The purpose of this study was to evaluate the whitening effect of aerial part of Pueraria lobata and mechanisms. Aerial part of Pueraria lobata, dose-dependently reduced the melanin content. Aerial part of Pueraria lobata, significantly decreased cellular tyrosinase activity, while there was not any...
The purpose of this study was to evaluate the whitening effect of aerial part of Pueraria lobata and mechanisms. Aerial part of Pueraria lobata, dose-dependently reduced the melanin content. Aerial part of Pueraria lobata, significantly decreased cellular tyrosinase activity, while there was not any effect on tyrosinase in cell-free conditions. To elucidate the mechanisms behind the aerial part of Pueraria lobata, treated melanogenesis regulation, the expressions of melanogensis related genes, proteins, and the activity of ${\alpha}-glucosidase$ were determined. Aerial part of Pueraria lobata, significantly inhibited gene and protein levels of MITF, tyrosinase and TRP-1. It suppressed the ${\alpha}-glucosidase$, leading to inhibition on the maturation of tyrosinase. Also aerial part of Pueraria lobata, was observed to have the high antioxidant activity. These results suggested that whitening effect of aerial part of Pueraria lobata, should be due to the down-regulation of MITF, tyrosinase and TRP-1 expression and the intercepting maturation of tyrosinase through suppressing ${\alpha}-glucosidase$. Another should be the high anti-oxidant activity. The findings show the possibility that aerial part of Pueraria lobata, can be used as a potential skin-whitening agent.
The purpose of this study was to evaluate the whitening effect of aerial part of Pueraria lobata and mechanisms. Aerial part of Pueraria lobata, dose-dependently reduced the melanin content. Aerial part of Pueraria lobata, significantly decreased cellular tyrosinase activity, while there was not any effect on tyrosinase in cell-free conditions. To elucidate the mechanisms behind the aerial part of Pueraria lobata, treated melanogenesis regulation, the expressions of melanogensis related genes, proteins, and the activity of ${\alpha}-glucosidase$ were determined. Aerial part of Pueraria lobata, significantly inhibited gene and protein levels of MITF, tyrosinase and TRP-1. It suppressed the ${\alpha}-glucosidase$, leading to inhibition on the maturation of tyrosinase. Also aerial part of Pueraria lobata, was observed to have the high antioxidant activity. These results suggested that whitening effect of aerial part of Pueraria lobata, should be due to the down-regulation of MITF, tyrosinase and TRP-1 expression and the intercepting maturation of tyrosinase through suppressing ${\alpha}-glucosidase$. Another should be the high anti-oxidant activity. The findings show the possibility that aerial part of Pueraria lobata, can be used as a potential skin-whitening agent.
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문제 정의
본 연구진은 선행된 연구에서 갈만 추출물이 daidzin,daidzein, genistin, genistein, puerarin등의 isoflavonoid를 함유하고 있으며 미백효능을 나타냄을 확인하였다.17) 본 연구는 갈만의 화장품 소재로서 산업적 이용 가능성을 확인하고자 한다.
Western Blot을 이용한 미백관련 단백질의 발현 분석 −갈만이 B16F10 세포에 멜라닌 생성과정과 관련된 단백질의 발현을 조절하는지 조사하였다.
갈만의 미백기전을 밝히기 위해 멜라닌 생성 과정 중 초기속도를 결정하는 역할을 하는 tyrosinase의 활성에 미치는 영향을 확인하였다. Tyrosinase는 tyrosine을 DOPA로 전환시키고 DOPA는 DOPA-quinone으로 전환시키며 또 DOPA chrome에서 유도된 5,6-dihydroxyindole(DHI)이 indole-5,6-quinone으로 변환되는 과정에 관여하여 인체 내의 멜라닌 생합성 경로에서 가장 중요한 초기 속도결정단계에 관여하는 효소로서 많은 미백 성분이 이 효소를 억제하는 작용기전을 가지고 있다.
멜라닌합성 과정에 관여하는 주요 인자인 tyrosinase와 TRP-1의 전사조절과 갈만의 미백 작용의 관련성을 확인하는데 중요 전사조절인자인 MITF에 미치는 영향을 확인하였다. 천연물 유래의 성분이 MITF의 저해를 통해 melanin 색소 생성을 억제할 수 있음이 보고되었다.
본 연구에서는 갈만의 미백효과를 확인하기 위해서 30%주정추출물의 ethyl acetate 분획물의 세포독성, tyrosinase 저해 활성, melanin 생성 억제 활성, α-glucosidase 저해 활성, MITF, TRP-1과 tyrosinase의 단백질 및 유전자 발현 억제 효과 및 항산화 활성 등을 조사하였다.
가설 설정
Tyrosinase는 tyrosine을 DOPA로 전환시키고 DOPA는 DOPA-quinone으로 전환시키며 또 DOPA chrome에서 유도된 5,6-dihydroxyindole(DHI)이 indole-5,6-quinone으로 변환되는 과정에 관여하여 인체 내의 멜라닌 생합성 경로에서 가장 중요한 초기 속도결정단계에 관여하는 효소로서 많은 미백 성분이 이 효소를 억제하는 작용기전을 가지고 있다.32) 갈만은 mushroom tyrosinase에 대한 저해활성 효과는 없었다. 그러나 세포내 tyrosinase 활성에 미치는 영향을 확인한 결과, 농도 의존적인 유의적 억제효과를 나타내었다.
제안 방법
α-Glucosidase 저해활성 측정 − 갈만이 tyrosinase 활성화 이후 단계에 미치는 영향을 확인하고자 번역 후 변형 단계에서 작용하는 α-glucosidase의 활성을 측정하였다.
α-MSH 단일처리군은 무처리군과 비교하여 멜라닌 생성이 증가되었고 이를 100%로 계산하여 멜라닌 생성 억제 정도를 비교하였다.
α-MSH로 멜라닌 생성을 유도한 후 갈만이 멜라닌생성에 미치는 영향을 조사하였다.
0.2 MNa2CO3를 80 µl를 넣어 반응을 정지시킨 후 405 nm에서 흡광도를 측정하여 효소 반응으로 생성된 nitrophenyl의 함량을 정량하여 처리하지 않은 대조구와 비교하여 효소 활성을 계산하였다.
300-500 ng/µl의 시료 mRNA,primer 및 TaqMan RNA-to-CtTM 1-Step Kit를 사용하여 제조회사의 시험방법대로 시행하여 ABI step one plus(Appliedbiosystem, USA) 기기에서 48oC에서 15분, 95oC에서 10분 1회, 95oC에서 15초, 60oC에서 1분으로 40~60회 반복하여 threshold cycle 값을 측정하였다.
활성화된 CREB는 MITF단백질의 발현을 증가시켜 tyrosinase 유전자의 발현을 촉진하는 것으로 알려져 있다.31) 산업적유용성을 평가하기 위하여 대량제조된 갈만 추출물은 puerarin과 daidzin을 지표성분으로 표준화하였다. α-MSH로 B16F10 세포를 자극시켜 멜라닌생성을 유도한 후 멜라닌정량을 통한 갈만의 미백효과를 확인한 결과 농도 의존적인 멜라닌 감소를 하였으며 실험에 사용된 최고 농도에서는 50%이상의 멜라닌생성억제효과를 확인하였다.
30-50 µg의 단백질을 10% SDS-PAGE 전기영동 하여 nitrocellulose membrane을 이용하여 transfer하였다. 5% skim milk으로 1시간 blocking 한 후 멜라닌 생성에 관여하는 유전자인 tyrosinase, MITF, TRP-1 primary antibody와 세포의 여러 조건에서도 그 발현 정도의 차이가 거의 없는 house keeping gene인 GAPDH을 희석하여 4℃에서 16시간 이상 반응시킨 다음 PBST로 세척한 후 primary-specificHRP conjugate secondary antibody를 실온에서 2시간 동안 반응시키고 PBST로 세척한 후 ECL 용액으로 발광시켜 FluorChem E system image analyzer(Cell Biosciences, Santa Clara, CA)를 이용하여 band의 사진을 촬영하였다.
Mushroom tyrosinase 저해활성 측정 − Tyrosinase에 대한 반응기질로 사용하기 위하여 0.01% L-DOPA를 제조하였다.
Real-time PCR − Western blot과 동일한 방법으로 처리한 세포를 eszy-Blue Total RNA extraction kit로 mRNA를 추출 후, ND-1000 spectrophotometer(NanoDrop Technology,USA)를 사용하여 정량하였다.
Tyrosinase 저해활성 측정 − Mushroom tyrosinase에 갈만을 50, 100, 200, 500 µg/ml 농도로 처리한 후 효소의 활성에 미치는 영향을 알아보았다.
따라서 50 µg/ml 농도 이하에서 세포관련 실험을 진행하였다.
배양 후 1 mg/ml MTT용액을 넣어 3시간 동안 37℃ 배양한 후 상층액을 제거하고 formazan 침전물에 200 µl DMSO를 넣어 약 10분간 방치한 후 540 nm의 파장에서 microplatereader로 흡광도를 측정하여 세포 생존율을 계산하였다.
배양된 세포를 96 well plate에 5×103 cells/well이 되게 200 µl 분주하고 24시간 후에 시료를 10, 25, 50, 100,200 µg/ml 농도로 처리하고 24, 48시간 배양하였다.
자외선 등에 의해 발생된 활성산소는 피부색소형성을 촉진하게 되는데 항산화물질에 의한 활성산소 소거 반응이 멜라닌색소 형성억제에 효과적이라는 연구보고가 있어 다양한 종류의 라디칼에 대한 항산화 활성을 확인하였다.36) DPPH radical 소거법은 항산화물질의 전자공여능을 이용한 항산화 측정법으로 주로 tocopherol, ascorbate, flavonoid 화합물과 aromatic amine 화합물의 항산화능 측정에 많이 사용되는 방법으로 다양한 천연소재로부터 항산화 물질을 탐색하는데 많이 이용되고 있다.
57%)을 얻었다. 지표성분 분석을 위해 갈만 추출물 분말 0.5 g을 메탄올 50 ml에 넣어 환류냉각기를 달고 수욕에서 2시간 환류 추출한 다음 여과한 액에 메탄올을 추가해 100 ml로 만든 후 메탄올로 5배 희석하여 만들었다. Puerarin과 daidzin 10 mg에 메탄올을 넣어 100 ml로 만들어 표준액으로 사용하였다.
대상 데이터
Tyrosinase, MITF(microphthalmia-associated transcription factor) 및 TRP-1 antibody는 Santa Cruz Biotechnology 사(Santa Cruz, CA, USA)로부터 구입하였다. Easy-Blue Total RNA extraction kit(iNtRONBiotechnology, Seongnam, Korea), SOD assay kit(Dojindo,Japan), TaqMan RNA-to-Ct 1-Step Kit(Applied Biosystems, CA, USA)를 구입하여 사용하였다.
Superoxide radical 소거 실험에서 vitamin E 유사체인 trolox를 양성 대조군으로 사용하였으며 실험 결과는 Fig.8B로 나타내었다. 갈만의 SOD 활성은 50, 100, 500 µg/ml에서 각각 17.
Louis, MO, USA)에서 구입하였다. Tyrosinase, MITF(microphthalmia-associated transcription factor) 및 TRP-1 antibody는 Santa Cruz Biotechnology 사(Santa Cruz, CA, USA)로부터 구입하였다. Easy-Blue Total RNA extraction kit(iNtRONBiotechnology, Seongnam, Korea), SOD assay kit(Dojindo,Japan), TaqMan RNA-to-Ct 1-Step Kit(Applied Biosystems, CA, USA)를 구입하여 사용하였다.
01% L-DOPA 20 µl,tyrosinase 10 µl를 넣고 혼합한 후 2 분후 475 nm microplate reader로 흡광도를 측정하였다. 무첨가구은 시료대신 0.1 M 인산완충액을 사용하였고, 양성대조군으로는tyrosinase 저해제로 알려진 kojic acid를 사용하였다.
01% L-DOPA를 제조하였다. 반응 효소로 작용하는 mushroom tyrosinase는 2,500units/ml의 tyrosinase를 준비하였다. 0.
세포 생존율 측정 − B16F10 melanoma 세포는 한국세포주은행(KCLB, Korean Cell Line Bank, Korea)로부터 분양받아 사용했으며, 37℃, 5% CO2 배양기에서 10% FBS와1% antibiotics를 첨가한 DMEM 배지를 사용하여 배양하였다.
실험 재료 및 추출 − 본 실험에 사용한 갈만은 2015년 7월 전북 진안에서 채취하여, 한풍제약의 조형권박사가 검증한 후 사용하였으며 갈만표본(HP-10-075)은 한풍제약 표본실에 보관하고 있다.
2 mM DPPH용액을 시료용액과 1:1로 섞은 후 차광, 실온에서 30분간 방치하였다가 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성 대조군으로는 vitamin C를 사용하였으며 DPPH radical 소거활성은 아래와 같이 계산하였다.
컬럼은 Capcell Pak C18, UG 120(4.6 mm×250 mm, 5 µm, Shiseido, Japan)을 사용하였다.
데이터처리
통계처리 − 모든 실험값은 평균±표준편차로 표기하였고 통계분석은 SigmaPlot version 10.0(Systat Software Inc.,San Jose, CA, USA)사용하여 Student’s t-test로 처리하였으며, 유의성은 p 값이 0.05 이하인 경우를 기준으로 판정하였다.
이론/모형
DPPH radical 소거활성 − DPPH를 이용하여 시료의 라디칼 소거효과(radical scavenging effect)를 측정하는 Blois 법20)을 활용하여 측정하였다.
cells/well이 되게 분주하고 24시간 후 α-MSH(100nM)를 처리하고 24시간 후 시료를 처리하여 48시간 동안 배양하였다. PBS로 세척 후 RIPA buffer 넣고 얼음에서 30분간 용해하고, 4℃, 13,000 rpm에서 30분간 원심분리 후상층액에서 얻은 단백질은 Bradford method로 정량하였다. 30-50 µg의 단백질을 10% SDS-PAGE 전기영동 하여 nitrocellulose membrane을 이용하여 transfer하였다.
Superoxide Radical 소거효과 측정− Superoxide dismutase(SOD)유사활성은 SOD assay kit-WST(Dojindo, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다.
1 M phenylmethyl sulfonyl fluoride) 200 µl 첨가하여 얼음에 30분 동안 방치 후 4℃ 1,3000 rpm으로 30분간 원심분리 한 다음 상층액을 얻었다. 단백질은 Bradford법으로 정량하였다. 각각의 세포용해액은 well 당 30 µg과 0.
배양기에서 10% FBS와1% antibiotics를 첨가한 DMEM 배지를 사용하여 배양하였다. 세포 생존율 측정은 Carmichael의 방법18)에 따라 측정하였다. 배양된 세포를 96 well plate에 5×103 cells/well이 되게 200 µl 분주하고 24시간 후에 시료를 10, 25, 50, 100,200 µg/ml 농도로 처리하고 24, 48시간 배양하였다.
성능/효과
α-MSH로 B16F10 세포를 자극시켜 멜라닌생성을 유도한 후 멜라닌정량을 통한 갈만의 미백효과를 확인한 결과 농도 의존적인 멜라닌 감소를 하였으며 실험에 사용된 최고 농도에서는 50%이상의 멜라닌생성억제효과를 확인하였다.
25와 50 µg/ml에서 각각 50, 61.6% 멜라닌 생성 억제시켜 양성대조군으로 사용된 arbutin보다 뛰어난 효과를 보였다.
천연물 유래의 성분이 MITF의 저해를 통해 melanin 색소 생성을 억제할 수 있음이 보고되었다.33) 갈만이 MITF와 TRP-1, tyrosinase의 mRNA 및 단백질 발현에 미치는 영향을 확인한 결과 MITF, TRP-1과 tyrosinase 단백질 및 mRNA 발현을 억제시키는 것을 확인하였다. 이는 갈만의MITF 발현 억제를 통하여 tyrosinase와 TRP-1의 mRNA 전사억제에 의한 단백질 발현이 감소되고, 더 나아가 멜라닌생성 억제로 이어지는 것이라 판단된다.
37) SOD는 세포에 유해한 oxygen radical을 과산화수소로 전환시키는 촉매작용을 하는 효소로, SOD에 생성된 과산화수소는 peroxidase나 catalase에 의하여 생체 내에서 무해한 물 분자와 산소분자로 전환시켜 활성산소로부터 생체를 보호하는 기능으로 알려져 있다.38)갈만의 항산화 효과는 측정된 모든 방법에서 농도 의존적인 증가를 보였으며 SOD유사활성측정법에 의한 항산화 효과는 양성대조군과 비교했을 때 그 이상의 항산화 효과를 확인하였다.
Real-time PCR을 이용한 미백관련 mRNA 발현 분석 −갈만이 MITF, TRP-1, tyrosinase의 mRNA에 미치는 영향을 분석한 결과, tyrosinase mRNA 발현은 25와 50 µg/ml에서 α-MSH 대비 각각 15.2, 19.2%의 발현 감소율을 보였다.
TRP-1 mRNA발현 감소율은 갈만 25, 50 µg/ml에서 각각 9.4,14.2%, MITF mRNA 발현은 33.4, 52.1%로 높은 감소율을 나타내었다.
갈만의 mushroom tyrosinase 저해활성측정결과 저해효과가 없었으나, 세포 내 tyrosinase 활성은 농도 의존적인 감소가 관찰되었다. 갈만의 MITF, TRP-1과 tyrosinase의 단백질 및 mRNA 발현억제를 확인한 결과MITF, TRP-1과 tyrosinase 단백질 및 mRNA 발현측정에서도 3가지 인자 모두 발현이 억제됨으로써 미백 효능을 나타낼 수 있음을 확인할 수 있었다. α-glucosidase 저해 활성측정결과 농도 의존적으로 α-glucosidase의 활성을 억제시켜 전사와 번역이후 단계에서도 갈만이 작용함이 관찰되었다.
갈만의 SOD 활성은 50, 100, 500 µg/ml에서 각각 17.3, 40.4, 73.3%로 농도 의존적으로 증가하는 경향을 보였으며, trolox는 500 µg/ml에서 47.7% 소거 활성을 보였다.
멜라닌정량 결과농도 의존적으로 멜라닌 생성을 억제하였고 arbutin보다 뛰어난 효과를 보였다. 갈만의 mushroom tyrosinase 저해활성측정결과 저해효과가 없었으나, 세포 내 tyrosinase 활성은 농도 의존적인 감소가 관찰되었다. 갈만의 MITF, TRP-1과 tyrosinase의 단백질 및 mRNA 발현억제를 확인한 결과MITF, TRP-1과 tyrosinase 단백질 및 mRNA 발현측정에서도 3가지 인자 모두 발현이 억제됨으로써 미백 효능을 나타낼 수 있음을 확인할 수 있었다.
갈만의 항산화 활성은 DPPH법, SOD유사활성측정법을 사용하여 확인하였고 모든 방법에서 농도 의존적으로 항산화효과를 보였다.
갈만이 B16F10세포의 세포생존율에 미치는 영향을 알아보기 위하여 농도별로 24, 48시간 처리 결과 갈만은 10, 25,50 µg/ml 처리 시 B16F10 세포생존율이 80% 이상으로 나타났지만 100, 200 µg/ml 농도에서 세포독성으로 인해 60% 이하로 급격히 생존율이 저하되었다(Fig. 2).
갈만이 mushroom tyrosinase에 영향을 미치지 않는 것과는 달리 세포 내(B16F10) tyrosinase 활성 측정 결과, αMSH 단일처리군 대비 갈만 25와 50 µg/ml에서 각각 10.4,55.7%의 농도 의존적인 tyrosinase 저해 활성을 나타내었다(Fig. 4B).
그 결과 Fig. 5와 같이α-MSH 처리군은 무처리군에 비하여 TRP-1, tyrosinase와 MITF 발현이 현저히 높아졌다.
32) 갈만은 mushroom tyrosinase에 대한 저해활성 효과는 없었다. 그러나 세포내 tyrosinase 활성에 미치는 영향을 확인한 결과, 농도 의존적인 유의적 억제효과를 나타내었다. 이러한 결과는 kojic acid나 arbutin과 같은 많은 미백물질의 작용기전인 tyrosinase의 직접적인 활성억제에 의하여 멜라닌 합성을 저해하는 것이 아닌 tyrosinase에 간접적인 영향을 통해 활성의 저하와 멜라닌 생성을 억제하는 것이라 추측할 수 있다.
이러한 이유로 인체에 부작용이 적은 약용식물 및 천연물을 이용한 미백 소재 개발에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 닥나무 추출물, 유용성 감초 추출물은 식품의약품안전처에서 기능성 미백 원료로 고시되었으며 삼백초, 당귀, 사삼, 울금, 인진쑥, 상백피 등이 미백효과를 나타내는 것으로 밝혀졌다.7) 최근에는 피부 미백 효과와 항산화작용, 피부노화 방지 등을 포함하는 복합적 기능평가 연구가 증가되고 있다.
멜라닌 정량 − 산업적 제조단위로 얻어진 갈만의 지표성분 puerarin과 daidzin을 HPLC로 분석한 결과, 각각 평균 134.4±42.5, 153.8±29.5 mg/g을 함유하고 있었다(Fig. 1).
본 연구에서는 갈만의 미백효과를 확인하기 위해서 30%주정추출물의 ethyl acetate 분획물의 세포독성, tyrosinase 저해 활성, melanin 생성 억제 활성, α-glucosidase 저해 활성, MITF, TRP-1과 tyrosinase의 단백질 및 유전자 발현 억제 효과 및 항산화 활성 등을 조사하였다. 멜라닌정량 결과농도 의존적으로 멜라닌 생성을 억제하였고 arbutin보다 뛰어난 효과를 보였다. 갈만의 mushroom tyrosinase 저해활성측정결과 저해효과가 없었으나, 세포 내 tyrosinase 활성은 농도 의존적인 감소가 관찰되었다.
14-16) 그러나 산업화로 이어진 경우는 없다. 본 연구진은 선행된 연구에서 갈만 추출물이 daidzin,daidzein, genistin, genistein, puerarin등의 isoflavonoid를 함유하고 있으며 미백효능을 나타냄을 확인하였다.17) 본 연구는 갈만의 화장품 소재로서 산업적 이용 가능성을 확인하고자 한다.
이상의 결과를 종합하여 볼 때 갈만의 미백효과는 MITF,TRP-1과 tyrosinase의 mRNA 발현 및 단백질의 번역을 억제함으로써 멜라닌 생성 주요효소의 작용을 억제하고,tyrosinase의 α-glucosidase 저해제로 작용하여 tyrosinase의 번역 후 수식을 억제하여 멜라닌 생성을 저해하는 것으로 판단된다.
특히 tyrosinase 발현은 양성대조군인 arbutin100 µM군과 비교했을 때 현저히 억제하였다.
항산화 활성 − 갈만의 항산화 효과를 알아보기 위하여DPPH법을 이용하여 항산화 효과를 측정한 결과(Fig. 8A) 저농도인 10 µg/ml에서 14.9%의 소거활성을 보였으며 50,100 µg/ml에서 각각 47.6, 55.6% 소거활성을 보였다.
후속연구
갈만을 실험실 수준 추출물에서 산업생산 추출물로 제조단위를 높여 미백효능을 확인한 결과 동등이상의 효능을 보여 향후 산업적인 미백소재로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
이상의 결과를 종합하여 볼 때 갈만의 미백효과는 MITF,TRP-1과 tyrosinase의 mRNA 발현 및 단백질의 번역을 억제함으로써 멜라닌 생성 주요효소의 작용을 억제하고,tyrosinase의 α-glucosidase 저해제로 작용하여 tyrosinase의 번역 후 수식을 억제하여 멜라닌 생성을 저해하는 것으로 판단된다. 더불어 강력한 항산화효과는 갈만의 미백작용의 효과를 극대화 시킬 수 있는 것으로 예상되며, 갈만은 미백 기능성 소재로서의 산업적 활용가치가 높은 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
멜라닌은 무엇인가?
멜라닌은 동물, 식물에 널리 분포하는 페놀류 고분자화합물로 피부와 머리카락의 색상을 결정하는 주요인자이다. 일반적으로 멜라닌은 자외선이나 자유 라디칼과 같은 외부자극 요인으로부터 피부 세포의 손상을 억제하기 위해 만들어 진다.
칡의 효능은 무엇인가?
칡(野葛, Pueraria lobata Ohwi)은 콩과에 속하는 덩굴성 다년식물로 한국, 중국, 일본 등을 포함한 극동아시아의 온대영역에 넓게 분포하여 야생하고 있다. 칡은 예로부터 중요한 약용식물로 사용되어왔고, 해열작용, 폐경기 질환, 술독 제거, 담즙과 위액의 분비 증가, 혈압저하작용, 심혈관계질병, 저산소증 보호효과 활성, 납 독성에 대한 보호작용 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.10-12) 한약명으로는 사용부위에 따라 칡뿌리는 갈근(葛根), 꽃은 갈화(葛花), 열매는 갈곡(葛穀), 잎은 갈엽(葛葉), 덩굴은 갈만(葛蔓)이며 질병의 증상 및 치료 방법에 따라 각각 다르게 사용하여 왔다.
피부 미백제 개발에서 tyrosinase, TRP-1, TRP-2의 활성 억제가 중요한 이유는 무엇인가?
일반적으로 멜라닌은 자외선이나 자유 라디칼과 같은 외부자극 요인으로부터 피부 세포의 손상을 억제하기 위해 만들어 진다.1,2) 멜라닌이 과도하게 합성되면 피부 표면에 침착되어 기미, 주근깨 등 다양한 색소 침착을 유발하고 피부 노화를 촉진시킨다.3)
멜라닌은 tyrosine을 기질로 tyrosinase, tyrosinase relatedprotein-1(TRP-1), tyrosinase related protein-2(TRP-2)에 의해 3,4-dihydroxyphenylalanine(DOPA)와 DOPA quinone,DOPA chrome을 거쳐 생성 된다. 따라서 피부 미백제의 개발에 있어서 tyrosinase, TRP-1과 TRP-2 활성 억제는 매우 중요한 부분이다.
참고문헌 (38)
Jun, H. J., Lee, J. H., Cho, B. R., Seo, W. D., Kang, H. W., Kim, D. W. and Lee, S. J. (2012) Dual inhibition of ${\gamma}$ -Oryzanol on cellular melanogenesis: inhibition of tyrosinase activity and reduction of melanogenic gene expression by a protein kinase A-dependent mechanism. J. Nat. Prod. 75: 1706-1711.
Yoon, N. Y., Eom, T. K., Kim, M. M. and Kim, S. K. (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.
Jin, M. H., Jeong, E. T., Kim, M. S., Song, H. J., Kwak, T. J., Park, S. G. and Lee, S. M. (2011) The effects of polydatin isolated from Polygonum cuspidatum on melanogenesis and wrinkle formation. J. Soc. Cosmet. Sci. Korea 37: 327-335.
Ye, Y., Chou, G. X., Wang, H., Chu, J. H. and Yu, Z. L. (2010) Flavonoids, apigenin and icariin exert potent melanogenic activities in murine B16 melanoma cells. Phytomedicine 18: 32-35.
Lee, S. Y., Jun, H. J., Lee, I. C. and Lee, J. Y. (2013) Downregulation of tyrosinase, MITF, TRP-1, and TRP-2 expressions by Juniperus rigida sieb. in murine B16F10 melanoma. J. Life. Science 23: 1445-1453.
Seo, E. J., Hong, E. S., Choi, M. H., Kim, K. S. and Lee, S. J. (2010) Antioxidant and skin whitening effects of Rhamnus yoshinoi extracts. Korean J. Food Sci. Technol. 42: 750-754.
김은화 (2006) 천연 추출물을 이용한 미백화장품 개발 동향에 관한 연구, 대한피부미용학회지 4: 195-203.
Kim, K. Y. and Lee, N. K. (2014) Herbal extracts research trend that have effects on melanin production and control. Kor. J. Aesthet. Cosmetol. 12: 453-461.
Kim, D. M., Kim, K. H., Sung, N. Y., Jung, P. M., Kim, J. S., Kim, J. K. and Kim, J. K. (2011). Effects of gamma irradiation on the extraction yield and whitening activity of polysaccharides from Undaria pinnatifida sporophyll. Korean J. Food Sci. Technol. 40: 712-716.
Kayano, S. I., Matsumura, Y., Kitagawa, Y., Kobayashi, M., Nagayama, A., Kawabata, N. and Kitada, Y. (2012) Isoflavone C-glycosides isolated from the root of kudzu (Pueraria lobata) and their estrogenic activities. Food Chem. 134: 282-287.
Wu, Y., Wang, X. and Fan, E. (2012) Optimisation of ultrasound- assisted extraction of puerarin and total isoflavones from puerariae lobatae radix (Pueraria lobata (Wild.) Ohwi) with response surface methodology. Phytochem. Anal. 23: 513-519.
Lee, E. J., Kwon, J. E., Kim, S. J. and Park, T. H. (2013) Isoflavones and biotransformed dihydrodaidzein production with in vitro cultured callus of Korean wild arrowroot Pueraria lobata. J. Plant Biotechnol. 40: 217-223.
Kim, C. S., Ha, H. K., Kim, H. J., Lee, J. H. and Song, K. Y. (2002). Pueraria lobata Ohwi as an osteoporosis therapeutics. Korean J. Food Sci. Technol. 34: 710-718.
Chang, B. Y., Lee, D. S., Lee, J. K., Kim, Y. C., Cho, H. K. and Kim, S. Y. (2016) Protective activity of kudzu(Pueraria thunbergiana) vine on chemically-induced hepatotoxicity: in vitro and in vivo studies. BMC complementary and alternative medicine 16: 1-9.
Keung, W. M. and Vallee, B. L. (1998) Kudzu root: an ancient Chinese source of modern antidipsotropic agents. Phytochemistry 47: 499-506.
Tanaka, T., Tang, H., Yu, F., Michihara, S., Uzawa, Y., Zaima, N. and Kawamura, Y. (2011) Kudzu(Pueraria lobata) vine ethanol extracts improve ovariectomy-induced bone loss in female mice. J. Agric. Food Chem. 59: 13230-13237.
Han, E., Chang, B., Kim, D., Cho, H. and Kim, S. (2015) Melanogenesis inhibitory effect of aerial part of Pueraria thunbergiana in vitro and in vivo. Arch. Derm. Res. 307: 57-72.
Carmichael, J., DeGraff, W. G., Gazdar, A. F., Minna, J. D. and Mitchell, J. B. (1987) Evaluation of a tetrazolium-based semiautomated colorimetric assay assessment of chemosensitivity testing. Cancer Res. 47: 936-942.
Kim, J. E., Joo, S. I., Seo, J. H. and Lee, S. P. (2009) Antioxidant and ${\alpha}$ -glucosidase inhibitory effect of tartary buckwheat extract obtained by the treatment of different solvents and enzymes. Korean J. Food Sci. Technol. 38: 989-995.
Blois, M. S. (1958) Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature 181: 1199-1200.
Kang, K. A., Han, S. S., Lee, M. H. and Kim, Y. J. (2008) Screening of inhibitory effects of an oriental herb on melanogenesis. Journal of East-West Nursing Research 14: 74-80.
Baek, M. R., Choi, Y. H., Yoo, D. S., Kim, M. R., Choi, S. U., Hong, K. S. and Ryu, S. Y. (2009) Anti-proliferative components in the roots extract from Pueraria thunbergiana. Kor. J. Pharmacogn. 40: 46-50.
Lukas, S. E., Penetar, D., Berko, J., Vicens, L., Palmer, C., Mallya, G. and Lee, D. Y. W. (2005) An extract of the Chinese herbal root kudzu reduces alcohol drinking by heavy drinkers in a naturalistic setting. Alcohol Clin Exp Res. 29: 756-762.
Wang, X., Wu, J., Chiba, H., Umegaki, K., Yamada, K. and Ishimi, Y. (2003) Puerariae radix prevents bone loss in ovariectomized mice. J Bone Miner Metab. 21: 268-275.
Kim, D. K., Jang, D. S., Kim, J. S. and Kim, J. H. (2009) Genetic variations and phylogenetic relationship of and Pueraia lobata Ohwi(Fabaceae) and related taxa by RAPD makers. Korean J. Plant Res. 22: 446-453.
Prasain, J. K., Jones, K., Kirk, M., Wilson, L., Smith-Johnson, M., Weaver, C. and Barnes, S. (2003) Profiling and quantification of isoflavonoids in kudzu dietary supplements by high-performance liquid chromatography and electrospray ionization tandem mass spectrometry. J. Agric. Food Chem. 51: 4213-4218.
Jang, D. S., Kim, J. M., Lee, Y. M., Kim, Y. S., Kim, J. H. and Kim, J. S. (2006). Puerariafuran, a new inhibitor of advanced glycation end products(AGEs) isolated from the roots of Pueraria lobata. Chem. Pharm. Bull. 54: 1315-1317.
Park, W. S., Kwon, O., Yoon, T. J. and Chung, J. H. (2014). Anti-graying effect of the extract of Pueraria thunbergiana via upregulation of cAMP/MITF-M signaling pathway. J. Dermatol. Sci. 75: 153-155.
Park, J. S., Kim, D. H., Lee, J. K., Lee, J. Y., Kim, D. H., Kim, H. K. and Kim, H. C. (2010). Natural ortho-dihydroxyisoflavone derivatives from aged Korean fermented soybean paste as potent tyrosinase and melanin formation inhibitors. Bioorg Med Chem Lett. 20: 1162-1164.
Kim, K. S., Kim, J. A., Eom, S. Y., Lee, S. H., Min, K. R. and Kim, Y. (2006) Inhibitory effect of piperlonguminine on melanin production in melanoma B16 cell line by downregulation of tyrosinase expression. Pigment Cell Res. 19: 90-98.
Cho, E. J., Ju, H. M., Jeong, C. H., Eom, S. H., Heo, H. J. and Kim, D. O. (2011) Effect of phenolic extract of dry leaves of Lespedeza cuneata G. Don on antioxidant capacity and tyrosinase inhibition. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 29: 358-365.
Kim, S. S., Kim, M. J., Choi, Y. H., Kim, B. K., Kim, K. S., Park, K. J. and Hyun, C. G. (2013) Down-regulation of tyrosinase, TRP-1, TRP-2 and MITF expressions by citrus presscakes in murine B16F10 melanoma. Asian Pac J Trop Biomed. 3: 617-622.
Negroiu, G., Branza-nichita, N., Petrescu, A. J. and Petrescu, S. M. (1999) Protein specific N-glycosylation of tyrosinase and tyrosinase-related protein-1 in B16 mouse melanoma cells. Biochem. J. 344: 659-665.
Choi, H., Ahn, S., Chang, H., Cho, N. S., Joo, K., Lee, B. G. and Hwang, J. S. (2007) Influence of N-glycan processing disruption on tyrosinase and melanin synthesis in HM3KO melanoma cells. Experimental dermatology 16: 110-117.
Jo, Y. N., Jeong, H. R., Jeong, J. H. and Heo, H. J. (2012) The skin protecting effects of ethanolic extracts of eggplant peels. Korean J. Food Sci. Technol. 44: 94-99.
Choi, C. S., Song, E. S., Kim, J. S. and Kang, M. H. (2003) Antioxidative activities of Castanea crenata Flos. methanol extracts. Korean J. Food Sci. Technol. 35: 1216-1220.
Reddy, M. K. and Labhasetwar, V. (2009) Nanoparticlemediated delivery of superoxide dismutase to the brain: an effective strategy to reduce ischemia-reperfusion injury. FASEB J. 23: 1384-1395.
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