김동희
(Korea Promotion Institute for Traditional Medicine Industry)
,
박태순
(Korea Promotion Institute for Traditional Medicine Industry)
,
손준호
(Korea Promotion Institute for Traditional Medicine Industry)
시호 추출물로부터 자외선에 의한 주름개선 효과를 확인하여 화장품 소재로서의 가능성을 검증하였다. 주름 활성 검증을 위하여 전자공여능, elastase, pro-collagen 생합성, Matrix metalloprotease-1 (MMP-1)의 활성을 측정하였다. 시호 추출물의 세포 독성을 측정하기 위하여 MTT assay를 하여 세포 독성이 100%에 가까운 농도인 5, 10, $50{\mu}g/mL$의 농도에서 pro-collagen 생합성과 MMP-1의 활성 검증하였다. 시호 추출물의 전자 공여능과 elastase 활성을 측정한 결과 $1,000{\mu}g/mL$의 농도에서 각각 80, 52%의 저해 활성을 가졌다. 또한 pro-collagen 생합성 역시 UVB를 조사한 후 시호 추출물을 농도 별로 처리 한결과 농도의존적으로 증가하는 것을 확인하였다. 주름생성에 관련되어져 있는 MMP-1의 발현을 알아본 결과 시호 추출물에 의해 total protein 양이 또한 감소되는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 시호는 주름활성을 개선시킬 수 있는 기능성 소재로 활용 될 수 있을것으로 사료된다.
시호 추출물로부터 자외선에 의한 주름개선 효과를 확인하여 화장품 소재로서의 가능성을 검증하였다. 주름 활성 검증을 위하여 전자공여능, elastase, pro-collagen 생합성, Matrix metalloprotease-1 (MMP-1)의 활성을 측정하였다. 시호 추출물의 세포 독성을 측정하기 위하여 MTT assay를 하여 세포 독성이 100%에 가까운 농도인 5, 10, $50{\mu}g/mL$의 농도에서 pro-collagen 생합성과 MMP-1의 활성 검증하였다. 시호 추출물의 전자 공여능과 elastase 활성을 측정한 결과 $1,000{\mu}g/mL$의 농도에서 각각 80, 52%의 저해 활성을 가졌다. 또한 pro-collagen 생합성 역시 UVB를 조사한 후 시호 추출물을 농도 별로 처리 한결과 농도의존적으로 증가하는 것을 확인하였다. 주름생성에 관련되어져 있는 MMP-1의 발현을 알아본 결과 시호 추출물에 의해 total protein 양이 또한 감소되는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 시호는 주름활성을 개선시킬 수 있는 기능성 소재로 활용 될 수 있을것으로 사료된다.
The electron donating ability, elastase inhibitory, procollagen synthesis and Matrix metalloprotease-1 (MMP-1) activities were measured in order to verify the anti-wrinkle properties of extracts from Buplerum falcatum as a functional ingredient for cosmetic products. Electron donating ability and el...
The electron donating ability, elastase inhibitory, procollagen synthesis and Matrix metalloprotease-1 (MMP-1) activities were measured in order to verify the anti-wrinkle properties of extracts from Buplerum falcatum as a functional ingredient for cosmetic products. Electron donating ability and elastase inhibition activities were 80 and 52% at a dose of $1,000{\mu}g/mL$ of B. falcatum 70% ethanol extract. Pro-collagen synthesis was increased with the increase concentration of B. falcatum extract on CCD-986sk in addition to decrease the amount of protein of MMP-1. The results suggested that B. falcatum extract can be used to reduced electron donating ability, elastase, pro-collagen synthesis and MMP-1 activity and is a potential candidate for cosmedical materials.
The electron donating ability, elastase inhibitory, procollagen synthesis and Matrix metalloprotease-1 (MMP-1) activities were measured in order to verify the anti-wrinkle properties of extracts from Buplerum falcatum as a functional ingredient for cosmetic products. Electron donating ability and elastase inhibition activities were 80 and 52% at a dose of $1,000{\mu}g/mL$ of B. falcatum 70% ethanol extract. Pro-collagen synthesis was increased with the increase concentration of B. falcatum extract on CCD-986sk in addition to decrease the amount of protein of MMP-1. The results suggested that B. falcatum extract can be used to reduced electron donating ability, elastase, pro-collagen synthesis and MMP-1 activity and is a potential candidate for cosmedical materials.
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문제 정의
이에 본 연구는, 피부 섬유아세포를 이용하여 시호 추출물이 피부에 미치는 항노화 효과에 관한 연구를 수행하였으며, 피부노화의 직접적인 원인인 matrix metalloprotease-1 (MMP-1)의 유전자 발현과 피부의 주요 구성인자인 콜라겐의 생합성 촉진 효과에 대해 검증하였다.
제안 방법
DPPH 전자공여능 활성 측정. 전자공여능(electron donating ability)은 기존에 보고된 방법(Blois, 1958)을 변형하여 96 well plate에 맞게 수정하여 측정하였다. 각 시료용액 2 mL에 0.
Elastase 저해활성 측정. 시호 추출물의 주름 효소 활성 저해능을 평가하기 위해 elastase 활성을 측정하였다. 기질로서 Nsuccinyl-(L-Ala)3-p-nitroanilide를 사용하여 37℃에서 20분간 기질로부터 생성되는 p-nitroanilide의 생성량을 445 nm에서 측정하였다.
Fibroblast cell (CCD-986sk)의 생존율 확인. 시호 추출물의 CCD-986sk에 미치는 영향 및 세포독성과 더불어 시험에 사용될 농도 범위 결정을 위해서 MTT assay를 시행하였다. 시호 추출물을 농도별(5, 10, 50, 100, 500, 1,000 µg/mL)로 처리한 결과 5, 10, 50 µg/mL 처리 시 섬유아세포 생존율에 큰 영향을 나타내지 않았지만, 100, 500, 1,000 µg/mL의 농도 별 처리 시에는 세포의 생존율이 85, 76, 65%로 감소되는 것을 확인 할 수 있었다(Fig.
3). 따라서 본 연구에서 CCD-986sk 세포 내 시호 추출물의 pro-collagen 합성 촉진 효과 측정 및 MMP-1 발현 측정을 확인하기 위해서 세포 생존율이 100% 가까운 농도인 5, 10, 50 µg/mL을 사용하였다.
대상 데이터
식물재료. 본 실험에 사용한 시호(Bupleurum falcatum)는 2009년 2월 초순에 건조된 시호의 뿌리를 (주)HB (Human herb, Korea)에서 구입하여 깨끗이 세척한 뒤 실험재료로 사용하였다.
세포독성 측정 및 세포주 배양. 세포 독성에 측정에 사용된 섬유아세포 CCD-986sk 세포는 ATCC에서 구입하여 사용하였다. 세포 독성 측정 및 배양을 위해 dulbecco’s modified eagle medium (DMEM), fetal bovine serum (FBS), penicillin/streptomycin, 0.
데이터처리
통계처리. 결과 통계처리는 SPSS 12.0을 사용하였으며, 유의차 검증은 분산분석(ANOVA: analysis of variance) 프로그램을 이용하여 t-test를 이용하여 통계적 유의수준 p <0.05, 0.01에서 검증하였다.
성능/효과
이때 수소 주개로 작용하는 항산화제의 능력은 안정한 free radical 인 DPPH와의 반응을 통하여 알아 볼 수 있다. 시호 추출물에 대한 free radical 소거 활성 측정 결과 1,000 µg/mL의 농도에서 80% 저해 활성을 가지는 것을 확인하였으며, free radical을 50%로 저해 할 수 있는 농도(IC50)가 29.3 µg/mL의 농도임을 확인하였다. 또한 vit.
4 µg/mL임을 확인 할 수 있었다. 주름 관련 효소를 억제에 뛰어난 효능을 가지는 Epigallocatechin gallate (EGCG)와 비교시 같은 농도에서 elastase 효소 억제능은 60%였으며 IC50 750 µg/mL임을 나타내어 시호 추출물이 같은 농도에서 EGCG와 비슷한 활성을 가지는 것을 확인 할 수 있었다 (Fig. 2).
시호 추출물의 CCD-986sk에 미치는 영향 및 세포독성과 더불어 시험에 사용될 농도 범위 결정을 위해서 MTT assay를 시행하였다. 시호 추출물을 농도별(5, 10, 50, 100, 500, 1,000 µg/mL)로 처리한 결과 5, 10, 50 µg/mL 처리 시 섬유아세포 생존율에 큰 영향을 나타내지 않았지만, 100, 500, 1,000 µg/mL의 농도 별 처리 시에는 세포의 생존율이 85, 76, 65%로 감소되는 것을 확인 할 수 있었다(Fig. 3).
따라서 콜라겐의 합성을 촉진시킬 수 있는 소재는 탄력 있는 피부를 만들어주는 화장품 원료로서 사용 가능하다고 생각 하여 시호 추출물로 collagen 합성 실험을 하였다. 섬유아세포에 UVB를 조사한 결과 정상군에 비해 procollagen 생합성율이 50% 이상 저해 되었으며, 시호 추출물을 처리하여 pro-collagen의 생합성의 활성효능을 확인하였다. 그 결과, 시호 추출물은 각각 5, 10, 50 µg/mL의 농도에서 65, 70, 80%로 pro-collagen 생합성을 나타내었으며 대조물질인 EGCG 와 비슷한 효능을 나타내었다.
섬유아세포에 UVB를 조사한 결과 정상군에 비해 procollagen 생합성율이 50% 이상 저해 되었으며, 시호 추출물을 처리하여 pro-collagen의 생합성의 활성효능을 확인하였다. 그 결과, 시호 추출물은 각각 5, 10, 50 µg/mL의 농도에서 65, 70, 80%로 pro-collagen 생합성을 나타내었으며 대조물질인 EGCG 와 비슷한 효능을 나타내었다. 이와 같이 시호 추출물은 피부 세포중 하나인 CCD-986sk에서의 pro-collagen 생합성 율도 농도 의존적으로 유의성 있게 촉진 시키는 것을 확인 할 수 있었다(Fig.
그 결과, 시호 추출물은 각각 5, 10, 50 µg/mL의 농도에서 65, 70, 80%로 pro-collagen 생합성을 나타내었으며 대조물질인 EGCG 와 비슷한 효능을 나타내었다. 이와 같이 시호 추출물은 피부 세포중 하나인 CCD-986sk에서의 pro-collagen 생합성 율도 농도 의존적으로 유의성 있게 촉진 시키는 것을 확인 할 수 있었다(Fig. 4).
그러므로, MMP-1활성의 억제는 곧 collagen 분해를 감소시켜 피부 탄력의 유지 및 주름 형성을 억제 할 수 있으리라 판단되어 protein level에서의 MMP-1 유전자의 발현 변화를 측정하였다. 그 결과, 섬유아세포에 처리된 시호 추출물의 농도가 증가 할수록 비처리군에 비해 MMP-1의 유전자 발현이 농도의존적으로 억제되는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 5).
후속연구
2). 이와 같은 결과로 보아 시호 추출물은 피부탄력 저하 활성 효능을 지니기에 기능성 소재로서의 가능성을 시사하여 준다.
5). 시호 추출물은 collagen의 직접적인 분해효소인 MMP-1의 발현을 protein level에서 억제함으로써, 피부 주름의 형성을 억제하는 것으로 판단되고, 이는 주박을 이용한 피부주름개선 화장품의 개발의 가능성을 제시한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
시호의 뿌리에는 어떤 성분들이 함유되어 있는가?
시호의 약리 부위는 뿌리이며 소염, 해열, 면역보강, 진통, 궤양 치료 등 다양한 효과가 밝혀져 왔으며(Kimata 등, 1982; Yamada 등, 1991a; Matsumoto 등, 1993; Guo 등, 2000), 대표적인 항염증 약물로 분류되고 있다. 시호의 뿌리에는 지방산으로 stearic acid, oleic acid, linolenic acid, palmitic acidem이 함유되어 있고(Yamada 등, 1991b; Jeong 등, 1998), 시호의 주 약리 성분인 olenane계 saponin인 saikosaponin a와 d에 의한 것으로 항염증, 상처치유 등 많은 연구에 의해 입증되고 있으며(Kimata 등, 1982; Kim 등, 2011; Kim 등, 2012), saikosaponin c의 경우에도 당을 제거한 sapogenin이 동일한 약리작용을 보이는 것으로 밝혀져 있다(Yamamoto 등, 1975). 피부 노화(skin aging)는 피부 진피층에 존재하는 세포외기질 (extracellular matrix)의 구조적인 변화로 발생되는데(Makrantonaki 와 Zouboulis, 2007; Imokawa 등, 2008; Kim 등, 2008b; Tsuji-Naito 등, 2010) 구성요소 중 탄력섬유(elastic fiber)의 변성과 교원질(collagen) 양의 감소가 피부의 주름을 야기한다(Kim 등, 2010).
시호의 뿌리는 어떤 치료 효과를 가지고 있는가?
주요약용식물의 하나인 시호(Buplerum falcatum)는 미나리과(Umbelliferae)에 속하는 다년생 초본으로서 세계적으로 120여종, 국내에서 5종 이상이 자생 재배되고 있으며 뿌리를 생약재로 이용하는 약용식물 중의 하나이다(Jeong 등, 1998). 시호의 약리 부위는 뿌리이며 소염, 해열, 면역보강, 진통, 궤양 치료 등 다양한 효과가 밝혀져 왔으며(Kimata 등, 1982; Yamada 등, 1991a; Matsumoto 등, 1993; Guo 등, 2000), 대표적인 항염증 약물로 분류되고 있다. 시호의 뿌리에는 지방산으로 stearic acid, oleic acid, linolenic acid, palmitic acidem이 함유되어 있고(Yamada 등, 1991b; Jeong 등, 1998), 시호의 주 약리 성분인 olenane계 saponin인 saikosaponin a와 d에 의한 것으로 항염증, 상처치유 등 많은 연구에 의해 입증되고 있으며(Kimata 등, 1982; Kim 등, 2011; Kim 등, 2012), saikosaponin c의 경우에도 당을 제거한 sapogenin이 동일한 약리작용을 보이는 것으로 밝혀져 있다(Yamamoto 등, 1975).
시호란 무엇인가?
최근 약용식물의 재배는 높은 소득과 수출에 크게 기여할 작물로 평가되고 있다. 주요약용식물의 하나인 시호(Buplerum falcatum)는 미나리과(Umbelliferae)에 속하는 다년생 초본으로서 세계적으로 120여종, 국내에서 5종 이상이 자생 재배되고 있으며 뿌리를 생약재로 이용하는 약용식물 중의 하나이다(Jeong 등, 1998). 시호의 약리 부위는 뿌리이며 소염, 해열, 면역보강, 진통, 궤양 치료 등 다양한 효과가 밝혀져 왔으며(Kimata 등, 1982; Yamada 등, 1991a; Matsumoto 등, 1993; Guo 등, 2000), 대표적인 항염증 약물로 분류되고 있다.
참고문헌 (29)
Blois MS (1958) Antioxidant determination by the use of a stable free radical. Nature 181, 1199-20.
Guo Y, Mastsumoto T, Kikuchi Y, Ikejima T, Wang B, and Yamada H (2000) Effect of apectic polysaccharide from a medicinal herb, the roots of Bupleurum falcatum L. on interleukin 6 production of murine B cells and B cell lines. Immunopharmaco 49, 307-16.
Imokawa G (2008) Recent advances in characterizing biological mechanisms underlying UV-induced wrinkles: a pivotal role of fibrobrast-derived elastase. Arch Dermatol Res 300, 7-20.
Imokawa G, Takema Y, Yorimoto Y, Tsukahara K, Kawai M, and Imayama S (1995) Degree of ultraviolet-induced tortuosity of elastic fibers in rat skin is age dependent. J Invest dermatol 105, 254-8.
Jeong HJ, Kim KU, Lee SC, Kim GW, and Chung GY (1998) Comparion on morphology and saikosaponin centents of Bupleurum falcatum produced in korea and china. Korean J Plant Res 11, 283-9.
Kim EJ, Kim MK, Jin XJ, Oh JH, Kim JE, and Chung JH (2010) Skin aging and photoaging alter fatty acids composition, including 11,14,17-eicosatrienoic acid, in the epidermis of human skin. J Korean Med Sci 25, 980-3.
Kim HH, Cho S, Lee S, Kim KH, Cho KH, Eun HC et al. (2006) Photoprotective and anti-skin-aging effects of eicosapentaenoic acid in human skin in vivo. J Lipid Res 47, 921-30.
Kim LD, Kwon RH, Heo YY, Jung HJ, Kang YY, and Bae JH (2008a) Supercritical extraction of oriental herb: anti-aging and anti-wrinkle effects. Korean J Biotechnol Bioeng 23, 259-534.
Kim MJ, Kim JY, Jung TK, Choi SW, and Yoon KS (2006) Skin anti-aging effect of Forsythia viridissima L. extract. Korean J Biotechnol Bioeng 21, 444-50.
Kim SH, Yong HJ, Shin C, and Ko SG (2008b) Research of traditional herbal medicines for anti-aging, inhibition effect of wrinkle and whitening effect in the skin. Korean J Ori Physiol Pathol 22,691-8.
Kim SM, Ku SK, Cho SY, and Park SJ (2012) Effect of Bupleuri radix on the rat hypothyroidism induced by PTU(6-n-propyl-2-thourail). Korean J Ori Physiol Pathol 22, 714-23.
Kim SY, Kim SJ, Lee JY, Kim WG, Park WS, Sim YC et al. (2004) Protective effects of dietary soy isoflavones against UV-induced skin-aging in hairless mouse model. J Am Coll Nutr 23, 157-62.
Kim YS, Cho IH, jeong MJ, Jeong SJ, Nah SY, Cho YS et al. (2011) Therapeutic effect of total ginseng saponin on skin wound healing. J Ginseng Res 35, 360-7.
Lee SY, An JH, and Cho HY (2003a) Isolation and characterization of MMP-1 inhibitor peptide from Crataegus pinnatifida bunge in fibroblast cell line HS68 cells. J Kor Soc Argic Chem Biogechno 46, 60-5.
Lee YS, Jin DQ, Beak SM, Lee ES, and Kim JA (2003b) Inhibition of ultraviolet-A-modulated signaling pathways by asiatic acid and ursolic acid in HaCaT human keratinocytes. Eur J Pharmacol 476, 173-8.
Matsumoto T, Cyong JC, Kiyohara H, Matsui H, Abe A, Hirano M et al. (1993) The pectic polysaccharide from Bupleurum falcatum L. enhances immune complexes binding to peritoneal macrophages through fc receptor expression. Inter J Immunopharmacol 15, 683-93.
Parfitt AM, Simon LS, Villanueva AR, and Krane SM (1987) Procollagen type carboxy-terminal extension peptide in serum as a marker of collagen biosynthesis in bone Correlation with iliac bone formation rates and comparison with total alkaline phosphatase. J Bone Miner Res 2,427-36.
Park HJ, Ock SM, Kim HJ, Park HJ, Lee YB, Choi JM et al. (2010) Vitamin C attenuates ERK signaling to inbihit regulation of collagen production by LL-37 in human dermal fibroblasts. Exp Dermatol 19, 258-64.
Park SN (1997) Skin aging and antioxidant . J Soc Cosmet Scientists kor 23, 75.
Park SN (2003) Antioxidative properties of baicalein, components from scutellaria baicalensis georgi and its application to cosmetics (I). J Korean Ind Eng Chem 14, 657.
Suganuma K, Nakajima H, Ohtsuki M, and Imokawa G (2010) Astaxanthin attenuates the UVA-induced up-regulation of matrix-metalloproteinase-1 and skin fibroblast elastase in human dermal fibroblasts. J Dermatol Sci 58, 136-42.
Tsuji-Naito K, Ishikura S, Akagawa M, and Saeki H (2010) Alpha-Lipoic acid induces collagen biosynthesis involving prolyl hydroxylase expression via activation of TGF-beta-Smad signaling in human dermal fibroblasts. Connect Tissue Res 51, 378-87.
Wiedow OJ, Schroder M, and Christophers E (1990) Elafin: an elastase specific inhibition of human skin. J Biol Chem 265, 14791-801.
Yamada H, Hirano M, and Jiyohara H (1991a) Partial structure of an antiulcer pectic polysaccharides from roots of Bupleurum falcatum. Carbohyd Res 219, 173-92.
Yamada H, Sun XB, Matsumoto T, Ra KS, Hirano N, and Kiyohara H (1991b) Purification of anti-ulcer polysaccharides from the roots of Bupleurum falcatum. Plant medicine 57, 555-9.
Yamamoto M, Kumagai A, and Yamamura Y (1975) Structure and action of saikosaponins isolated from Bupleurum falcatum L. I. Antiinflammatory actions of saikosaponin. Arzrin Forsch. Drug Res 25, 1021-3.
Yeom MH, Lee JY, Kim JS, Park CW, Kim DH, and Kim HK (2010) The anti-aging effects of Korean Ginseng Berry in the skin. Korean J Pharmacogn 41, 26-30.
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