신선초 추출물의 미백활성을 확인하고 이의 소재를 개발하기 위하여, tyrosinase 저해 활성 및 B16F10 세포주를 이용한 melanogenesis 저해능을 확인하였다. 그 결과, 신선초 50% 에탄올 추출물에서 B16F10 melanoma 세포의 멜라닌 생성을 억제하였다. Melanogenesis 억제 활성에 관련이 있는 분자마커의 확인을 위하여 RT-PCR에 의한 mRNA 발현 수준을 검토한 결과, 농도의존적으로 TYR, TYRP-1. TYRP-2의 발현이 억제되었으며 MITF전사인자의 발현도 감소시켰다. 본 추출물은 독성이 없으므로, 향후 신선초 추출물에서의 미백활성을 나타내는 단일물질을 분리/조제에 응용한다면 cosmeceutical의 소재로 개발이 기대된다.
신선초 추출물의 미백활성을 확인하고 이의 소재를 개발하기 위하여, tyrosinase 저해 활성 및 B16F10 세포주를 이용한 melanogenesis 저해능을 확인하였다. 그 결과, 신선초 50% 에탄올 추출물에서 B16F10 melanoma 세포의 멜라닌 생성을 억제하였다. Melanogenesis 억제 활성에 관련이 있는 분자마커의 확인을 위하여 RT-PCR에 의한 mRNA 발현 수준을 검토한 결과, 농도의존적으로 TYR, TYRP-1. TYRP-2의 발현이 억제되었으며 MITF 전사인자의 발현도 감소시켰다. 본 추출물은 독성이 없으므로, 향후 신선초 추출물에서의 미백활성을 나타내는 단일물질을 분리/조제에 응용한다면 cosmeceutical의 소재로 개발이 기대된다.
Angelica keiskei is a perennial herb belonging to the Umbelliferae family. In this study, the whitening effect of A. keiskei extracts was examined through melanogenesis and tyrosinase inhibitory assays. The ethanol extract (50%) significantly inhibited tyrosinase in a concentration-dependent manner....
Angelica keiskei is a perennial herb belonging to the Umbelliferae family. In this study, the whitening effect of A. keiskei extracts was examined through melanogenesis and tyrosinase inhibitory assays. The ethanol extract (50%) significantly inhibited tyrosinase in a concentration-dependent manner. RT-PCR revealed that the extract exhibited decreased expression of tyrosinase, tyrosinase-related protein-1, tyrosinase-related protein-2, and melanocyte-inducing transcription factor. These results suggest that the extract can be used as an ingredient for the development of cosmeceuticals.
Angelica keiskei is a perennial herb belonging to the Umbelliferae family. In this study, the whitening effect of A. keiskei extracts was examined through melanogenesis and tyrosinase inhibitory assays. The ethanol extract (50%) significantly inhibited tyrosinase in a concentration-dependent manner. RT-PCR revealed that the extract exhibited decreased expression of tyrosinase, tyrosinase-related protein-1, tyrosinase-related protein-2, and melanocyte-inducing transcription factor. These results suggest that the extract can be used as an ingredient for the development of cosmeceuticals.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
이에 본 연구에서는 신선초를 이용한 향장소재 개발의 한 방안으로 melanogenesis와 tyrosinase 효소 활성을 신선초의 추출물에서 확인하고자 하였다. 식품소재에서 향장소재를 스크리닝하는 것은 cosmeceuticals (edible cosmetics)의 소재 가능성도 있다는 점에서 흥미로운 결과이다.
제안 방법
50% 에탄올 추출물에 대해서 0.1, 0.3, 1, 3, 10 μg/mL의 농도로 각각 측정하였다.
B16F10 세포를 6 well plate에 2.5 x 105 cells/well 로 분주한 후, 멜라닌 형성을 유도하기 위해 IBMX (isobutyl methylxanthine, 최종농도 100 μM)를 처리하였다.
Melanin 형성에 주요한 역할을 하는 tyrosinase의 활성을 분광광도계를 이용하여 신선초에 의한 억제 정도를 비교하였다. 실험에 이용한 신선초 추출물의 농도는 최종 반응 100 μL에서의 농도 값으로 계산하였다.
IBMX 처리와 동시에 신선초 추출물을 처리한 후 37℃, 5% CO2 배양기에서 24시간 동안 배양시켰다(1). 미백과 관련된 단백질인 melanocyte inducing transcription factor (MITF), tyrosinase (TYR), tyrosinase related protein-1 (TYRP1), tyrosinase related protein-2 (TYRP2)에 대한 활성을 검증하기 위해서 반응된 세포로부터 RNA를 추출하고 RT-PCR을 실시하였다(16-18). RT-PCR에 이용된 primer는 Bioneer(Daejeon, Korea)에서 다음과 같이 제작하였다.
색소침착의 주원인인 melanin 생성이 저해됨을 확인하기 위하여 멜라닌 생합성에 중요한 역할을 하는 효소인 TYR 가 저해되는지를 확인하고, 최종적으로 MITF, TYRP1(tyrosinase-related protein 1)과 TYRP2를 확인하여 멜라닌 생합성을 얼마나 저해하였는지를 RT-PCR을 통해서 mRNA 수준에서 확인하였다. 그 결과, 신선초 DW 추출물 에서는 각각의 유전자 발현 차이가 없었다(data not shown).
실험방법으로는 96 well plate에 효소를 10 μL 첨가하고, 신선초 추출물을 10 μL을 재첨가 후, 기질을 80 μL 첨가하여 최종 반응 부피가 100 μL가 되게 조정하였다. 생성된 dopaquinone을 spectrophotometer(Victor3, Perkin Elmer)를 이용하여 475 nm에서 기질을 넣은 시점에서 부터 5분 간격으로 총 7회 측정하였다. 효소 활성은 분당 흡광도 증가량을 계산하여 시료의 무처리군을 100% 기준으로 시료에 따른 저해율을 계산하였다(15).
신선초 50% 에탄올 추출물 3, 10 μg/mL를 처리하였을 때 B16F10 세포에서의 mRNA의 발현량은 농도에 따라 유의적인 감소량을 확인하였다(Fig. 2, 3).
신선초 추출물의 미백활성을 확인하고 이의 소재를 개발하기 위하여, tyrosinase 저해 활성 및 B16F10 세포주를 이용한 melanogenesis 저해능을 확인하였다. 그 결과, 신선초 50% 에탄올 추출물에서 B16F10 melanoma 세포의 멜라닌 생성을 억제하였다.
실험방법으로는 96 well plate에 효소를 10 μL 첨가하고, 신선초 추출물을 10 μL을 재첨가 후, 기질을 80 μL 첨가하여 최종 반응 부피가 100 μL가 되게 조정하였다.
본 실험에 사용된 신선초는 명일농산(충북 음성군 소재)으로부터 구입한 신선한 상태의 줄기와 잎을 사용하였다. 파쇄, 건조한 신선초를 D.W. 추출물은 60℃에서 12시간 동안, 50% 에탄올 추출물은 45℃에서 12시간 동안 shaking incubator (JSR, Korea)에서 추출한 것을 여과(Filter paper, Whatman, filter number 1) 후, 동결건조(Freeze dryer, Il-Shin, Korea) 과정을 거쳐 조제하였다.
3, 1, 3, 10 μg/mL의 농도로 각각 측정하였다. 흡광도 측정은 0-30분간 5분 간격으로 측정한 것을 평균 흡광도 증가량을 무처리군과 비교하여 나타내었다(Fig. 1). 그 결과 신선초 50% 에탄올 추출물에서 1, 3, 10 μg/mL 농도별로 유의성 있게 tyrosinase의 활성이 감소하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 신선초는 명일농산(충북 음성군 소재)으로부터 구입한 신선한 상태의 줄기와 잎을 사용하였다. 파쇄, 건조한 신선초를 D.
실험에 사용된 세포주는 B16F10 mouse melanoma cell line이며, 배양 중의 배지 조성은 DMEM (Dulbeco‘s Modified Eagle’s Medium, Lonza)에 10% FBS (fetal bovine serum, Lonza)를 첨가하여 37℃, 5% CO2 incubator에 배양하였다.
성능/효과
IBMX 처리에 의한 melanogenesis가 유도된 과정에서의 무처리군과 신선초 50% 에탄올 추출물 10 μg/mL 농도의 처리의 경우를 비교하였을 때 MITF, TYR, TYRP-1, TYRP-2 mRNA 발현량이 각각 70%, 56%, 67%, 45% 수준까지 감소한 것을 확인하였다(Fig. 3).
반면에 50% 에탄올 추출물에서는 각각의 유전자 발현이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. IBMX의 처리 유무에 따른 TYR, TYRP-1, TYRP-2, MITF의 mRNA 발현은 유전자에 따라 각각 2-10배의 차이를 확인하였다(Fig. 3). 신선초 50% 에탄올 추출물 3, 10 μg/mL를 처리하였을 때 B16F10 세포에서의 mRNA의 발현량은 농도에 따라 유의적인 감소량을 확인하였다(Fig.
그 결과, 신선초 50% 에탄올 추출물에서 B16F10 melanoma 세포의 멜라닌 생성을 억제하였다. Melanogenesis 억제 활성에 관련이 있는 분자마커의 확인을 위하여 RT-PCR에 의한 mRNA 발현 수준을 검토한 결과, 농도의존적으로 TYR, TYRP-1. TYRP-2의 발현이 억제되었으며 MITF 전사인자의 발현도 감소시켰다.
Melanogenesis 억제 활성에 관련이 있는 분자마커의 확인을 위하여 RT-PCR에 의한 mRNA 발현 수준을 검토한 결과, 농도의존적으로 TYR, TYRP-1. TYRP-2의 발현이 억제되었으며 MITF 전사인자의 발현도 감소시켰다. 본 추출물은 독성이 없으므로, 향후 신선초 추출물에서의 미백활성을 나타내는 단일물질을 분리/조제에 응용한다면 cosmeceutical의 소재로 개발이 기대된다.
그 결과 신선초 50% 에탄올 추출물에서 1, 3, 10 μg/mL 농도별로 유의성 있게 tyrosinase의 활성이 감소하였다.
신선초 추출물의 미백활성을 확인하고 이의 소재를 개발하기 위하여, tyrosinase 저해 활성 및 B16F10 세포주를 이용한 melanogenesis 저해능을 확인하였다. 그 결과, 신선초 50% 에탄올 추출물에서 B16F10 melanoma 세포의 멜라닌 생성을 억제하였다. Melanogenesis 억제 활성에 관련이 있는 분자마커의 확인을 위하여 RT-PCR에 의한 mRNA 발현 수준을 검토한 결과, 농도의존적으로 TYR, TYRP-1.
색소침착의 주원인인 melanin 생성이 저해됨을 확인하기 위하여 멜라닌 생합성에 중요한 역할을 하는 효소인 TYR 가 저해되는지를 확인하고, 최종적으로 MITF, TYRP1(tyrosinase-related protein 1)과 TYRP2를 확인하여 멜라닌 생합성을 얼마나 저해하였는지를 RT-PCR을 통해서 mRNA 수준에서 확인하였다. 그 결과, 신선초 DW 추출물 에서는 각각의 유전자 발현 차이가 없었다(data not shown). 반면에 50% 에탄올 추출물에서는 각각의 유전자 발현이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
그 결과, 신선초 DW 추출물 에서는 각각의 유전자 발현 차이가 없었다(data not shown). 반면에 50% 에탄올 추출물에서는 각각의 유전자 발현이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. IBMX의 처리 유무에 따른 TYR, TYRP-1, TYRP-2, MITF의 mRNA 발현은 유전자에 따라 각각 2-10배의 차이를 확인하였다(Fig.
한편, 100% 에탄올 추출물에서는 더욱 tyrosinase 억제 활성이 강력하였으나, RT-PCR에서는 50% 에탄올의 경우보다 각각의 mRNA 발현 정도가 감소하지 않는 것은 100% 에탄올 추출물의 자체 색깔에 기인하는 것으로 추정된다(data not shown). 본 신선초 추출물은 이미 급성경구독성시험과 향장소재로서의 식품의약청안전청에서 제시한 독성시험(안점막 자극시험, 피부 독성시험, 광 독성시험)에 어떤 특별한 임상소견도 발견되지 않았으므로 본 추출물 또는 이의 분리 /정제 후의 단일물질은 cosmeceuticals로서의 가능성이 크다고 판단하였다.
에탄올 추출물 10 μg/mL 농도에서는 활성이 약 30% 억제된 것을 확인하였다.
후속연구
TYRP-2의 발현이 억제되었으며 MITF 전사인자의 발현도 감소시켰다. 본 추출물은 독성이 없으므로, 향후 신선초 추출물에서의 미백활성을 나타내는 단일물질을 분리/조제에 응용한다면 cosmeceutical의 소재로 개발이 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
멜라닌의 역할은?
멜라닌은 자외선으로부터 피부를 보호하는 역할을 하기 위하여 진피에 존재하는 melanocyte에 의하여 피부의 표피와 진피의 사이에 분비되는데 이 멜라닌이 검은색의 착색을 일으킨다(1,2). 멜라닌의 생합성 과정 중 가장 주요한 과정으로는 tyrosine이 tyrosinase에 의하여 DOPA (3,4-dihydroxyphenylalanine)로 되고 dopaquinone으로 산화하는 과정이며, 여기에 관여하는 분자로는 TYRP (tyrosinase related protein), MITF (melanocyte inducing transcription factor) 등이 있다(2-4).
멜라닌의 2가지 형태는 무엇인가?
멜라닌의 생합성 과정 중 가장 주요한 과정으로는 tyrosine이 tyrosinase에 의하여 DOPA (3,4-dihydroxyphenylalanine)로 되고 dopaquinone으로 산화하는 과정이며, 여기에 관여하는 분자로는 TYRP (tyrosinase related protein), MITF (melanocyte inducing transcription factor) 등이 있다(2-4). 멜라닌은 eu-melanin (dihydroxyindole carboxylic acid의 brown-black polymer)과 phe-melanin (red-brown의 benzothiazine unit)의 2가지 형태로 구분할 수 있는데(1-3), 이 일련의 과정은 인간의 피부에서 진행되는 melanogenesis 에 의하여 UVB 조사에 의하여 유도된 DNA 파괴에 의하여 촉진되며 그 결과로 피부의 색깔이 갈색으로 변하게 된다. 이 때 멜라닌이 분비되면 99.
명일엽의 효능에 관한 연구로는 어떤 것들이 있는가?
또한 신선초는 토양의 무기 게르마늄을 유기 게르마늄으로 합성 저장을 하므로, 다른 식물들에 비해 비교적 많은 게르마늄 함량을 가지는데 특 히, 잎에서 상대적으로 많은 함량을 지닌다(8). 신선초의 효능에 관한 연구들은 사염화탄소 투여에 반한 간보호 효과 (5), 인슐린 유사 작용을 통한 항당뇨 효과(6), 항산화 효과 (9), 암세포인 HL60 세포에서의 세포사멸 효과(10) 등이 연구되었으며, 신선초에서 분리한 6종류의 chalcone에서 신종 인플루엔자의 발병에 관여하는 neuraminidase 활성 억제 효과도 연구되었다(11). 신선초의 이용은 신선한 잎을 그대로 섭취하거나, 건조나 데침을 통하여 이용하는 방법 또는 차, 술, 국의 형태로 이용하기도 한다(5,12).
참고문헌 (18)
Yoon NY, Eom TK, Kim MM, Kim SK (2009) Inhibitory effect of phlorotannins isolated from Ecklonia cava on mushroom tyrosinase activity and melanin formation in mouse B16F10 melanoma cells. J Agric Food Chem, 57, 4124-4129
Lee BC, Sim GS, Kim JH, Kim KH, Lee HJ, Pyo HB (2006) Synthesis of 2',4'-dimethoxyflavone and its anti-pigmentation effect. J Soc Cosmet Scientists Korea, 32, 153-160
Kwak YJ, Kim KS, Kim KM, Yu HY, Chung E, Kim SJ, Cha JY, Lee YC, Lee JH (2011) Fermented Viola mandshurica inhibits melanogenesis in B16 melanoma cells. Biosci Biotechnol Biochem, 75, 841-847
Jung HK. Park PS, Huh NC, Kim SO, Kim KS, Lee MY (1998) Inhibitory effect of Angelica keiskei Koidz green juice on the liver damage in CCL4-treated rats. J Korean Soc Food Sci Nutr, 27, 531-536
Tatsuji E, Hiromu O, Kinuko N, Yoko K, Katsumi S, Masashige T, Eiji K, Hiroaki S, Ikunoshin K (2007) Antidiabetic activities of chalcones isolated from a Japanese herbm Angelica keiskei. J Agric Food Chem, 55, 6013-6017
Kim SJ, Cho JY, Wee JH, Jang MY, Rim YS, Kim C, Shin SC, Moon JH, Park KH (2005) Isolation and identification of two psoralen derivatives as antioxidative compounds from the aerial parts of Angelica keiskei. Korean J Food Sci Technol, 37, 656-659
Jo HW, Park JC (2008) Phenolic compounds isolated from the leaves of Angelica keiskei showing DPPH radical scavenging effect. Kor J Pharmacogn, 39, 146-149
Hiroshi O, Rei N, Kimiye B (2005) Beneficial effect of laserpitin, a coumarin compound from Angelica keiskei, on lipid metabolism in stroke-prone spontaneously hypertensive rats. Clin Exp Pharmacol Physiol, 32, 1104-1109
Park JY, Jeong HJ, Kim YM, Park SJ, Rho MC, Park KH, Ryu YB, Lee WS (2011) Characteristic of alkylated chalcones from Angelica keiskei on influenza virus neuraminidase inhibition. Bioorg Med Chem Lett, 21, 5602-5604
Toshihiro A, Jarukuni T, Daisuke H, Motohiko U, Yumiko K, Fumio E, Takashi S, Hoyoku N (2006) Chalcones and other compounds from the exudates of Angelica keiskei and their cancer chemopreventive effects. J Nat Prod, 69, 38-42
Website of Korea Statistics Administration, http://www.kostat.go.kr/
Kim KH, Ko KI, Kang EJ, Yang EK, Park SN (2004) A research trend of natural product on well-being industry. J Soc Cosmet Scientist Korea, 30, 329-343
Jun YS, Rhee SH, Takako Y, Chung HY (1999) Inhibition of tyrosinase by green tea components. Life Sci, 65, 241-246
Heo JC, Rho JR, Kim TH, Kim SY, Lee SH (2008) An aqueous extract of green tea Camellia sinensis increases expression of Th1 cell-specific anti-asthmatic markers. Int J Mol Med, 22, 763-767
Julapalli VR, Graham DY (2005) Appropriate use of intravenous proton pump inhibitors in the management of bleeding peptic ulcer. Dig Dis Sci, 50, 1185-1193
An SM, Park CH, Heo JC, Park JY, Woo SW, Seo JH, Lee MS, Cho KH, Shin HM, Lee SH (2007) Gastrodia elata blume protects against stress-induced gastric mucosal lesions in mice. Int J Mol Med, 20, 209-215
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.