[논문]자외선 조사와 병행된 로얄제리 식이 공급이 무모 생쥐의 표피 보습과 필라그린, 유리아미노산 함량 및 관련 대사 효소의 발현 변화에 미치는 영향

민지현; 이윤주; 한상미; 조윤희

doi:10.4163/kjn.2013.46.2.109

자외선 조사와 병행된 로얄제리 식이 공급이 무모 생쥐의 표피 보습과 필라그린, 유리아미노산 함량 및 관련 대사 효소의 발현 변화에 미치는 영향
Dietary effect of royal jelly supplementation on epidermal levels of hydration, filaggrins, free amino acids and the related enzyme expression in UV irradiated hairless mice 원문보기

韓國營養學會誌 = The Korean journal of nutrition．, v.46 no.2, 2013년, pp.109 - 118

민지현 (경희대학교 동서의학대학원 의학영양학과) , 이윤주 (경희대학교 동서의학대학원 의학영양학과) , 한상미 (농촌진흥청 농업생물부) , 조윤희 (경희대학교 동서의학대학원 의학영양학과)

초록
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본 연구에서는 자외선 조사에 의한 피부 광노화 유도와 함께 산지 별 국내산 및 중국산 로얄제리 식이를 6주간 공급한 무모 생쥐 표피의 필라그린과 유리 아미노산 함량 및 관련 대사 효소의 발현 변화를 정상대조군인 UV - 군 및 자외선 조사군인 UV + 군과 비교 분석하였고 그 결과는 다음과 같다. 1) UV + 군의 필라그린과 중간 생성물 및 profilaggrin을 포함한 총 필라그린 함량은 UV - 군에 비하여 유의적으로 감소하였다. RJ1군의 총 필라그린 함량이 UV + 군에 비하여 유의적으로 높게 나타났고 RJ2, RJ3 및 RJ4군에서는 UV + 군과 유사하거나 낮았다. 2) PAD3 발현은 UV + 군의 발현이 UV - 군에 비하여 유의적으로 감소하였고 로얄제리 공급군의 PAD3 발현은 모두 UV + 군에 비하여 유의적으로 높았다. 다만 각 로얄제리를 섭취시킨 군 사이에서 군간 유의성은 없었다. 3) 총 유리 아미노산 함량은 군간 유의적인 차이는 보이지 않았다. 그러나 개별 유리 아미노산 함량 변화를 분석한 결과, UV + 군에서 glutamate와 serine의 함량이 UV - 군에 비해 낮은 경향을 보였다. 반면 RJ1군의 glutamate와 serine의 함량은 UV + 군에 비해 유의적으로 높았으며 RJ2와 RJ3군은 serine의 함량이 UV + 군에 비해 다소 높았다. 결론적으로 RJ1의 식이는 표피의 필라그린 함량과 관련 대사 효소의 발현을 높이고 그에 따라 표피에서 천연보습인자로서 보습 증진에 크게 기여하는 glutamate와 serine의 함량을 증가시킴으로써 자외선 조사로 인해 저하된 피부 보습 능력을 회복시키는 역할을 하는 것으로 여겨진다.

Abstract ▼ AI-Helper

Ultraviolet (UV) irradiation reduces epidermal hydration, which is paralleled by the reduction of natural moisturizing factors (NMFs). Of various NMFs, free amino acids (AAs) are major constituents generated by filaggrin degradation. In this study, we attempted to determine whether dietary supplementation of royal jelly (RJ) in UV-irradiated mice can alters epidermal levels of hydration, filaggrins, and free AAs as well as of peptidylarginine deiminase-3 (PAD3), an enzyme involved in filaggrin degradation processes. Albino hairless mice were fed either a control diet (group UV+: UV irradiated control) or diets with 1% RJ harvested from different areas in Korea (groups RJ1, RJ2, and RJ3) or imported from China (group RJ4) for six weeks in parallel with UV irradiation. A normal control group (group UV-) was fed a control diet without UV irradiation for six weeks. Reduced epidermal levels of hydration, total filaggrins, and PAD3 were observed in group UV+; in group RJ1, these levels were increased to a level similar to that of group UV-. In addition, profilaggrins, two repeat intermediates (2RI), a precursor with two filaggrin repeats, and filaggrin were increased. Although no alteration of AAs was observed in any of the groups, and glutamate and serine, major AAs of NMF in group RJ1 were higher than in group UV+. Despite the increased levels of PAD3, epidermal levels of hydration, filaggrins, glutamate, and serine in groups RJ2, RJ3, and RJ4 were similar to those in group UV+. Dietary supplementation of RJ1 improves epidermal hydration in parallel with enhanced expression and degradation of filaggrin, but not by increased protein expression of PAD3, along with increased generation of glutamate and serine.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

3), UV + 군의 PAD3 발현은 UV - 군에 비해 유의적으로 낮았다. 이 결과는 자외선 조사가 PAD3 발현 억제를 초래함을 제시하였다. RJ1과 RJ2, RJ3및 RJ4군의 PAD3 발현은 모두 UV + 군에 비해 유의적으로 높았다.
^28-30) 선행 연구를 통해 로얄제리 식이 공급이 피지막의 주요 지질인 세라마이드의 생성을 증가시킴이 보고되었으나³¹⁾ 주요 천연보습인자인 유리 아미노산과 전구 단백질인 필라그린 대사 관련 기전에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 자외선 조사와 병행된 로얄제리 식이 공급이 무모 생쥐의 표피 필라그린과 유리 아미노산, 관련 대사 효소의 발현 및 수분 함량 변화에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.

가설 설정

A: Representative expression of profilaggrin, three-repeated intermediate (3RI), two-repeated intermediate (2RI) and filaggrin proteins in the epidermis of groups. B: The signal intensities from multiple experiments of A were quantified and the integrated areas were normalized to the corresponding value of keratin-5 (loading control). Values are mean ± SEM (n = 6).

제안 방법

6주간 실험식이 후 경추탈골의 방법으로 희생시키고 피부 조직을 얻었다. 피부 조직은 Hank solution (Hank’s Balanced Salt Solution)과 Dispase II (2.
Membrane은 rabbit polyclonal 1차 항체 PAD3 antibody (abcam, Cambridge, UK) 및 2차 항체를 이용하여 위와 동일한 방법으로 반응시키고 발색은 Super Signal West Pico Chemiluminescent substrate (Thermo Scientific, Rockford, IL, USA)를 이용하여 detection하였다. 각 band의 intensity는 cytokeratin-5의 발현을 기준으로 densitometry로 정량하였다.
UV - 군과 UV + 군은 로얄제리가 첨가되지 않은 일반 식이를 공급하였고, 로얄제리 식이 공급군은 전체식이 무게의 1.0%에 상응하는 국내 A 산, 국내 B 산, 국내 C 산 및 중국산 로얄제리 고형분을 각각 식이에 혼합하여 6주간 공급하였다. 로얄제리 시료 첨가에 의해 발생하는 건분 식이 무게 차이는 옥수수 전분을 감하여 조정하였다.
UVB (약 30% 정도의 UVA를 함유하고 있음: 5 Sankyo Denki G5T5E lamps, Sankyo Denki Co., Japan)을 사용하여 처음 1주에는 매일 1회 2MED (200 mJ/cm²)씩 동물의 등 부위에 조사하였고 2주차부터 6주차까지 1주일에 3회 동물의 등 부위에 4MED (400 mJ/cm²)씩 조사하였다.³²⁾
45 µm filter (Millipore, USA) 로 여과하였다. 개별 아미노산의 농도 분석은 HPLC를 사용하였으며, 분석 조건은 column (Zorbax XDB-C18)에서 40mM phosphate buffer와 acetonitrile : Methano l : Water =45 : 45 : 10 용액을 mobile phase로 유속 2.0 mL/min를 유지하면서 단계적으로 사용하였다.
본 연구는 자외선 조사에 의한 피부 광노화 유도와 함께 산지 별 국내산 및 중국산 로얄제리 식이를 6주간 공급한 무모 생쥐의 표피 필라그린과 유리 아미노산 함량 및 관련 대사 효소의 발현 변화를 정상대조군인 UV - 군 및 자외선 조사군인 UV + 군과 비교 분석하였다. 자외선 조사는 피부에 주름 형성, 표피 과증식, 색소 침착 등을 야기하며^24-28) 표피 필라그린이 표피의 주요 천연보습인자인 유리 아미노산으로 분해되는 과정에 변화를 일으켜 결과적으로 피부 건조를 초래하는 것으로 알려져있다.
본 연구에서는 자외선 조사에 의한 피부 광노화 유도와 함께 산지 별 국내산 및 중국산 로얄제리 식이를 6주간 공급한 무모 생쥐 표피의 필라그린과 유리 아미노산 함량 및 관련 대사 효소의 발현 변화를 정상대조군인 UV - 군 및 자외선 조사군인 UV + 군과 비교 분석하였고 그 결과는 다음과 같다.
사육 기간 동안 사료와 물을 마음껏 섭취하도록 하였으며 온도는 22 ± 1℃, 습도는 60 ± 5%를 유지하고 매일 광주기와 암주기가 12시간이 되도록 조절하였다.
식이효율 측정을 위해 주 1회 체중과 식이 공급량 및 남은 식이량을 측정하였다. 식이효율은 실험 기간 동안의 체중 증가 량을 총 식이섭취량으로 나누어 계산하였다.
식이효율 측정을 위해 주 1회 체중과 식이 공급량 및 남은 식이량을 측정하였다. 식이효율은 실험 기간 동안의 체중 증가 량을 총 식이섭취량으로 나누어 계산하였다.
생후 5주된 25 g 내외의 수컷 albino SKH-1 hairless mouse 50마리를 중앙실험 동물 사육장으로부터 공급받아 실험 식이로 사육하기 전 1주 동안 고형배합 사료로 적응시켰다. 실험군은 체중에 따라 난괴법을 이용하여 자외선을 조사하지 않은 정상 대조군 (UV - 군), 자외선 조사군 (UV + 군), 자외선 조사와 함께 국내 A 산 (RJ1군), 국내 B 산 (RJ2군), 국내 C 산 (RJ3군) 및 중국산 (RJ4군) 로얄제리를 식이 공급한 실험군으로 나누었다. 사육 기간 동안 사료와 물을 마음껏 섭취하도록 하였으며 온도는 22 ± 1℃, 습도는 60 ± 5%를 유지하고 매일 광주기와 암주기가 12시간이 되도록 조절하였다.
실험동물의 피부 수분 측정은 Corneometer CM825 (Courage&Khazaka, Cologne, Germany)를 이용하여 자외선 조사 직전, 자외선 조사 1주, 3주 및 6주차에 각각 한 번씩 총 4회 측정하였다.
, San Antonio, TX, USA)를 1/1,000농도로 희석한 PBST solution과 함께 4℃에서 18시간 동안 반응시키고 PBST solution으로 세척하였다. 연속적으로 PBST solution을 이용하여 1/4,000 농도로 희석한 2차 항체 anti-rabbit IgG-HRP (Cell Signaling Technology Inc., Danvers, MA, USA)로 실온에서 2시간 반응 후 PBST로 세척하고 발색은 Super Signal West Pico Chemiluminescent substrate (Thermo Scientific, Rockford, IL, USA)를 이용하여 detection하였다. 각 band의 intensity는 cytokeratin-5의 발현을 기준으로 하여 densitometry로 정량하였다.

대상 데이터

로얄제리 시료 첨가에 의해 발생하는 건분 식이 무게 차이는 옥수수 전분을 감하여 조정하였다. 로얄제리 시료는 각 지역의 생산자에게 직접 공급받아 사용하였으며 사용 직전까지 -20℃에 보관하였다. 각 실험군의 식이 조성은 Table 1과 같으며 식이 지방은 식이 무게의 10%로 고정시키고 corn oil을 공급하였다.
생후 5주된 25 g 내외의 수컷 albino SKH-1 hairless mouse 50마리를 중앙실험 동물 사육장으로부터 공급받아 실험 식이로 사육하기 전 1주 동안 고형배합 사료로 적응시켰다. 실험군은 체중에 따라 난괴법을 이용하여 자외선을 조사하지 않은 정상 대조군 (UV - 군), 자외선 조사군 (UV + 군), 자외선 조사와 함께 국내 A 산 (RJ1군), 국내 B 산 (RJ2군), 국내 C 산 (RJ3군) 및 중국산 (RJ4군) 로얄제리를 식이 공급한 실험군으로 나누었다.

데이터처리

Values without a common letter are significantly different (p ＜0.05) using one-way ANOVA and Duncan’s multiple range test.
Values without a common letter in glutamate and serine are significantly different (p ＜ 0.05) using one-way ANOVA and Duncan’s multiple range test.
Values without a common letter in profilaggrin, 3RI, 2RI, filaggrin and total filaggrins are significantly different (p ＜ 0.05) using one-way ANOVA and Duncan’s multiple range test.
결과는 각 실험군 별 평균 (Mean) ± 표준오차 (SEM)로 나타냈으며, 각 군간의 비교는 one-way ANOVA로 분석한 후 Duncan’s multiple range test로 p ＜ 0.05 수준에서 검증하였다.
실험 결과는 SPSS, Ver 18.0 program (Statistical package for social science)을 이용하여 통계 처리하였다. 결과는 각 실험군 별 평균 (Mean) ± 표준오차 (SEM)로 나타냈으며, 각 군간의 비교는 one-way ANOVA로 분석한 후 Duncan’s multiple range test로 p ＜ 0.

이론/모형

자외선 조사와 병행된 로얄제리 식이 공급으로 인한 표피의 필라그린 함량 변화를 western blot assay로 분석하였다 (Fig. 2). 필라그린은 표피의 최종 분화 단계에서 profilaggrin으로부터 분해 과정에서 생성되는 three-repeated intermediate (3RI) 또는 two-repeated intermediate (2RI)와 같은 중간 분해 산물을 거쳐 최종적으로 생성된다.

성능/효과

1) UV + 군의 필라그린과 중간 생성물 및 profilaggrin을 포함한 총 필라그린 함량은 UV - 군에 비하여 유의적으로 감소 하였다. RJ1군의 총 필라그린 함량이 UV + 군에 비하여 유의 적으로 높게 나타났고 RJ2, RJ3 및 RJ4군에서는 UV + 군과 유사하거나 낮았다.
1,2) 건강한 피부 유지에 중요한 피부 보습은 표피의 가장 바깥층에 존재하는 피지막과 천연보습인자 (natural moisturizing factor, NMF)에 의해 유지되는데,^3,4) 지질 복합체인 피지막이 층상구조를 이루어 수분 손실을 억제하는 반면 천연보습인자는 흡습 능력에 의해 수분을 직접적으로 보유한다.^4-6)
¹⁵⁾아미노산 구성 측면에서, 표피의 천연보습인자와 필라그린 모두 총 유리 아미노산의 50% 이상이 glutamate와 serine 및 glycine으로 구성되어 있는 성분의 유사성은 필라그린이 표피 유리 아미노산의 유일한 전구단백질임을 증명하였다.^10,12) UV + 군의 필라그린과 중간 분해 산물 및 profilaggrin을 포함한 총 필라그린 함량은 UV - 군에 비해 감소하였다. 이는 자외선 조사가 주요 천연보습인자인 유리 아미노산 생성의 전구 단백질인 필라그린과 중간 분해 산물 및 profilaggrin의 함량을 감소시켜 궁극적으로 피부 건조를 유발함을 의미한다.
15) 아미노산 구성 측면에서, 표피의 천연보습인자와 필라그린 모두 총 유리 아미노산의 50% 이상이 glutamate와 serine 및 glycine으로 구성되어 있는 성분의 유사성은 필라그린이 표피 유리 아미노산의 유일한 전구단백질임을 증명하였다.
필라그린은 표피의 최종 분화 단계에서 profilaggrin으로부터 분해 과정에서 생성되는 three-repeated intermediate (3RI) 또는 two-repeated intermediate (2RI)와 같은 중간 분해 산물을 거쳐 최종적으로 생성된다.¹⁶⁾ UV + 군의 필라그린과 중간 분해 산물 및 profilaggrin을 포함한 총 필라그린 함량은 정상대조군인 UV - 군에 비해 유의적으로 감소하였다. 이는 자외선 조사가 주요 천연보습인자인 유리 아미노산 생성의 전구 단백질인 필라그린과 중간 분해 산물 및 profilaggrin의 함량을 감소시켜 궁극적으로 피부 건조를 유발함을 의미한다.
2) PAD3 발현은 UV + 군의 발현이 UV - 군에 비하여 유의적으로 감소하였고 로얄제리 공급군의 PAD3 발현은 모두 UV + 군에 비하여 유의적으로 높았다. 다만 각 로얄제리를 섭취시킨 군 사이에서 군간 유의성은 없었다.
자외선 조사는 피부에 주름 형성, 표피 과증식, 색소 침착 등을 야기하며^24-28) 표피 필라그린이 표피의 주요 천연보습인자인 유리 아미노산으로 분해되는 과정에 변화를 일으켜 결과적으로 피부 건조를 초래하는 것으로 알려져있다.²⁷⁾자외선 조사 직전 (0주)의 피부 보습은 군간 유의적인 차이가 나타났으나 피부 보습은 인체뿐 아니라 동물에서도 개체 간의 차이가 큰 인자로서⁴⁾ 실험군을 난괴법을 이용하여 나눈 경우 0주차 피부 보습의 군간 차이는 불가피하다. 각 군의 0주차 피부 보습 수치를 100%로 기준하여 6주차의 각 군별 변화를 %로 파악한 경우 UV - 군에서 102.
3) All values are mean ± SEM (1 wk: n = 10 in group UV-, UV+, RJ1, RJ3, RJ4, n = 9 in group RJ2; 2 wk: n = 10 in groups UV-, UV+, RJ1, RJ3, n = 9 in groups RJ2, RJ4; 3-6 wk: n = 10 in groups UV-, UV+, RJ1, n = 9 in groups RJ2, RJ3, RJ4).
3) 총 유리 아미노산 함량은 군간 유의적인 차이는 보이지 않았다. 그러나 개별 유리 아미노산 함량 변화를 분석한 결과, UV + 군에서 glutamate와 serine의 함량이 UV - 군에 비해 낮은 경향을 보였다.
38) 표피의 총 유리 아미노산 함량은 군간 유의성이 없었으나 UV + 군에서의 glutamate와 serine 의 함량은 UV - 군에 비해 다소 낮았으며 RJ1군에서의 함량은 UV - 군에 비해 높았다.
1의 결과는 지속적인 자외선 조사에 의해 UV + 군의 피부 보습이 감소하였음을 재확인하였다. 6주간의 자외선 조사와 병행한 로얄제리 식이 공급 후 RJ1군의 피부 보습은 UV +군에 비해 증진되었다. 즉 RJ1의 식이 공급은 자외선 조사에 의해 유도된 피부 건조를 완화시켰음을 제시한다.
Lysine의 함량은 UV + 군과 UV - 군 사이에 유의적인 차이가 없었으나 RJ1, RJ2, RJ3 및 RJ4군은 UV - 및 UV + 군보다 높은 경향이었다. Arginine과 leucine, proline 및 tyrosine의 함량은 모든 군에서 군간 유의성이 없 었고, RJ4군은 proline이 검출되지 않았다. Aspartate의 함량은 UV - 군과 UV + 군 및 RJ3군간 유의성이 없었고 RJ1, RJ2및 RJ4군에서는 검출되지 않았다.
Arginine과 leucine, proline 및 tyrosine의 함량은 모든 군에서 군간 유의성이 없 었고, RJ4군은 proline이 검출되지 않았다. Aspartate의 함량은 UV - 군과 UV + 군 및 RJ3군간 유의성이 없었고 RJ1, RJ2및 RJ4군에서는 검출되지 않았다. 표피 유리 아미노산 중 gly cine을 포함하여 cysteine, histidine, isoleucine, phenylalanine, threonine, tryptophan 및 valine은 모든 군에서 검출되지 않았다
UV + 군의 alanine과 methionine 함량은 UV - 군에 비해 다소 낮았으며 RJ1, RJ2 및 RJ4군에서의 alanine과 methionine의 함량은 UV + 군과 유사하거나 낮았고 RJ3군은 methionine의 함량은 UV + 군과 유사하였고 alanine의 함량은 UV - 군과 유사하였다. Lysine의 함량은 UV + 군과 UV - 군 사이에 유의적인 차이가 없었으나 RJ1, RJ2, RJ3 및 RJ4군은 UV - 및 UV + 군보다 높은 경향이었다. Arginine과 leucine, proline 및 tyrosine의 함량은 모든 군에서 군간 유의성이 없 었고, RJ4군은 proline이 검출되지 않았다.
RJ1, RJ2군의 총 필라그린 함량은 UV + 군에 비해 유의적으로 높았으며 특히 RJ1군의 총 필라그린 함량의 증가 정도는 UV - 군과 유사하였다. 특히 profilaggrin과 2RI 및 filaggrin 함량이 UV + 군보다 유의적으로 높았으며 그 증가 정도는 UV - 군과 유사하거나 높았다.
이 결과는 자외선 조사가 PAD3 발현 억제를 초래함을 제시하였다. RJ1과 RJ2, RJ3및 RJ4군의 PAD3 발현은 모두 UV + 군에 비해 유의적으로 높았다. 이 결과를 통하여 로얄제리 식이 공급이 자외선 조사에 의해 발생하는 PAD3 발현 저하를 예방하는데 효과가 있음을 알 수 있다.
개별 유리 아미노산 분석 결과, UV + 군의 표피에서는 glutamate와 serine의 함량이 UV -군에 비해 다소 낮았다. RJ1군의 glutamate와 serine의 함량은 UV - 군에 비해 유의적으로 높았던 반면 RJ2와 RJ3군은 RJ1군보다 다소 낮았다. RJ4군은 glutamate는 검출되지 않았고 serine의 함량은 UV + 군과 유사하였다.
1) UV + 군의 필라그린과 중간 생성물 및 profilaggrin을 포함한 총 필라그린 함량은 UV - 군에 비하여 유의적으로 감소 하였다. RJ1군의 총 필라그린 함량이 UV + 군에 비하여 유의 적으로 높게 나타났고 RJ2, RJ3 및 RJ4군에서는 UV + 군과 유사하거나 낮았다.
³⁶⁾그러나 이는 피부 주름 형성 등에 있어서 UVB보다 약하게 관여하는 UVA 중심의 자외선 조사³⁷⁾ 이며 본 연구에 비해 조사한 자외선의 세기가 UVB 20 mL/cm²으로 매우 약하여 주름살이 유도되는 초기 단계의 변화로 보인다. RJ1군의 총 필라그린과 profilaggrin, 2RI 및 필라그린의 함량은 UV + 군에 비해 유의적으로 높았고 그 증가 정도는 UV - 군과 유사하거나 높았다. 이 결과는 필라그린이 표피의 천연보습인자를 생성하는 전구체로서 피부 건강에 기여한다는 사전 보고와 함께³⁾ RJ1의 식이 공급이 자외선 조사로 인한 표피 필라그린과 중간 분해 산물 및 profilaggrin 함량이 감소되는 것을 예방함을 의미한다.
UV + 군의 alanine과 methionine 함량은 UV - 군에 비해 다소 낮았으며 RJ1, RJ2 및 RJ4군에서의 alanine과 methionine의 함량은 UV + 군과 유사하거나 낮았고 RJ3군은 methionine의 함량은 UV + 군과 유사하였고 alanine의 함량은 UV - 군과 유사하였다. Lysine의 함량은 UV + 군과 UV - 군 사이에 유의적인 차이가 없었으나 RJ1, RJ2, RJ3 및 RJ4군은 UV - 및 UV + 군보다 높은 경향이었다.
각 군의 0주차 피부 보습 수치를 100%로 기준하여 6주차의 각 군별 변화를 %로 파악한 경우 UV - 군에서 102.5 ±2.67%로 2.5% 증가 (유의성 없음), UV + 군 58.9 ± 2.43%로 41.1% 감소, RJ1군 80.2 ± 3.38%로 19.8% 감소, RJ2군 57.3± 1.34%로 42.7% 감소, RJ3군 72.7 ± 2.09%로 27.3% 감소 및 RJ4군 60.5 ± 2.83%로 39.5% 감소하여 UV - 군을 제외한 UV +, RJ1-4군에서 피부 보습이 유의적으로 감소하였으나그 중 RJ1군의 피부 보습 감소 정도가 가장 작았다.
각 로얄제리를 6주간 식이 공급한 RJ1, RJ2, RJ3 및 RJ4군의 식이 섭취량은 정상대조군인 UV - 군과 자외선 대조군인 UV - 군보다 유의적으로 증가하였다. 그러나 체중 증가량과 식이효율은 그룹 간 유의성이 없었다 (Table 2).
이 결과는 지속적인 자외선 조사에 의해 UV + 군의 피부보습이 감소하였음을 의미한다. 각 로얄제리를 6주간 식이 공급한 실험군의 경우 1주 및 3주 식이공급 시 UV + 군과 피부보습이 유사하거나 낮았으나, 6주 식이공급 후 RJ1군의 보습은 UV + 군에 비해 증진되었다. 반면 RJ2, RJ3 및 RJ4군의 피부 보습 정도는 UV + 군과 유사하거나 낮았다.
4), 총 유리 아미노산 함량은 군간 유의적인 차이가 없었다. 개별 유리 아미노산 분석 결과, UV + 군의 표피에서는 glutamate와 serine의 함량이 UV -군에 비해 다소 낮았다. RJ1군의 glutamate와 serine의 함량은 UV - 군에 비해 유의적으로 높았던 반면 RJ2와 RJ3군은 RJ1군보다 다소 낮았다.
결론적으로 RJ1의 식이는 표피의 필라그린 함량과 관련 대사 효소의 발현을 높이고 그에 따라 표피에서 천연보습인자로서 보습 증진에 크게 기여하는 glutamate와 serine의 함량을 증가시킴으로써 자외선 조사로 인해 저하된 피부 보습 능력을 회복시키는 역할을 하는 것으로 여겨진다
3) 총 유리 아미노산 함량은 군간 유의적인 차이는 보이지 않았다. 그러나 개별 유리 아미노산 함량 변화를 분석한 결과, UV + 군에서 glutamate와 serine의 함량이 UV - 군에 비해 낮은 경향을 보였다. 반면 RJ1군의 glutamate와 serine의 함량은 UV + 군에 비해 유의적으로 높았으며 RJ2와 RJ3군은 serine의 함량이 UV + 군에 비해 다소 높았다
자외선 조사는 표피 필라그린의 유리 아미노산으로의 분해 과정에 변화를 초래함을 연구한 선행 연구와 관련하여,³⁾이 결과는 자외선 조사가 PAD3 발현 억제를 초래함을 제시하였다. 로얄제리를 공급한 모든 실험군 (RJ1군, RJ2군, RJ3군, RJ4군)에서 PAD3 발현은 UV + 군에 비해 높아 로얄제리의 식이 공급이 자외선 조사에 의해 발생하는 PAD3 발현 저하를 예방하는데 효과가 있음을 알 수 있었으나 각 로얄제리를 섭취시킨 군 간의 유의성은 없었다. Keratin과 결합하여 불용성, 불활성화 상태로 존재하는 profilaggrin은 표피의 최종 분화 단계에서 칼슘 농도 증가에 반응하여 탈인산화되고 inatriptase, prostasin 및 kallikrein-5 등의 다양한 단백질 분해 효소에 의해 필라그린 으로 분해된다.
반면 RJ3군과 RJ4군의 총 필라그린 함량은 UV + 군과 유사하였고, profilaggrin, 3RI 및 2RI의 함량은 UV - 군과 유사하거나 낮았다. 이 결과는 국내산 로얄제리의 식이 공급이 자외선 조사로 인한 표피 필라그린과 중간 분해 산물 및 profilaggrin 함량이 감소되는 것을 예방함을 의미하며 특히 RJ1의 효과가 가장 우수하였다
RJ1군의 총 필라그린과 profilaggrin, 2RI 및 필라그린의 함량은 UV + 군에 비해 유의적으로 높았고 그 증가 정도는 UV - 군과 유사하거나 높았다. 이 결과는 필라그린이 표피의 천연보습인자를 생성하는 전구체로서 피부 건강에 기여한다는 사전 보고와 함께³⁾ RJ1의 식이 공급이 자외선 조사로 인한 표피 필라그린과 중간 분해 산물 및 profilaggrin 함량이 감소되는 것을 예방함을 의미한다. 또한 이는 표피 필라그린 함량 감소는 표피 보습 감소와 관계가 있음이 보고된 선행 연구²³⁾ 와 일치한다.
RJ1과 RJ2, RJ3및 RJ4군의 PAD3 발현은 모두 UV + 군에 비해 유의적으로 높았다. 이 결과를 통하여 로얄제리 식이 공급이 자외선 조사에 의해 발생하는 PAD3 발현 저하를 예방하는데 효과가 있음을 알 수 있다. 그러나 각 로얄제리를 섭취시킨 군간의 유의성은 없었다.
이상의 결과에서 자외선 조사와 병행된 RJ1의 식이 공급은 필라그린 생성 증가 및 표피의 주요 유리 아미노산인 glutamate와 serine의 생성 증가를 초래하여 궁극적으로 표피의 보습을 증진시킴을 보여준다. 중국산 로얄제리인 RJ4에서 로얄제리의 지표 성분으로 항산화 기능이 있는 것으로 알려진 10-HDA (10-hydroxyl-2-decenoic acid) 함량이 (µg/로얄제리 g) 0.
1에 나타내었다. 자외선 조사 직전 (0주)에 측정한 수분 함량은 자외선 조사군인 UV + 군이 정상대 조군인 UV - 군과 유사하였으나, 자외선 조사가 진행됨에 따라 UV + 군의 수분 함량은 UV - 군보다 점진적으로 낮아졌다. 이 결과는 지속적인 자외선 조사에 의해 UV + 군의 피부보습이 감소하였음을 의미한다.
RJ1, RJ2군의 총 필라그린 함량은 UV + 군에 비해 유의적으로 높았으며 특히 RJ1군의 총 필라그린 함량의 증가 정도는 UV - 군과 유사하였다. 특히 profilaggrin과 2RI 및 filaggrin 함량이 UV + 군보다 유의적으로 높았으며 그 증가 정도는 UV - 군과 유사하거나 높았다. 반면 RJ3군과 RJ4군의 총 필라그린 함량은 UV + 군과 유사하였고, profilaggrin, 3RI 및 2RI의 함량은 UV - 군과 유사하거나 낮았다.
Aspartate의 함량은 UV - 군과 UV + 군 및 RJ3군간 유의성이 없었고 RJ1, RJ2및 RJ4군에서는 검출되지 않았다. 표피 유리 아미노산 중 gly cine을 포함하여 cysteine, histidine, isoleucine, phenylalanine, threonine, tryptophan 및 valine은 모든 군에서 검출되지 않았다

후속연구

1) 및 필라그린 함량 증가 (Fig. 2) 결과와 함께 산지별 로얄제리 섭취가 PAD3 이외의 다른 효소들^15,18)의 발현 변화를 초래함을 의미하며, 추후 RJ1의 섭취에 의해 발현이 조절되고 활성이 변화하는 효소에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
로얄제리의 성분은 화분의 원활한 공급 여부, 꿀벌이 이용하는 식물의 종류와 상태, 기후 및 환경 요인에 영향을 받는데,28) 본 연구에서 제시된 RJ1의 우수한 표피 보습 증진 효과는 각 국내산 로얄제리의 성분 차이에 의해 발생한 것으로 예상할 수 있으며 추후 이와 관련하여 국내 생산지 별 로얄제리의 단백질 성분 분석에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	피부의 기능은?	피부는 자외선 등의 외부 환경 및 미생물의 침입으로부터 인체를 보호하는 방어 기능을 하며 동시에 수분 손실을 예방하여 보습 기능을 한다.1,2)건강한 피부 유지에 중요한 피부 보습은 표피의 가장 바깥층에 존재하는 피지막과 천연보습인자 (natural moisturizing factor, NMF)에 의해 유지되는데,3,4)지질 복합체인 피지막이 층상구조를 이루어 수분 손실을 억제 하는 반면 천연보습인자는 흡습 능력에 의해 수분을 직접적으로 보유한다.
	천연보습인자란?	천연보습인자는 젖산, 요소, 구연산 및 유리 아미노산과 pyr rolidone carboxylic acid (PCA), urocanic acid와 같은 아미노산 유도체의 혼합물로 각질층 무게의 20~30%를 차지한다.3,4,7,8)이 중 유리 아미노산은 표피 분화의 최종 단계에서 생성되는 특정 단백질인 필라그린의 대사산물이며,9,10)특히 serine과 glycine이 40% 이상을 차지한다.
	필라그린과 유리아미노산의 관계는?	천연보습인자는 젖산, 요소, 구연산 및 유리 아미노산과 pyr rolidone carboxylic acid (PCA), urocanic acid와 같은 아미노산 유도체의 혼합물로 각질층 무게의 20~30%를 차지한다.3,4,7,8)이 중 유리 아미노산은 표피 분화의 최종 단계에서 생성되는 특정 단백질인 필라그린의 대사산물이며,9,10)특히 serine과 glycine이 40% 이상을 차지한다.11)표피 아미노산의 유일한 전구단백질인 필라그린은12) 10개 이상의 필라그린 복합체인 profilaggrin으로 최초 생성되는데,2,13,14) profilaggrin은 내부 serine 잔기의 광범위한 인산화로 인하여 극도의 불용성을 띄며 불활성화 상태로 과립층 (stratum granulosum)에서 생성되어 우선 저장된다.

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표제어: PCR

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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].

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