신이화(辛夷花, Magnoliae Flos)추출물의 화장품약리활성 및 항염증효과에 관한 연구 Study on Cosmeceutical Activities and Anti-inflammatory Activities of Magnolia biondii Extracts원문보기
본 연구에서는 신이화에 함유된 물질을 열수와 에탄올을 이용하여 추출한 후 화장품약리활성 및 항염증효과를 확인하고, 화장품 및 바이오산업에 적용하기 위한 천연소재로써의 이용 가능성을 살펴보았다. DPPH 라디칼 소거능 실험결과 농도의존적으로 소거능 효과를 보이며, 열수추출물의 경우 5,000 ug/ml 농도에서 대조군인 BHA보다 우수한 효능을 보였다. SOD 유사활성에서는 농도가 증가할수록 유사활성이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 5,000 ug/ml에서 열수추출물의 경우 85% 유사활성을 나타내었고, 에탄올 추출물의 경우 43%의 유사활성을 나타내었다. Xanthine oxidase 저해능 실험에서도 5,000 ug/ml 농도에서 대조군 BHA 보다 높은 저해능을 효여 우수한 항산화효과를 보였으며, 합성항산화제를 대체할 수 있는 천연항산화제로 사용이 가능할 것으로 사료된다. 항염증효과를 확인하기 위하여 NO 저해 활성 및 iNOS 발현량을 측정하였는데, 열수와 에탄올 추출물 모두 농도가 증가할 수로 NO 저해활성과 iNOS 발현량이 감소하여 우수한 항염증효과를 보였다. 이상의 결과에서 신이화 열수추출물과 에탄올추출물은 우수한 화장품약리활성 및 항염증효과가 있음을 확인할 수 있었고, 안티에이징 및 트러블 피부 개선 화장품 소재로서의 가능성을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 신이화에 함유된 물질을 열수와 에탄올을 이용하여 추출한 후 화장품약리활성 및 항염증효과를 확인하고, 화장품 및 바이오산업에 적용하기 위한 천연소재로써의 이용 가능성을 살펴보았다. DPPH 라디칼 소거능 실험결과 농도의존적으로 소거능 효과를 보이며, 열수추출물의 경우 5,000 ug/ml 농도에서 대조군인 BHA보다 우수한 효능을 보였다. SOD 유사활성에서는 농도가 증가할수록 유사활성이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 5,000 ug/ml에서 열수추출물의 경우 85% 유사활성을 나타내었고, 에탄올 추출물의 경우 43%의 유사활성을 나타내었다. Xanthine oxidase 저해능 실험에서도 5,000 ug/ml 농도에서 대조군 BHA 보다 높은 저해능을 효여 우수한 항산화효과를 보였으며, 합성항산화제를 대체할 수 있는 천연항산화제로 사용이 가능할 것으로 사료된다. 항염증효과를 확인하기 위하여 NO 저해 활성 및 iNOS 발현량을 측정하였는데, 열수와 에탄올 추출물 모두 농도가 증가할 수로 NO 저해활성과 iNOS 발현량이 감소하여 우수한 항염증효과를 보였다. 이상의 결과에서 신이화 열수추출물과 에탄올추출물은 우수한 화장품약리활성 및 항염증효과가 있음을 확인할 수 있었고, 안티에이징 및 트러블 피부 개선 화장품 소재로서의 가능성을 확인할 수 있었다.
Existing pharmaceutical studies show that Magnolia biondii is effective in treating rhinitis and in reducing cholesterol, given its endogenous, volatile ingredients. The study herein seeks to assess the cosmeceutical activities and anti-inflammatory activities of Magnolia biondii extracts for possib...
Existing pharmaceutical studies show that Magnolia biondii is effective in treating rhinitis and in reducing cholesterol, given its endogenous, volatile ingredients. The study herein seeks to assess the cosmeceutical activities and anti-inflammatory activities of Magnolia biondii extracts for possible application as cosmetic ingredients. The cosmeceutical and anti-inflammatory activities were investigated using hydroxyl radical scavenging, superoxide dismutase (SOD)-like activity, xanthine oxidase (XO) inhibition, cell viability, nitric oxide (NO) inhibition, and inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression by Western blotting. Magnolia biondii extracts were identified to have antioxidant activities in hydroxyl free radical scavenging, SOD-like activity, and XO inhibition. In testing the anti-inflammatory activities of the extracts, NO production was inhibited in a dose-dependent manner. Additionally, in a dose-dependent manner, the Magnolia biondii extracts were able to suppress iNOS expression in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophage cells. From these results, Magnolia biondii showed adequate potential for application in cosmetic production and related industries as well as a functional material.
Existing pharmaceutical studies show that Magnolia biondii is effective in treating rhinitis and in reducing cholesterol, given its endogenous, volatile ingredients. The study herein seeks to assess the cosmeceutical activities and anti-inflammatory activities of Magnolia biondii extracts for possible application as cosmetic ingredients. The cosmeceutical and anti-inflammatory activities were investigated using hydroxyl radical scavenging, superoxide dismutase (SOD)-like activity, xanthine oxidase (XO) inhibition, cell viability, nitric oxide (NO) inhibition, and inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression by Western blotting. Magnolia biondii extracts were identified to have antioxidant activities in hydroxyl free radical scavenging, SOD-like activity, and XO inhibition. In testing the anti-inflammatory activities of the extracts, NO production was inhibited in a dose-dependent manner. Additionally, in a dose-dependent manner, the Magnolia biondii extracts were able to suppress iNOS expression in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophage cells. From these results, Magnolia biondii showed adequate potential for application in cosmetic production and related industries as well as a functional material.
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문제 정의
위와 같이 신이화추출물의 약리활성 검증을 통하여 제약분야에서 많은 연구가 활발히 진행되었으나 화장품 관련 연구결과는 아직 보고된 바 없어 본 연구팀에서는 신이화를 추출하고, 화장품약리활성 및 항염증 실험을 진행하여 화장품 소재로서의 사용 가능성을 확인하고자 한다.
가설 설정
C: LPS + water extracts 500μg/ml.
F: LPS + water extracts 10,000 μg/ml.
제안 방법
DPPH radical 소거능 측정은 Blois [4] 의 방법을 변형하여 다음과 같이 측정하였다. 각 시료용액 100 μl에 0.
SOD 유사활성은 Marklund 등[19]의 방법을 변형하여 측정하였다. 각 시료용액 20 μl에 Tris-HCl 완충용액(50 mM Tris + 10 mM EDTA 2 Na, pH 8.
C membrane으로 Transblotting 하였다. iNOS polyclonal antibody를 이용하여 Membrane에 처리한 후 2차 항체를 가하여 ECL detecting을 이용하여 iNOS의 발현을 확인하였다.
7 cell로부터 생성된 Nitric oxide의 양은 Kim [16]의 방법을 통하여 다음과 같이 측정하였다. 세포 배양액 중에 존재하는 NO2-를 Griess 시약을 이용하여 측정하였다. 세포배양 상등액 100 μl와 Griess 시약 100μl을 혼합하여 반응하고 10분 동안 반응시킨 후 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.
본 실험에 사용된 신이화는 경북 영천시 소재의 동우당제약㈜에서 구입하여 사용하였다. 시료의 추출은 열수 추출물의 경우 시료에 증류수 10배 양을 가하여 85℃에서 3시간 환류 냉각 추출하여 상등액과 침전물을 분리하여 3회 반복 추출하였으며, 에탄올 추출물의 경우 70% 에탄올을 시료 중량의 10배 양을 가하여 실온에서 24시간 침지하여 상등액과 침전물을 분리하여 동일한 방법으로 3회 반복 추출하였다. 각 추출물은 원심분리 및 여과, 농축(HS-10SP, Hanshin, Korea) 후 동결건조(FD5525, Ilshin, Korea) 하여 냉장실에 보관하면서 본 실험의 시료로 사용하였다(Fig.
신이화추출물의 Xanthine oxidase 저해활성 측정은 Stripe[26] 의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료용액 0.
대상 데이터
시료의 추출은 열수 추출물의 경우 시료에 증류수 10배 양을 가하여 85℃에서 3시간 환류 냉각 추출하여 상등액과 침전물을 분리하여 3회 반복 추출하였으며, 에탄올 추출물의 경우 70% 에탄올을 시료 중량의 10배 양을 가하여 실온에서 24시간 침지하여 상등액과 침전물을 분리하여 동일한 방법으로 3회 반복 추출하였다. 각 추출물은 원심분리 및 여과, 농축(HS-10SP, Hanshin, Korea) 후 동결건조(FD5525, Ilshin, Korea) 하여 냉장실에 보관하면서 본 실험의 시료로 사용하였다(Fig. 1).
본 실험에 사용된 신이화는 경북 영천시 소재의 동우당제약㈜에서 구입하여 사용하였다. 시료의 추출은 열수 추출물의 경우 시료에 증류수 10배 양을 가하여 85℃에서 3시간 환류 냉각 추출하여 상등액과 침전물을 분리하여 3회 반복 추출하였으며, 에탄올 추출물의 경우 70% 에탄올을 시료 중량의 10배 양을 가하여 실온에서 24시간 침지하여 상등액과 침전물을 분리하여 동일한 방법으로 3회 반복 추출하였다.
Mouse macrophage RAW 264.7 cells에 Lipopolysaccharide (LPS)와 각 농도의 시료를 처리한 후 Cell를 Lysys 하여 15,000× g으로 15분간 원심분리하여 Protein을 얻어 Bradford 방법[7]으로 정량 하였다.
Mouse macrophage RAW 264.7 cell로부터 생성된 Nitric oxide의 양은 Kim [16]의 방법을 통하여 다음과 같이 측정하였다. 세포 배양액 중에 존재하는 NO2-를 Griess 시약을 이용하여 측정하였다.
7 cells)는 한국세포주 은행에서 분양 받아 10% Fetal bovine serum (FBS)과 1% Penicillin/streptomycin (100 U/ ml)을 첨가한 Dulbeco’s modified eagle’s medium (DMEM) 배지를 사용하였으며, 37℃, 5% CO2 incubator에 적응시켜 계대 배양하였다. Mouse macrophase RAW 264.7 cells의 생존율 측정은 Carmichael 등[8]의 MTT assay를 통하여 측정하였다. 96 well plate에 5×104 cells/well로 분주한 후, 80%의 Confluency에 도달 할 때 원배지를 제거하고 serum free EMEM으로 교체하였다.
iNOS의 발현 측정은 Towbin [28]의 Western blotting을 이용하여 다음과 같이 측정하였다. Mouse macrophage RAW 264.
성능/효과
Fig. 3은 신이화 열수 및 에탄올 추출물의 SOD 유사활성을 측정한 결과인데, 5,000 μg/ml에서 열수추출물의 경우 85% 유사활성을 나타내었고, 에탄올 추출물의 경우 43%의 유사활성을 나타내었다.
Fig. 4는 신이화 추출물의 Xanthin oxidase 저해활성을 측정한 결과인데, 열수추출물의 경우 500μg/ml 농도에서 55% 이상의 우수한 항산화 효과를 보였으며, 대조군인 BHA보다 우수한 것을 확인할 수 있다.
6과 같이 나타내었다. LPS 단독 처리시에는 iNOS 단백질의 발현량이 강하게 유도되었으나, 신이화 추출물의 함량이 증가 할수록 iNOS발현량이 감소함을 확인할 수 있었고, 이를 통해 신이화 추출물이 세포독성 없이 NO 생성을 억제하고 또한 염증과 관련된 NO를 생성하는 iNOS 단백질의 발현량이 줄어든 것을 확인 할 수 있었다.
5는 LPS를 처리한 Macrophage cell에서는 신이화추출물의 NO의 억제 측정 결과를 나타내었다. LPS처리한 세포에서 NO 발현량이 현저히 증가함을 보였는데, 열수추출물(A)과 에탄올추출물(B)에서 함량이 증가 할수록 NO 발현량이 감소하여 항염증 효과를 보여준다. NO 저해 효과를 나타내어 항염증 소재로서의 사용이 가능할 것으로 사료된다.
또한 EC50을 측정한 결과, 열수추출물의 경우 2,200 μg/ml이고, 에탄올 추출물의 경우 6,000 μg/ml임을 확인할 수 있었고, 열수 및 에탄올 추출물의 농도가 증가할수록 SOD 유사활성이 증가함을 볼 수 있고, 에탄올 추출물보다는 열수추출물에서 더 효과적인 것을 확인할 수 있었다.
또한, 신이화 열수와 에탄올 추출물 5,000 μg/ml 이상의 농도에서 모두 대조군인 BHA 보다 저해효과가 높아 강력한 Xanthine oxidase 효과를 보여준다.
이화 추출물의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과 Fig. 2와 같이 나타내었는데, 열수와 에탄올 추출물 농도가 증가할수록 DPPH 라디칼 소거능이 증가함을 확인할 수 있었고, 동일한 농도에서 에탄올 추출물보다는 열수추출물의 DPPH 라디칼 소거능이 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 EC50을 측정한 결과 열수와 에탄올의 경우 45 μg/ml와 210 μg/ml로 나타내었다.
추출물 함량에 따른 세포생존율을 측정한 결과 모든 농도에서 세포독성이 없는 것을 확인할 수 있었다. Fig.
후속연구
LPS처리한 세포에서 NO 발현량이 현저히 증가함을 보였는데, 열수추출물(A)과 에탄올추출물(B)에서 함량이 증가 할수록 NO 발현량이 감소하여 항염증 효과를 보여준다. NO 저해 효과를 나타내어 항염증 소재로서의 사용이 가능할 것으로 사료된다.
또한 EC50을 측정한 결과 열수와 에탄올의 경우 45 μg/ml와 210 μg/ml로 나타내었다. 이 결과 합성항산화제를 대체할 수 있을 것으로 사료된다. 이는 와송 열수추출물의 1,000 μg/ml의 농도에서 60.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
본 연구에서, Western blot을 이용하여 세포내의 iNOS 단백질의 발현량을 측정한 결과는?
6과 같이 나타내었다. LPS 단독 처리시에는 iNOS 단백질의 발현량이 강하게 유도되었으나, 신이화 추출물의 함량이 증가 할수록 iNOS발현량이 감소함을 확인할 수 있었고, 이를 통해 신이화 추출물이 세포독성 없이 NO 생성을 억제하고 또한 염증과 관련된 NO를 생성하는 iNOS 단백질의 발현량이 줄어든 것을 확인 할 수 있었다.
신이화는 무엇인가?
신이화는 목련꽃 봉오리로써, 일반적으로 목련은 붉은 색을 피우는 자목련과 흰색꽃을 피우는 백목련으로 나뉜다. 여름부터 다음해 봄까지 조금씩 계속 자라면서 꽃봉오리는 껍질에 쌓인 채 벌어 지지 않고 사계절이 지나야 벌어지는 데 신이화는 벌어지기 직전의 백목련의 꽃봉오리를 말한다. 특히 백목련 꽃봉오리는 약간 매운맛을 지니고 있으며, 이 매운맛은 발산하는 효능을 지니고 있어 코 막힘이나 콧물을 시원하게 뚫어 주며 고지혈을 예방하는데 효과가 있고, 또한 종양세포 분열증식[29]과 혈소판 응고완화[23], 천식 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
한방에서 신이화는 어떤 증상에 효과적으로 사용되는가?
신이화(辛夷花, Magnoliae Flos)는 오래 전부터 중국 한의학에서 가장 많이 사용되는 한방소재 중의 하나이며 특히, 알레르기 비염, 축농증, 감기, 충혈 완화제, 진통제등에 효과적으로 사용되어 왔다. 신이화는 목련꽃 봉오리로써, 일반적으로 목련은 붉은 색을 피우는 자목련과 흰색꽃을 피우는 백목련으로 나뉜다.
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