 또는 향장 소재로서 독성을 나타내지 않는 것으로 사료된다. UVA 처리에 따른 MMP-1 발현 저해 효과 측정에서 1.
고찰

고로쇠 및 우산고로쇠나무의 부위별 추출수율을 비교해 본 결과 우산고로쇠 보다 고로쇠의 수율이 높은 것을 확인할 수 있었고, 목부의 2.45%보다 수피의 9.72%가 수율이 약 4배 정도 높은 것을 확인하였다. 이는 나무의 외부에서 쉽게 얻을 수 있는 수피의 수율이 나무를 베고 가공을 통해서 얻을 수 있는 목부에 비해 높은 것은 고로쇠 및 우산고로쇠나무를 활용하여 천연소재로 개발할 경우 수피를 통해서 더 많은 유용물질을 얻을 수 있는 결과라 생각된다.
100℃의 물을 이용하여 고로쇠 및 우산고로쇠나무의 부위별 추출 수율을 비교한 결과는 Table 1에 나타내었다. 고로쇠 수피가 9.72%로 가장 높은 추출 수율을 보였고, 우산고로쇠 목부가 2.45%로 가장 낮은 추출 수율을 보였다. 우산고로쇠 보다 고로쇠나무의 추출수율이 조금 더 높은 것 또한 확인 되었고, 전체적으로 목부에 비해 수피의 추출수율이 훨씬 높은 것을 확인할 수 있었다.
6%와 큰 차이를 보이지 않는 발현 억제 효과를 나타내었다. 그 외 다른 시료들도 134.1% 이하로 발현하며 높은 저해율을 보임에 따라 고로쇠 및 우산고로쇠 추출물이 UVA에 대한 MMP-1 발현 저해 효과가 있음을 나타내었다. MMP-1 발현 억제 실험 결과 피부 주름을 억제하는 데에는 고로쇠가 우산고로쇠 추출물에 비해 더 좋은 효과를 나타낼 것으로 사료된다.
그 외의 다른 시료들도 134.1%이하의 값을 나타내었는데 이는 곰취의 MMP-1발현 저해(나영 등, 2006)에서 보고된 10 µg/mL농도에서의 35%의 저해효과와 비교해볼 때 곰취의 처리농도에 비해 높은 농도에서의 결과로서 큰 차이는 보이지 않으나 실험 자체로 비교적 낮은 발현률을 보임에 따라 고로쇠 및 우산고로쇠나무 각 부위별 추출물이 UVA에 대한 MMP-1발현 저해 효과가 있음을 나타내었다.
25%의 멜라닌 생성 저해 효과를 나타내었다. 그리고 tyrosinase 억제 효과를 통한 미백실험에서도 우산고로쇠 수피 추출물이 66.2%로 가장 높은 억제 활성을 보이는 것으로 나타났는데, 고로쇠와 우산고로쇠 추출물중 특히 피부 미백에 관해서는 고로쇠 보다는 우산고로쇠 추출물이, 그리고 수피 보다는 목부의 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 시료의 활성은 농도의존적으로 증가되는 경향을 나타남에 따라 특정 물질의 작용으로 볼 수 있으며 melanocyted의 멜라닌 생성량 저해능과 더불어 향후, 보다 면밀한 정제를 통한 물질 검정의 단계를 거치면 천연 피부미백용 향장소재로서 피부미백 및 피부면역 활성을 안전하게 향상시킬 수 있는 기능성 소재로 활용이 가능할 것으로 사료된다.
피부 염증과의 관계를 알아보기 위하여 실행한 PGE₂ 생성량 측정의 경우 특정 수용체(EP3)와 결합하면 알레르기 증상이 억제되는 것으로 밝혀졌는데, 연구의 결과를 바탕으로 특정 펩타이드와 결합으로 인한 PGE₂의 생성 억제 가능성이 있으리라고 사료된다. 또한 Melanocyte를 이용한 멜라닌 생성량 측정을 통해 고로쇠 및 우산고로쇠 추출물의 미백활성을 실험한 결과 최고 농도인 1.0 mg/mL에서 우산고로쇠 목부 추출물이 79.25%의 멜라닌 생성 저해 효과를 나타내었다. 그리고 tyrosinase 억제 효과를 통한 미백실험에서도 우산고로쇠 수피 추출물이 66.
37%의 생성량을 나타낸 양성대조군인 ascorbic acid에 비해 낮은 생성 저해율을 나타내었으나 이와 비슷한 결과를 나타낸 것을 확인할 수 있다. 또한 피부미백에 관계된 멜라닌 생성량 측정결과 고로쇠 보다는 우산고로쇠 추출물이 그리고 수피 보다는 목부 부위의 추출물이 피부 미백에 효과가 더 좋은 것으로 나타났다. 이를 통해 고로쇠 및 우산고로쇠나무의 각 부위별 추출물이 멜라닌 생성량 억제에 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
0 mg/mL의 농도로 시료를 첨가 했을 때의 저해율을 Table 3에 나타내었다. 모든 추출물에서 농도 의존적으로 저해율이 증가되는 것을 확인할 수 있고, 1.0 mg/mL의 농도에서 양성대조군으로 사용된 Ascorbic acid가 71.2%의 억제 효과를 나타내었다. 4가지 시료 중 우산고로쇠 수피 추출이 66.
0 mg/mL의 농도로 3일간 처리하여 멜라닌 생성량을 측정하여 Table 2에 나타내었다. 실험 결과 멜라닌 생성률은 세포생존율과 형태학적 변화없이 고로쇠 수피 추출물의 경우 0.2~1.0 mg/mL의 농도까지 각각 96.31%, 90.24%, 85.46%, 83.23%, 82.44%까지 저해하였다. 4가지 시료를 비교해보면 우산고로쇠 목부 추출물이 나머지 시료에 비해 최고농도인 1.
45%로 가장 낮은 추출 수율을 보였다. 우산고로쇠 보다 고로쇠나무의 추출수율이 조금 더 높은 것 또한 확인 되었고, 전체적으로 목부에 비해 수피의 추출수율이 훨씬 높은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 딱딱한 목부보다 표면 조직이 좀 더 연한 수피에서의 물질 용출이 더 용이하기 때문에 도출된 결과라 사료된다.
64%의 독성을 나타내었다. 위 실험의 세포독성 결과를 살펴보면 1.0 mg/mL의 농도에서 가장 높은 21.64%를 나타내었는데 이는 식용으로 널리 사용되고 있는 복분자 추출물의 세포독성 23.8%보다 낮은 수치로 고로쇠 및 우산고로쇠나무의 추출물이 세포 수준에서 안전성을 가지며 향장소재로서의 사용이 가능할 것으로 사료된다.
이러한 결과는 UV로 인하여 IL-1과 TNF와 같은 cytokine이 분비되는 것을 특정 펩타이드가 저해하였을 가능성과 차후 PLA₂ 활성을 직접 저해하였을 가능성, 또는 직접적 염증 물질인 arachidonic acid가 phospholipid에서 분비되는 최종 과정을 막았을 가능성을 나타낸다.
또한 피부미백에 관계된 멜라닌 생성량 측정결과 고로쇠 보다는 우산고로쇠 추출물이 그리고 수피 보다는 목부 부위의 추출물이 피부 미백에 효과가 더 좋은 것으로 나타났다. 이를 통해 고로쇠 및 우산고로쇠나무의 각 부위별 추출물이 멜라닌 생성량 억제에 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
1%이하의 값을 나타내었는데 이는 곰취의 MMP-1발현 저해(나영 등, 2006)에서 보고된 10 µg/mL농도에서의 35%의 저해효과와 비교해볼 때 곰취의 처리농도에 비해 높은 농도에서의 결과로서 큰 차이는 보이지 않으나 실험 자체로 비교적 낮은 발현률을 보임에 따라 고로쇠 및 우산고로쇠나무 각 부위별 추출물이 UVA에 대한 MMP-1발현 저해 효과가 있음을 나타내었다. 전체적인 결과를 살펴볼 때 고로쇠가 우산고로쇠 추출물에 비해 피부 주름의 억제에 더 효과적인 활성을 나타내었다. 이는 교원질 파괴에 관여하는 외부적 스트레스인 UVA에 의해 발생된 유해인자를 효과적으로 제거함으로써 MMP-1의 발현을 효과적으로 조절한 것이라 사료된다.
Figure 1에 나타낸 결과를 통해 모든 조건에서 세포 독성이 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 처음 0.2 mg/mL의 농도에서는 4가지의 시료가 비슷한 세포독성을 나타내었으나 농도가 증가할수록 고로쇠나무 추출물이 우산고로쇠나무 추출물에 비해 높은 세포독성을 나타내었고, 또한 수피보다 목부의 독성이 더 높은 것을 확인할 수 있다. 이는 나무의 수관부가 존재하는 목부에 세포의 생존에 독성으로 작용하는 물질이 있는 것으로 사료되며 이 성분에 관한 깊이 있는 연구가 필요 할 것으로 사료된다.
05 pg/mL의 수치보다는 많은 양이나 차조기 추출물에 관한 연구(김시나 등, 2006a)에서의 20 µg/mL의 농도에서 약 300 pg/mL의 양보다는 농도대비 적은 양으로 고로쇠 목부 추출물의 피부 면역 소재로서의 가능성을 확인할 수 있었다. 피부면역과 관계되는 PGE₂의 발현도 실험에서 전체적으로 우산고로쇠에 비해 고로쇠가, 수피 보다 목부 추출물이 더 적은 양의 PGE₂ 발현을 나타내었다.

후속연구

2 mg/mL의 농도에서는 4가지의 시료가 비슷한 세포독성을 나타내었으나 농도가 증가할수록 고로쇠나무 추출물이 우산고로쇠나무 추출물에 비해 높은 세포독성을 나타내었고, 또한 수피보다 목부의 독성이 더 높은 것을 확인할 수 있다. 이는 나무의 수관부가 존재하는 목부에 세포의 생존에 독성으로 작용하는 물질이 있는 것으로 사료되며 이 성분에 관한 깊이 있는 연구가 필요 할 것으로 사료된다. 4가지의 시료 중 고로쇠 목부 추출물이 가장 높은 21.
현재까지 밝혀진 MMP 저해제로는 tissue inhibitor of metalloproteinases-2(TIMP-2)가 있는데, 이는 기질 세포에서 분비되며 기능은 MMP 수용체에 경쟁적으로 결합하여 MMP의 활성화를 막음으로서 단백 분해능을 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다. 이러한 결과는 향후 피부 교원질 층 붕괴로 인한 주름살의 치료제로서 향장소재 연구에 중요한 실마리를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
이상의 결과를 통해 고로쇠 및 우산고로쇠나무의 각 부위별 추출물이 미백 활성 및 피부면역에 활성을 가짐을 확인하였을 뿐 아니라 이로 인한 기존 화학합성물을 대체할 수 있는 천연 기능성 미백소재로 개발될 가능성을 가지고 있는 것으로 사료된다.
2%로 가장 높은 억제 활성을 보이는 것으로 나타났는데, 고로쇠와 우산고로쇠 추출물중 특히 피부 미백에 관해서는 고로쇠 보다는 우산고로쇠 추출물이, 그리고 수피 보다는 목부의 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 시료의 활성은 농도의존적으로 증가되는 경향을 나타남에 따라 특정 물질의 작용으로 볼 수 있으며 melanocyted의 멜라닌 생성량 저해능과 더불어 향후, 보다 면밀한 정제를 통한 물질 검정의 단계를 거치면 천연 피부미백용 향장소재로서 피부미백 및 피부면역 활성을 안전하게 향상시킬 수 있는 기능성 소재로 활용이 가능할 것으로 사료된다.
MMP-1 발현 억제 실험 결과 피부 주름을 억제하는 데에는 고로쇠가 우산고로쇠 추출물에 비해 더 좋은 효과를 나타낼 것으로 사료된다. 피부 염증과의 관계를 알아보기 위하여 실행한 PGE₂ 생성량 측정의 경우 특정 수용체(EP3)와 결합하면 알레르기 증상이 억제되는 것으로 밝혀졌는데, 연구의 결과를 바탕으로 특정 펩타이드와 결합으로 인한 PGE₂의 생성 억제 가능성이 있으리라고 사료된다. 또한 Melanocyte를 이용한 멜라닌 생성량 측정을 통해 고로쇠 및 우산고로쇠 추출물의 미백활성을 실험한 결과 최고 농도인 1.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Matrix metalloproteinases란 무엇인가?	또한 자외선은 피부 세포 내에 유해한 활성 산소종을 생성시키고, 이 활성 산소종은 피부 세포에서 불포화 지방산, 단백질, DNA 등의 고분자 물질들과 반응하여 피부 콜라겐 등의 결합조직 파괴, 세포막 기능저해, DNA 변이촉진, 단백질 작용변형 등을 유발하므로 피부 노화와 매우 밀접한 관계를 가지는 것으로 알려져 있다(Cadenas, 1989; Davies, 1987; Lavker and Kligman, 1988). Matrix metalloproteinases(MMPs)는 활성 중심부에 아연을 갖는 금속 단백질 분해효소로서 현재까지 약 20 여종 이상의 종류가 있는 것으로 알려져 있다(Kondo, 2000). 특히 MMPs는 피부의 각질형성세포(keratinocytes), 섬유아세포(fibroblasts)를 비롯한 많은 세포들로부터 분비된 구조체인 세포외기질(extracellular matrix, ECM)과 기저막(basement membrane, BM)을 구성하는 주요 단백질 구성요소들을 가수분해 함으로서 피부 탄력을 유지하는 결합조직을 파괴하여 주름과 탄력저하 및 피부 처짐의 원인이 되는 것으로 알려져 있다(Wang et al.
	활성 산소종은 인체에 어떤 영향을 미치는가?	또한 자외선은 피부 세포 내에 유해한 활성 산소종을 생성시키고, 이 활성 산소종은 피부 세포에서 불포화 지방산, 단백질, DNA 등의 고분자 물질들과 반응하여 피부 콜라겐 등의 결합조직 파괴, 세포막 기능저해, DNA 변이촉진, 단백질 작용변형 등을 유발하므로 피부 노화와 매우 밀접한 관계를 가지는 것으로 알려져 있다(Cadenas, 1989; Davies, 1987; Lavker and Kligman, 1988). Matrix metalloproteinases(MMPs)는 활성 중심부에 아연을 갖는 금속 단백질 분해효소로서 현재까지 약 20 여종 이상의 종류가 있는 것으로 알려져 있다(Kondo, 2000).
	Matrix metalloproteinases는 인체에 어떤 영향을 미치는가?	Matrix metalloproteinases(MMPs)는 활성 중심부에 아연을 갖는 금속 단백질 분해효소로서 현재까지 약 20 여종 이상의 종류가 있는 것으로 알려져 있다(Kondo, 2000). 특히 MMPs는 피부의 각질형성세포(keratinocytes), 섬유아세포(fibroblasts)를 비롯한 많은 세포들로부터 분비된 구조체인 세포외기질(extracellular matrix, ECM)과 기저막(basement membrane, BM)을 구성하는 주요 단백질 구성요소들을 가수분해 함으로서 피부 탄력을 유지하는 결합조직을 파괴하여 주름과 탄력저하 및 피부 처짐의 원인이 되는 것으로 알려져 있다(Wang et al., 1999).

참고문헌 (41)

김강태, 엄현섭, 지규용. 2007. 산두근 추출물이 인체폐암세포의 COX-2 발현 및 PGE2 생성에 미치는 영향. 동의생리병리학회지 21(4): 907-915.

원문보기 상세보기
김시나, 이은정, 이현지, 남경숙, 김희석, 황성완, 황성연. 2006a. 차조기추출물에 의한 염증성 cytokine 생성억제 및 진통작용에 관한 연구. 동의생리병리학회지 20(2): 414-419.

원문보기 상세보기
김시나, 이현지, 이은정, 남경숙, 김희석, 황성완, 황성연. 2006b. 강활 에틸아세테이트 분획에 의한 PG분해, iNOS, $PGE_{2}$ , 활성 억제 및 진통효과. 약학회지 50(2): 99-104.

원문보기 상세보기
나 영, 김진화, 심관섭, 이범천, 표형배. 2006. 곰취의 항산화와 UVA에 의한 MMP-1 발현 저해효과. 대한화장품학회지 32(3): 129-134.

원문보기 상세보기
문현식, 박상범, 권수덕, 구자운. 2004. 지리산 고로쇠나무의 수액 채취와 성분분석. 한국생태학회지 27(5): 263-267.

원문보기 상세보기
서화중, 김충모, 정두례. 1991. 지리산지역 고로쇠나무 및 거제수나무의 수액성분에 관하여-Mineral과 Sugar성분에 관하여-. 한국식품영양과학회지 20(5): 479-482.
안원영. 1975. 고로쇠나무(Acer mono Max.) 수액 표준 농축액의 색도지수와 착색물질. 한국임학회지 26: 7-12.

원문보기 상세보기
유영근, 정민석, 최종완, 김중회. 2005. 마황추출물의 미백효과에 관한 연구. 대한화장품학회지 31(2): 153-159.

원문보기 상세보기
윤승낙, 조종수, 김태옥. 1992. 자작나무와 단풍나무류의 수액 채취 및 이용. 한국목재공학회지 20(4): 15-20.

원문보기 상세보기
이양숙. 2007. 가죽나무(Ailanthus altissima) 열수 추출물의 생리활성. 한국식품저장유통학회지 14(2): 170-176.

원문보기 상세보기
이양숙, 최진범, 주은영, 김남우. 2007. 가죽나무 물 추출물의 항산화 활성과 Tyrosinase 저해. 한국식품영양과학회지 36(9): 1113-1119.

원문보기 상세보기
임경란, 김미진, 정택규, 윤경섭. 2008. 오가피추출물의 멜라닌 생성 저해 효과. 대한화장품학회지 34(2): 149-156.

원문보기 상세보기
정승원, 이남경, 김석중, 한대석. 1995. Tyrosinase 활성을 저해하는 식물체의 탐색. 한국식품과학회지 27(6): 891-896.

원문보기 상세보기
한재건, 김효성, 권민철, 김진철, 황보영, 이현용. 2008. 초음파 복합처리를 통한 참굴 펩타이드의 피부미백 및 피부면역 활성. 한국식품과학회지 40(4): 394-399.

원문보기 상세보기
Aroca, P., Urabe, K., Kobayashi, K., Taskamoto, K. and Hearing, V.J. 1993. Melanin biosynthesis patterns of following hormonal stimulation. Journal of Biology Chemistry 268: 25650-25655.
Bell, A.A. and Weeler, M.H. 1986. Biosynthesis and function of fungal melanin. Annual Review Phytopathology 24: 411-451.

상세보기
Bernstein, E.F. and Chen, Y.Q. 1994. Enhanced elastin and fibrillin gene expression in chronically photodamaged skin. Journal of Investigative Dermatology 103: 182-186.

상세보기
Brenneisen, P., Sies, H. and Scharffetter-Kochanek, K. 2002. Ultraviolet-B irradiation and matrix metalloproteinase: from induction via signaling to initial events. Annuals New York Academy Science 973: 31-43.

상세보기
Cabane, J., Chazara, S. and Garcia, C.F. 1994. Kojic acid, a cosmetic skin whitening agent, is a slow-binding inhibitor of catecholase activity of tyrosinase. Journal of Pharmacy and Pharmacology 46: 982-985.

상세보기
Cadenas, E. 1989. Biochemistry of oxygen toxicity. Annual Review Biochemistry 58: 79-110.

상세보기
Chen, J.S., Wei, C. and Marshall, M.R. 1991. Inhibition mechanism of Koji acid on polyphenol oxidase. Journal of Agricultural and Food Chemistry 39: 1897-1901.

상세보기
Choi, S.Y., Hwang, J.S., Kim, S. and Kim, S.Y. 2006. Synthesis, discovery and mechanism of 2,6-dimethoxy-N- (4-methoxyphenyl)benzamide as potent depigmenting agent in the skin.Biochemical and Biophysical Research Communications 349: 39-49.

상세보기
Chung, J.H., Kang, S.W., Varani, J., Lin, J., Fisher, G.J. and Voorhees, J.J. 2000. Decreased extracellular-signal regulated kinase and increased stress-activated MAP kinase activities in aged human skin in vivo. Journal of Investigative Dermatology 115: 177-182.

상세보기
Cui, X., Bai, I., He, X. and Zhang, Y. 2005. Western blot analysis of type I, III, V, VI collagen after laser epithelial keratomileusis and photorefractive keratectomy in cornea of rabbits. Yan Ke Xue Bao 21: 141-148.

상세보기
Davies, K.J. 1987. Protein damage and degradation by oxygen radicals. Journal of Biology Chemistry 262: 9914-9920.
Dunsmore, S.E., Rubin, J.S., Kovacs, S.O., Chedid, M., Parks, W.C. and Welgus, H.G. 1996. Mechanisms of hepatocyte growth factor stimulation of keratinocyte metalloproteinase production. Journal of Biology Chemistry 271: 24576-24582.

상세보기
Hwang, J.S., Shin, H.J., Noh, H.S., Choi, H.J., Ahn, S.M., Park, D.S., Kim, D.H., Lee, B.G., Chang, I.S. and Kang, H.H. 2002. The inhibitory effects of 3,4,5-Trimethoxy cinnamate thymol ester(TCTE, $Melasolv^{{\circledR}}$ ) on Melanogenesis. Jounal of the Society of Cosmetic Scientist of Korea 28(1): 135-149.
Invergar R, McEvily AJ. 1992. Studies on biololgical activity from extract of Crataegi fructus. The Korean Journal of Herbology 17(1): 29-38.
Iozumi, K., Hoganson, G.E., Pemella, R., Everett, M.A. and Fuller, B.B. 1993. Role of tyrosinase as the determinant of pigmentation in cultured human melanocytes. Journal of Investigative Dermatology 100: 806-811.

상세보기
Kim, K.S., Kim J.A., Eom, S.Y., Lee, S.H., Min, K.R. and Kim, Y. 2006. Inhibitory effect of piperlonguminine on melanin production in melanoma B16 cell line by downregulation of tyrosinase expression. Pigment Cell Research 19: 90-98.

상세보기
Kondo, S. 2000. The roles of cytokines in photoaging. Journal of Dermatological Science 23: S30-S36.

상세보기
Lavker, R.M. and Kligman, A.M. 1988. Chronic heliodermatitis: a morphologic evaluation of chronic actinic dermal damage with emphasis on the role of mast cells. Journal of Investigative Dermatology 90: 325-330.

상세보기
Lerner, A.B. and Fitzpatrick, T.B. 1950. Biochemistry of melanin formation. Physiological Review 30: 91-126.

상세보기
Lim, E., Browning, J., MacGragor, D., Davis, I.D. and Cebon JS. 2006. Desmoplastic melanoma: comparison of expression of differentiation antigens and cancer testis antigens. Melanoma Research 16: 347-355.

상세보기
Liou, J.Y., Ellent, D.P., Lee, S., Goldsby, J., Ko, B.S., Matijevic, N., Huang, J.C. and Wu, K.K. 2007. Cyclooxygenase- 2-derived prostaglandin $E_{2}$ protects mouse embryonic stem cells from apoptosis. Stem Cells 25: 1096-1103.

상세보기
Maeda, K. and Fukuda, M. 1991. In vivo effectiveness of several whitening cosmetic components in human melanocytes. Journal of the Society of Cosmetic Chemists 42: 361-368.
Mosmann, T. 1983. Rapid colorimetric assay for the cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxic assay. Journal of Immunological Methods 65: 55-63.

상세보기
Terazawa, M., Koga, T., Okuyama, H. and Miyake, M. 1984. Phenolic compounds in living tissues of woods III. Platyphylloside, a new diarylheptanoid glucoside from the green back of shirakamba (Betula platyphylla Sukatchev var. japonica Hara). Mokuzai Gakkaishi 30: 391-403.
Tomita, K., Oda, N., Kamel, M., MiyaKi, T. and Oki, T. 1990. A new screening method for melanin biosynthesis inhibitors using Streptomyces bikiniensis. Journal of Antibiotics 12: 1601-1605.
Urabe, K., Aroca, P., Tsukamoto, K., Mascagna, D., Paulumbo, A., Prota, G. and Hering, V.J. 1994. The inherent cytotoxicty of melanin precursors. Biochimica et Biophysica Acta 1221: 272-278.

상세보기
Wang, Y., Johnson, A.R., Ye, Q.Z. and Dyer, R.D. 1999. Catalytic activities and substrate specificity of the human membrane type 4 matrix metalloproteinase catalytic domain. Journal of Biological Chemistry 274: 33043-33049.

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증