백복령(Poria cocas)은 전통적으로 민간에서 피부미백에 효과가 있다고 보고되어 있다. 지금까지 melanin 합성에 대한 백복령의 직접적인 효과는 과학적으로 잘 연구되어 있지 않다. 따라서 멜라닌 합성에 대한 백복령 주정 추출물(PCEE)의 직접적인 효과를 밝히기 위해, 쥐의 B16F1 세포를 이용하여 DOPA synthesis assay, tyrosinase activity assay, Western blotting for melanogenic proteins [tyrosinase, tyrosinase related protein (TRP)-1 and TRP-2]를 수행하였다. 본 연구에서 PCEE가 3,4-dihydroxyindole-2-carboxylic acid (DOPA) 합성을 차단함으로써 농도 의존적으로 melanin형성을 억제한다는 것이 밝혀졌다. 비록 tyrosinase의 활성은 영향을 받지 않았지만 TRP-1 과 TRP-2의 단백질 발현 수준은 PCEE에 의해 조절되었다. 따라서 이러한 결과는 PCEE가 미백 효능을 가지고 있어 미백 화장품 개발을 위해 이용될 수 있다는 것을 시사하고 있다.
백복령(Poria cocas)은 전통적으로 민간에서 피부미백에 효과가 있다고 보고되어 있다. 지금까지 melanin 합성에 대한 백복령의 직접적인 효과는 과학적으로 잘 연구되어 있지 않다. 따라서 멜라닌 합성에 대한 백복령 주정 추출물(PCEE)의 직접적인 효과를 밝히기 위해, 쥐의 B16F1 세포를 이용하여 DOPA synthesis assay, tyrosinase activity assay, Western blotting for melanogenic proteins [tyrosinase, tyrosinase related protein (TRP)-1 and TRP-2]를 수행하였다. 본 연구에서 PCEE가 3,4-dihydroxyindole-2-carboxylic acid (DOPA) 합성을 차단함으로써 농도 의존적으로 melanin형성을 억제한다는 것이 밝혀졌다. 비록 tyrosinase의 활성은 영향을 받지 않았지만 TRP-1 과 TRP-2의 단백질 발현 수준은 PCEE에 의해 조절되었다. 따라서 이러한 결과는 PCEE가 미백 효능을 가지고 있어 미백 화장품 개발을 위해 이용될 수 있다는 것을 시사하고 있다.
Poria cocas has been reported to be effective in skin whitening. However, the direct effect of P. cocas ethanol extracts (PCEE) on melanin synthesis has not been scientifically studied. To elucidate the direct effect of PCEE on melanogenesis, a 3,4-dihydroxyindole-2-carboxylic acid (DOPA) synthesis ...
Poria cocas has been reported to be effective in skin whitening. However, the direct effect of P. cocas ethanol extracts (PCEE) on melanin synthesis has not been scientifically studied. To elucidate the direct effect of PCEE on melanogenesis, a 3,4-dihydroxyindole-2-carboxylic acid (DOPA) synthesis assay, tyrosinase activity assay, and Western blotting for melanogenic proteins, including tyrosinase, tyrosinase-related protein (TRP)-1, and TRP-2 were performed in mouse B16F1 cells. The results revealed that PGEE inhibited melanin production in a dose-dependent manner by blocking the synthesis of DOPA. Although the activation of tyrosinase was not affected, the expression levels of TRP-1 and TRP-2 were controlled. These results suggest that PCEE has a whitening effect, indicating that it may be a useful agent in the development of whitening cosmetics.
Poria cocas has been reported to be effective in skin whitening. However, the direct effect of P. cocas ethanol extracts (PCEE) on melanin synthesis has not been scientifically studied. To elucidate the direct effect of PCEE on melanogenesis, a 3,4-dihydroxyindole-2-carboxylic acid (DOPA) synthesis assay, tyrosinase activity assay, and Western blotting for melanogenic proteins, including tyrosinase, tyrosinase-related protein (TRP)-1, and TRP-2 were performed in mouse B16F1 cells. The results revealed that PGEE inhibited melanin production in a dose-dependent manner by blocking the synthesis of DOPA. Although the activation of tyrosinase was not affected, the expression levels of TRP-1 and TRP-2 were controlled. These results suggest that PCEE has a whitening effect, indicating that it may be a useful agent in the development of whitening cosmetics.
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문제 정의
하지만 피부 미백에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 백복령의 피부 노화 개선효과를 조사하기 위하여 melanin 합성 조절효과와 항산화 효과를 조사하였다.
제안 방법
Brand-Williams [7] 실험방법을 변형하여 1,1-diphenyl2-picrylhydrazyl (DPPH) radical에 대한 PCEE의 소거능력을 측정하였다. 각 시료를 시험농도로 처리하고 10초 동안 잘 혼합한 다음, 실온에서 20분 동안 반응시킨 후 525 nm에서 흡광도를 측정하였다.
DPPH radical, lipid peroxidation 의 소거능력에 대하여 PCEE의 효과를 조사하였다. DPPH radical소거법은 항산화 물질에 의한 DPPH radical의 탈색 정도를 지표로 하여 산화억제 정도를 예측할 수 있다.
Melanin 생성의 중요한 효소인 tyrosinase와 melanin 생성 신호전달기전에 중요한 tyrosinase related protein-1 (TRP-1), tyrosinase related protein-2 (TRP-2)와 항산화 효소 중에서 가장 중요한 superoxide dismutase (SOD)인 SOD-1의 단백질 발현을 조사하였다. Fig.
따라서 과도한 melanin의 생성과 축적은 오히려 피부노화의 하나의 현상으로 간주된다. 광노화의 원인 중 한가지인 ROS 의 축적 억제효과와 melanin 합성 억제 효과를 조사하여 백복령이 미백기능성 화장품으로써 적합한가를 조사하였다. 본 연구는 피부 진피층에서 melanin을 합성하는 melanocyte의 한 종류인 B16F1 cell에 대해 독성이 없는 농도에서 진행되었다.
대상 데이터
세포배양을 위한 Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM), Trypsin-EDTA, penicillin (10,000 U/ml ) / streptomycin (10,000 μg/ml ) / amphotericin (2,500 μg/ml), fetal bovine serum (FBS) 시약은 Gibco BRL, Life Technologies (Paisley, Scotland)로 부터 구입하였다. B16F1 cell line은 ATCC (American Type Culture Collection, USA)로부터 구입하였다. MTT reagent, gelatin, agarose와 기타시약은 Sigma Chemical Co.
데이터처리
각 실험은 3회 이상 반복실험을 통하여 그 결과를 얻어 각각의 시료농도에 대해 평균±표준편차로 나타내었다. 각 시료농도군에 대한 유의차 검정은 대조군과 비교하여 Student’s t test 한 후 p<0.05 값을 통계적으로 유의성 있는 결과로 간주하였다.
각 실험은 3회 이상 반복실험을 통하여 그 결과를 얻어 각각의 시료농도에 대해 평균±표준편차로 나타내었다. 각 시료농도군에 대한 유의차 검정은 대조군과 비교하여 Student’s t test 한 후 p<0.
이론/모형
Hansen [5]의 방법에 따라 B16F1 세포에 대한 PCEE의 세포독성을 MTT (3-(4,5-dimethyl-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide)를 이용하여 측정하였다.
Oyaizu [13]의 방법에 따라 측정하였다. PCEE 1 ml에 pH 6.
이는 PCEE가 체내에 melanin이 합성되는 과정인 tyrosine이 tyrosinase에 의해 3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA)로 전환되는 과정에서 tyrisonase 활성에는 아무런 영향을 나타내지 못했으나, DOPA 합성을 억제함으로써 미백효과를 나타내는 것을 의미한다[14]. PCEE의 DOPA 합성 억제 효과를 보다 자세히 조사하기 위해 western blot을 이용하여 단백질 발현 수준을 조사하였다. DOPA 자극 하에서 PCEE를 B16F1 cells에 처리하여 tyrosinase의 단백질 발현 수준을 조사하였다.
백복령의 지질과산화 억제능을 조사하기 위하여 TBARS assay를 수행하였다. Fig.
이 세포 독성에 미치는 농도를 조사하기 위하여 MTT assay 를 수행하였다. B16F1세포에 대한 각 시료의 세포 독성을 측정한 결과, Fig.
성능/효과
또한 dopachrom을 산화시켜 DHICA를 생성시키는 고농도의 PCEE 존재하에서 TRP-2의 단백질 발현수준이 억제되는 것을 확인하였다. 따라서 PCEE는 tyrosinase의 효소활성을 직접적으로 억제시키지는 않지만, tyrosine에서 melanin으로 전환되는 다단계 과정 중에서 반응의 초기단계인 DOPA로의 전환을 효과적으로 저해하여 melanin의 합성을 억제하는 것으로 사료된다. 이러한 PCEE의 피부미백 효과를 통해 백복령이 미백 기능성 화장품으로써 활용가치가 높을 것으로 기대된다.
따라서 PCEE은 ROS에 대한소거능은 없는 것으로 간주되며 이를 통한 피부의 미백기능 및 피부노화 억제 효과는 나타내지 않을것으로 간주된다. 하지만 PCEE의 피부 미백효과를 조사하기 위해 melanin 합성에 있어 중요한 역할을 하는 tyrosinase 활성측정과 DOPA assay를 수행한 결과 tyrosinase 활성억제에 대한 효과는 나타내지 않았으나 DOPA 합성 억제능은 현재 널리 사용되어지고 있는 미백제인 arbutin 0.2%와 비슷한 수준인 25%의 억제능을 타내었다. 이는 PCEE가 체내에 melanin이 합성되는 과정인 tyrosine이 tyrosinase에 의해 3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA)로 전환되는 과정에서 tyrisonase 활성에는 아무런 영향을 나타내지 못했으나, DOPA 합성을 억제함으로써 미백효과를 나타내는 것을 의미한다[14].
후속연구
따라서 PCEE는 tyrosinase의 효소활성을 직접적으로 억제시키지는 않지만, tyrosine에서 melanin으로 전환되는 다단계 과정 중에서 반응의 초기단계인 DOPA로의 전환을 효과적으로 저해하여 melanin의 합성을 억제하는 것으로 사료된다. 이러한 PCEE의 피부미백 효과를 통해 백복령이 미백 기능성 화장품으로써 활용가치가 높을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
광노화란?
피부 노화는 다양한 원인에 의해 진행되며, 그 중에서도 특히 과도한 자외선 노출에 의한 피부노화를 광노화라고 부른다[4, 15]. 자외선과 같은 외부자극이 피부에 가해지면, 기저층에 있는 melanocyte가 유해한 자극으로부터 피부를 보호하기 위한 방어기전으로써 melanin 합성을 유도한다[6].
과도한 melanin 생성은 무엇을 야기하는가?
자외선과 같은 외부자극이 피부에 가해지면, 기저층에 있는 melanocyte가 유해한 자극으로부터 피부를 보호하기 위한 방어기전으로써 melanin 합성을 유도한다[6]. 과도한 melanin의 생성은 기미, 주근깨, 일광성흑점, 과색소침착증 등의 색소침착을 야기한다. 특히 이러한 현상은 노화가 진행될수록 더욱 심하게 나타난다.
tyrosinase는 무엇인가?
따라서 melanin의 합성 조절에 대한 연구가 많이 수행되었으며 특히 tyrosine을 3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA)로 전환하는 tyrosinase에 영향을 주는 요인에 초점이 맞춰져 있다. Tyrosinase는 tyrosine hydroxylase로 작용하여 tyrosine을 DOPA로 전환하고, 뿐만 아니라 DOPA oxidase로도 작용하여 DOPA를 dopaquinone으로 전환하는 속도 결정단계의 초기반응에 작용하여 melanin 합성을 돕는 효소이다[8]. 이러한 피부 노화는 melanin 축적 뿐 만 아니라 유해 활성산소종의 축적에 의해서도 야기된다.
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