[논문]사람피부세포에서 카렌둘라 꽃 추출물의 항산화 및 산화적 스트레스에 대한 세포보호효과

현송화; 김가윤; 유지연; 김지원; 양예림; 전영희; 정윤주; 김아랑; 박수남

doi:10.14478/ace.2016.1093

사람피부세포에서 카렌둘라 꽃 추출물의 항산화 및 산화적 스트레스에 대한 세포보호효과
Antioxidant and Cellular Protective Effects against Oxidative Stress of Calendula officinalis Flowers Extracts in Human Skin Cells 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.27 no.6, 2016년, pp.620 - 626

현송화 (서울과학기술대학교 정밀화학과 화장품종합기술연구소, 코스메틱 융.복합산업 지원 센터) , 김가윤 (한성과학고등학교) , 유지연 (한성과학고등학교) , 김지원 (한성과학고등학교) , 양예림 (한성과학고등학교) , 전영희 (한성과학고등학교) , 정윤주 (서울과학기술대학교 정밀화학과 화장품종합기술연구소, 코스메틱 융.복합산업 지원 센터) , 김아랑 (서울과학기술대학교 정밀화학과 화장품종합기술연구소, 코스메틱 융.복합산업 지원 센터) , 박수남 (서울과학기술대학교 정밀화학과 화장품종합기술연구소, 코스메틱 융.복합산업 지원 센터)

초록
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본 연구에서는 카렌둘라 꽃의 50% 에탄올 추출물과 분획물의 총 페놀과 플라보노이드 함량, 항산화 활성 및 사람피부세포에서 산화적 스트레스에 대한 세포보호효과를 확인하였다. 자유 라디칼 소거 활성($FSC_{50}$), 활성산소 소거 활성(총 항산화능, $OSC_{50}$) 및 사람피부세포 내 ROS 억제활성을 통하여 카렌둘라 꽃의 50% 에탄올 추출물 및 분획물들의 항산화 활성을 측정하였다. 그 결과, 카렌둘라 꽃의 50% 에탄올 추출물보다 그것의 에틸아세테이트 및 아글리콘 불획물이 더 큰 항산화 활성을 나타내었다. 세포보호효과 실험에서 과산화수소를 사람피부세포에 처리하여 세포손상을 유도하였을 때, 에틸아세테이트 분획은 $0.05-3.13{\mu}g/mL$에서 농도 의존적으로 세포보호효과를 나타내었다. 또한, UVB를 사람피부세포에 조사하여 세포손상을 유도하였을 때, 아글리콘 분획은 $1.56-3.13{\mu}g/mL$에서 농도 의존적으로 세포보호효과를 나타내었다. 이상의 결과들은 산화적 스트레스에 노출된 사람피부세포에서 카렌둘라 꽃의 분획물들이 ROS 소거함으로써 세포를 보호하는 천연 항산화제로 화장품에 응용 가능함을 시사하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we investigated the total phenolic and flavonoid contents, antioxidant activity and cellular protective effects against oxidative stress on human skin cells in 50% ethanol extract and its fractions of Calendula officinalis (C. officinalis) flowers. We measured the antioxidant effects of 50% ethanol extract and its fractions of C. officinalis flowers on the free radical scavenging activity ($FSC_{50}$), the reactive oxygen species (ROS) scavenging activities ($OSC_{50}$) and the inhibition of intracellular ROS generation in human skin cells. These results showed that the antioxidant effect of the ethyl acetate and aglycone fraction was more than the 50% ethanol extract of C. officinalis flowers. We also investigated the cellular protective activity and the results showed that treatment of the ethyl acetate fraction ($0.05-3.13{\mu}g/mL$) protects human skin cells in a concentration-dependent manner when the skin cell damages were induced by treating them with $H_2O_2$. In addition, the aglycone fraction ($1.56-3.13{\mu}g/mL$) shows cellular protective effects on the UV-induced cell damages in a dose-dependent manner. These results suggest that the fractions of C. officinalis flowers can function as a natural antioxidant agent of cosmetics in human skin cells exposed to oxidative stress by ROS scavenging effects.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

하지만 화장품에서 추출물이나 특정 분획을 대상으로 다양한 ROS가 생성되는 Fe³⁺-EDTA/H₂O₂계에서의 총 항산화능 측정에 관한 연구나 사람피부세포에서 자외선 또는 과산화수소로 유도된 산화적 스트레스에 대한 보호효과에 관한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 카렌둘라 꽃 추출물과 분획물들을 이용하여 항산화 및 사람피부세포에 대한 보호효과를 확인하여 기능성 화장품의 항산화 소재로서의 가능성이 있는지를 알아보고자 하였다.

제안 방법

본 연구에서는 카렌둘라 꽃의 50% 에탄올 추출물과 분획물들의 총 페놀성 화합물과 플라보노이드 함량, 항산화 및 세포보호효과를 조사 하였다. DPPH법을 이용하여 카렌둘라 꽃 추출물과 분획물의 자유 라디칼 소거 활성(FSC₅₀)을 측정한 결과, 50% 에탄올 추출물과 에틸아세테이트 및 아글리콘 분획은 각각 296.

대상 데이터

본 연구에서 사용된 카렌둘라 꽃은 독일산으로 2016년 4월 서울시 경동시장에서 구입하였다.

데이터처리

로 표시하였다. 통계적 유의성 검증은 Graphpad Prism 5.0 (San Diego, CA)프로그램을 이용하였으며, one-way ANOVA 검정을 적용하여 p < 0.05 유의수준에서 유의성 검정을 실시하였다.

이론/모형

항산화제에 의해 ROS가 소거되면 루미놀이 아미노프탈산으로 전환 되는 양이 감소하며 따라서 화학발광이 감소하게 된다. 본 실험에서는 카렌둘라 꽃의 50% 에탄올 추출물과 분획물 및 수용성 항산화제인 L-ascorbic acid의 총 항산화능을 루미놀 발광법을 이용하여 측정 하였고, 결과를 OSC₅₀으로 나타냈다(Figure 3). 실험 결과, 카렌둘라 꽃 50% 에탄올 추출물의 OSC₅₀는 10.

성능/효과

세포 내 ROS 억제활성은 에틸아세테이트 및 아글리콘 분획에서 세포 내 ROS 양이 유의 적으로 감소되는 것을 확인하였다. 사람피부세포인 HaCaT을 이용한 세포보호효과 실험에서 과산화수소 처리 후 카렌둘라 꽃 추출물의 에틸아세테이트 분획을 처리하였을 때 과산화수소로 감소되었던 세포 생존율이 농도의존적으로 증가함을 확인하였으며, UVB 조사 후 아글리콘 분획을 HaCaT세포에 처리하였을 때는 UVB로 감소되었던 세포 생존율이 유의적으로 증가함을 확인하였다. 이상의 결과들은 카렌둘라 꽃 추출물의 에틸아세테이트와 아글리콘 분획물이 플라보노이드 및 페놀성 화합물에 기인하여 큰 항산화 활성 및 세포보호효과를 나타냄을 시사하였다.
사람피부세포인 HaCaT을 이용한 세포보호효과 실험에서 과산화수소 처리 후 카렌둘라 꽃 추출물의 에틸아세테이트 분획을 처리하였을 때 과산화수소로 감소되었던 세포 생존율이 농도의존적으로 증가함을 확인하였으며, UVB 조사 후 아글리콘 분획을 HaCaT세포에 처리하였을 때는 UVB로 감소되었던 세포 생존율이 유의적으로 증가함을 확인하였다. 이상의 결과들은 카렌둘라 꽃 추출물의 에틸아세테이트와 아글리콘 분획물이 플라보노이드 및 페놀성 화합물에 기인하여 큰 항산화 활성 및 세포보호효과를 나타냄을 시사하였다.

후속연구

결론적으로, 카렌둘라 꽃의 분획물들은 자외선(UVB)과 활성산소 (H₂O₂)로 유도된 사람피부세포 손상에서 우수한 세포보호효과를 나타내었으며, 이는 항산화능을 갖는 기능성 소재로서 화장품에서 응용 가능성이 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	카렌둘라는 무엇인가?	카렌둘라(Calendula officinalis)는 국화과에 속하는 쌍떡잎식물로 원산지는 지중해 지역이며 “marigold” 또는 “maravilla”라고도 불리 운다. 카렌둘라 꽃은 유럽과 아프리카에서 오랫동안 민간요법으로 상 처, 화상 및 피부질환에 사용되어왔으며 약용인 목적으로 재배되고 있다[10].
	자외선에 노출된 피부에는 어떤 활성산소들이 생성되는가?	사람이 외부 활동하면서 태양광선을 받았을 때, 자외선이 직접적으로 작용하는 부위는 피부에 있어서도 제일 외부에 있는 각질형성세포로 구성된 표피이다[2,3]. 자외선에 노출된 피부에서는 singlet oxygen (1 O2), superoxide anion radical (O2 ⋅- ), hydrogen peroxide (H2O2), hydroxyl radical (⋅OH), alkoxyl radical (⋅OR) 및 hydroperoxyl radical (⋅OOR) 등 다양한 종 류의 활성산소(reactive oxygen species, ROS)가 생성된다. 생성된 ROS는 피부의 생체 구성 성분인 단백질 산화, DNA 손상, 지질 과산 화 반응을 개시시키며 또한 matrix metalloproteinases (MMPs)의 발현 을 촉진시켜 진피층의 매트릭스 성분인 콜라겐, 엘라스틴 섬유를 분 해 절단시킴으로써 피부노화를 가속화시킨다[4-6].
	항산화 방어망은 어떤 영향으로부터 생체를 보호하기 위해 구축되어 있는가?	자외선에 노출된 피부에서는 singlet oxygen (1 O2), superoxide anion radical (O2 ⋅- ), hydrogen peroxide (H2O2), hydroxyl radical (⋅OH), alkoxyl radical (⋅OR) 및 hydroperoxyl radical (⋅OOR) 등 다양한 종 류의 활성산소(reactive oxygen species, ROS)가 생성된다. 생성된 ROS는 피부의 생체 구성 성분인 단백질 산화, DNA 손상, 지질 과산 화 반응을 개시시키며 또한 matrix metalloproteinases (MMPs)의 발현 을 촉진시켜 진피층의 매트릭스 성분인 콜라겐, 엘라스틴 섬유를 분 해 절단시킴으로써 피부노화를 가속화시킨다[4-6]. 피부에는 이러한 산화적 환경에 대항하여 생체를 보호하기 위하여 superoxide dismutase (SOD), catalase 및 glutathione peroxidase와 같은 항산화 효소와 비타 민 E, C 및 글루타치온 등의 비효소적 항산화제로 구성된 항산화 방 어망이 구축되어있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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