[논문]CCD-986sk 세포 내 참깨 에탄올 추출물의 항주름 활성 연구

주다혜; 유단희; 이진영

doi:10.15230/scsk.2016.42.4.377

CCD-986sk 세포 내 참깨 에탄올 추출물의 항주름 활성 연구
A Study on the Anti-wrinkle Activities of Sesamum indicum L. Ethanol Extracts on CCD-986sk 원문보기

大韓化粧品學會誌 = Journal of the society of cosmetic scientists of Korea, v.42 no.4, 2016년, pp.377 - 385

주다혜 (호서대학교 한방화장품과학과) , 유단희 (호서대학교 한방화장품과학과) , 이진영 (호서대학교 한방화장품과학과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 참깨 추출물의 주름개선 화장품 원료로의 가능성을 확인하기 위하여, 참깨의 70% 에탄올 추출물을 제조하여, 엘라스타제 저해능, 콜라게나제 저해능, matrixmetallopoteinases (MMPs)의 단백질, mRNA 발현 저해 효능을 측정하였다. Elastase와 collagenase 저해활성은 $1000{\mu}g/mL$ 농도에서 각각 37.8%와 45%의 효소 활성을 억제를 나타내었다. 섬유아세포에서 참깨 에탄올 추출물의 세포 생존율을 확인한 결과 $100{\mu}g/mL$ 농도에서 96%의 생존율을 보였다. 참깨 에탄올 추출물을 처리한 섬유아세포에서 matrix metalloproteinase-1 (MMP-1), matrix metalloproteinase-2 (MMP-2), matrix metalloproteinase-3 (MMP-3)의 단백질 발현 및 mRNA 발현 억제 효과를 확인한 결과 단백질 발현은 $100{\mu}g/mL$ 농도에서 63%, 43%, 49%의 저해율을 나타내었고, mRNA 발현 억제는 최고농도인 $100{\mu}g/mL$에서 각각 82% 79%, 82%의 저해율을 나타내었다. 이러한 결과로 보아 참깨 70% 에탄올 추출물이 주름개선용 기능성 화장품 소재로서의 응용이 가능할 것으로 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In order to investigate the possibility of Sesamum indicum L. (S. indicum) extract as an active ingredient for wrinkle-care cosmetics, we prepared 70% ethanolic extract of S. indicum and measured its elastase inhibitory activity and collagenase inhibitory activity. We also evaluated the effect of S. indicum extract on protein and mRNA expression of MMPs in fibroblast cell (CCD-986sk). For anti-wrinkle effects, elastase inhibition activities and collagenase inhibition activities were 37.8% and 45% at a dose of $1,000{\mu}g/mL$ of S. indicum 70% ethanol extract. For a cell viability test, measured on fibroblast cell by ethanol extract of S. indicum, results showed 96% with cell viability at $100{\mu}g/mL$ concentration. According to the results of western blot of ethanol extract from S. indicum the expression of the matrix metalloproteinase-1 (MMP-1), matrix metalloproteinase-2 (MMP-2), matrix metalloproteinase-3 (MMP-3) protein was decreased by 63%, 43%, 49% at $100{\mu}g/mL$ concentration. Reverse transcription-polymerase chain reaction (PCR) of ethanol extract from S. indicum showed that the expression of MMP-1, MMP-2, MMP-3 mRNA was decreased by 82%, 79%, 82% at $100{\mu}g/mL$ concentration. The findings suggest that 70% ethanol extract from S. indicum has potential as a cosmeceutical ingredient with anti-wrinkle effects.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

참깨 오일의 피부적용이 피부에 미치는 영향[17]과, 참깨 원산지에 따른 리그난 함량 변이[18], 참깨 종자의 항산화 활성차이[19] 등의 연구가 진행되어 왔지만, 참깨 에탄올 추출물을 이용한 항주름 효과의 검증은 미비한 상황이다. 이에 본 연구는, 참깨 에탄올 추출물을 이용하여 elastase, collagenase 저해활성과 피부 섬유아세포인 CCD-986sk를 이용하여 MMP-1, MMP-2, MMP-3의 단백질 발현 및 mRNA 발현억제 효과를 확인하여 주름 개선에 도움이 되는 기능성 화장품소재로서의 가능성을 살펴보고자 한다.

제안 방법

참깨 에탄올 추출물을 농도별(5, 10, 50,100, 500, 1000 µg/mL)로 처리하였고, 그 결과 100, 500,1000 µg/mL에서 96%, 64%, 51%로 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 CCD-986sk 세포 내의 단백질 발현 및 mRNA 발현 측정을 확인하기 위해서 세포 생존율이 100% 가까운 농도인 25, 50, 100µg/mL을 사용하였다.
참깨 에탄올 추출물을 이용하여 elastase, collagenase 저해활성 실험과 CCD-986sk 섬유아세포에서의 MMP-1,MMP-2, MMP-3의 단백질 발현 및 mRNA 발현억제 효과를 확인하였고 그 결과 elastase 저해활성은 농도가 증가함에 따라 효소활성을 억제하는 것을 확인하였고, 최고농도 1000 µg/mL에서 37.8%로 효소 활성을 억제를 나타내었다. Collagenase 저해활성은 500 µg/mL 농도에서 31%, 최고농도 1000 µg/mL에서는 45%로 활성을 억제하였으며, 억제 효과는 농도가 증가함에 따라 유의하게 증가하였다.

대상 데이터

본 연구 소재인 참깨(S. indicum)는 참깨과(Pedalidaceae)에 속하는 1년생 초본식물로서 참깨과는 16속 60종으로 분류되며 Sesamum속은 37종이 있으며 주요재배종은 S.indicum이다[12]. 참깨는 단백질을 구성하는 아미노산에는 함황아미노산(methionine 등)이 많이 함유되어 있으며, 무기질에서 특히 칼슘과 철이 다른 식품보다 많다.

데이터처리

모든 실험은 3회 반복으로 행하여 평균치와 표준편차로 나타내었고, 결과 통계처리는 SPSS10.0 (USA)software를 사용하였으며, 유의차 검증은 분산분석(analysis of variance ANOVA)을 한 후 α = 0.05 수준에서 Turkey’s HSD test에 의해 유의성을 분석하였다.

이론/모형

Collagenase 저해활성 측정은 Wunsch E와 Heindrich HG의 방법[21]에 따라 측정하였다. 즉 반응구는 0.
Elastase 저해활성 측정은 Cannell 등의 방법[20]에 따라 측정하였다. 기질로서 N-succinyl-(L-Ala)₃-p-nitroanilide (Sigma, USA)를 사용하여 37 ℃에서 30 min간 기질로부터 생성되는 p-nitroanilide의 생성량을 445 nm에서 측정하였다.
세포 생존율 측정은 Carmichael의 방법[22]에 따라 측정하였다. 섬유아세포(CCD-986sk)를 96-well plate에 5 × 10⁴cells/well이 되게 0.

성능/효과

collagen의 감소는 피부노화 및 주름생성과 매우 밀접한 관계를 가지고 있다[24-26]. 본 실험에서는 세포외기질 단백질을 분해하는 효소로 피부의 주름생성을 촉진시키는 collagenase 활성에 미치는 영향을 측정한 결과 500 µg/mL 농도에서 31%, 최고농도 1000µg/mL에서는 45%로 활성을 억제하였으며, 억제 효과는 농도가 증가함에 따라 유의하게 증가하였다(Figure2). 이와 같은 결과로 보아 참깨 추출물은 피부탄력 저하 활성 효능을 지니기에 기능성 소재로서의 가능성을 보여주었다.

후속연구

MMP-3는 농도가 증가함에 따라서 mRNA 발현이 감소하였으며, 100 µg/mL에서 82%의 mRNA 발현이 억제된 것을 확인하였다. 따라서 참깨 에탄올 추출물이 피부 주름의 형성을 억제하는 것으로 확인할 수 있었으며, 추후 성분적인 특징에 대한 연구가 추가적으로 진행된다면, 이를 이용한 화장품 기능성 천연소재로 응용이 가능할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	MMPs는 어떻게 분류되는가?	생체 내 활성산소의 생성으로 인해 지질(과산화작용) 및 matrix metalloprotease (MMPs) 유전자와 collagen 분해 혹은 합성촉진의 연쇄적인 활성화를 유도함으로써 피부의 collagen을 구조적인 파괴유발및 피부탄력을 감소시키며, 피부주름 형성을 이끌게된다[5,6]. MMPs는 구조와 기능적 특성에 따라 collagenase, gelatinase, stromelysin, matrilysin, membrane-typeMMP (MT-MMP) 등으로 나누어진다[7]. MMP-1은collagenase 1으로 알려져 있으며, type Ⅰ과 Ⅲ collagen을 기질로 하며, stromelysin 1라고도 불리는MMP-3은 기저막의 type Ⅳ collagne을 분해하며 zymogen인 pro MMP-1을 활성화시킨다[8].
	metalloprotease는 종류별로 각각 어떤 역할을 하는가?	MMPs는 구조와 기능적 특성에 따라 collagenase, gelatinase, stromelysin, matrilysin, membrane-typeMMP (MT-MMP) 등으로 나누어진다[7]. MMP-1은collagenase 1으로 알려져 있으며, type Ⅰ과 Ⅲ collagen을 기질로 하며, stromelysin 1라고도 불리는MMP-3은 기저막의 type Ⅳ collagne을 분해하며 zymogen인 pro MMP-1을 활성화시킨다[8]. Gelatinase인MMP-2는 MMP-1에 의해 분해된 콜라겐 조각들을 더잘게 분해해 피부 노화에 주요한 역할을 한다. MMPs활성화에 의한 콜라겐 분해 현상은 자외선 조사에 따라 증가되는 전사인자 AP-1의 발현을 통한다[9,10].
	피부노화는 어떻게 구분되는가?	그 가운데 “아름답게 나이를 먹는 것”을 실현시키기 위한 화장품 소재 개발이 요구되고 있다[1]. 피부노화는 태양광선에 비노출 부위에서 나타나는 연대학적 노화(chronologic ageing)와 태양광선의 노출부에서일어나는 광인성 노화(actinic ageing)로 구분된다. 미세한 주름과, 진피의 위축, 피하지방층의 감소 등은 연대학적 노화에서 관찰되며, 피부에 자외선이 노출되면피부 구성성분인 collagen과 elastin이 변성되고, 거칠고깊은 주름과 비정상적인 탄력섬유증 물질이 축적되어피부가 두터워지고 느슨해지는 것은 광노화 과정에서생성된다[2-4].

참고문헌 (31)

H. S. Lee and S. H. Kim, Safety evaluation of black garlic extract for development of cosmeceutical ingredients-skin irritation and sensitization studies, J. Korean Soc. Food Sci. Nutr., 39(8), 1213 (2010).

원문보기 상세보기
M. Takahashi, Image analysis of skin surface contour, Acta Derm. Venereol. Suppl. (Stockh), 185, 9 (1994).
J. Uitto, M. J. Fazio, and D. R. Olsen, Molecular mechanisms of cutaneous aging. Age-associated connective tissue alterations in the dermis, J. Am. Acad. Dermatol., 21(3), 614 (1989).

상세보기
I. M. Braverman and E. Fonferko, Studies in cutaneous aging, Soc. Invest. Dermatol.. 78(5), 444 (1982).

상세보기
H. J. Park, S. M. Ock, H. J. Kim, H. J. Park, Y. B. Lee, J. M. Choi, C. S. Cho, J. Y. Lee, B. K. Cho, and D. H. Cho, Vitamin C attenuates ERK signaling to inbihit the regulation of collagen production by LL-37 in human dermal fibroblasts, Exp. Dermatol., 19(8), 258 (2010).

상세보기
P. T. Pugliese, The skin, free radicals, and oxidative stress, Dermatol. Nurs., 7(6), 361 (1995).
G. L. Fisher, H. S. Talwar, J. Lin, P. Lin, F. McPhillips, Z. Wang, X. Li, Y. Wan, S. Kang, and J. J. Voorhees, Retinoic acid inhibits induction of c-Jun protein by ultraviolet radiation that occurs subsequent to activation of mitogen-activated protein kinase pathways in human skin in vivo, J. Clin. Invest., 101(6), 1432 (1998).

상세보기
G. J. Fisher, S. C. Datta, H. S. Talwar, Z. Q. Wang, J. Varani, S. Kang, and J. J. Voorhees, Molecular basis of sun-induced premature skin ageing and retinoid antagonism, Nature, 379, 35 (1996).

상세보기
H. J. Moon, S. R. Lee, S. N. Shim, S. H. Jeong, V. A. Stonik, V. A. Rasskazov, T. Zvyagintseva, and Y. H. Lee, Fucoidan inhibits UVB-induced MMP-1 expression in human skin fibroblasts, Biol. Pharm. Bull., 31(2), 284 (2008).

상세보기
L. Rittie and G. J. Fisher, UV-light-induced signal cascades and skin aging, Ageing Res. Rev., 1(4), 705 (2002).

상세보기
S. G. Park, S. N. Kim, J. C. Lee, H. S. Kim, Y. J. Kim, B. G. Lee, and I. S. Jang, Anti-aging effect on skin with Jaeum-Dan (JED), Kor. J. Herbology., 19(1), 67 (2004).
E. A. Weiss, Oilseed crops, Longman, London, 31, (1983).
S. J. Park and M. H. Kang, Functional properties of sesame seed, Food Ind. Nutr., 9(2), 31 (2004).
P. Dhar, K. Chattopadhyay, D. Bhattacharyya, and S. Ghosh, Antioxidative effect of sesame lignans in diabetes mellitus blood : an in vitro study. J. Oleo. Sci., 54(1), 39 (2005).

상세보기
M. J. Lee and K. H. kim, The comparison in the physicochemical properties of sesame seeds by producing areas, J. Korean Sou. Appl. Biol. Chem., 48(2), 128 (2005).
S. N. Ryu and E. J. Lee, Recent studies of physicochemical properties in sesame oil, Korea J. Intl. Agri., 13(3), 207 (2001).
Y. A. Song and H. S. Ahn, Influence in application of sesame seed oil to the skin on a change in the aging and dry skin condition, The Korea Society for Aesthetics and Cosmetology, 9(4), 103 (2011).
S. N. Ryu, E. J. Lee, H. S. Yoon, and S. S. Kang, Chemical structure and physiological activity of lignan component in sesame, Korea J. Crop Sci., 48, 65 (2003).
Y. H. Kim, Differences of antioxidant contents and antioxidative activity of sesame seeds by producing areas, Kor. J. Hort. Sci. Technol., 44(6), 846 (2003).
R. J. Cannell, S. J. Kellam, A. M. Owsianka, and J. M. Walker, Results of a large scale screen of microalgae for the production of protease inhibitors, Planta Med., 54(1), 10 (1988).

상세보기
E. Wuensch and H. G. Heidrich, On the quantitative determination of collagenase, Hoppe Seylers Z. Physiol. Chem., 333, 149 (1963).

상세보기
J. Carmichael, W. G. DeGraff, A. F. Gazdar, J. D. Minna, and J. B. Mitchell, Evaluation of a tetrazolium-based semiautomated colorimetric assay: assessment of radiosensitivity, Cancer Res., 47(4), 943 (1987).

상세보기
S. Y. Lee, J. H. An, H. Chun, and H. Y. Cho, Isolation and characterization of MMP-1 inhibitor peptide from Crataegus pinnatifida bunge in fibroblast cellline HS68 cells, J. Appl. Biol. Chem., 46(1), 60 (2003).
Y. Matsumura and H. N. Ananthaswamy, Toxic effects of ultraviolet radiation on the skin, Toxicol. Appl. Pharmacol., 195(3), 298 (2004).

상세보기
N. M. Kim, B. S. Koo, S. G. Lee, E. I. Hwang, S. H. So, and J. H. Do, Effect of Korean red ginseng on collagen biosynthesis and MMP-I activity in human dermal fibroblast, J. Ginseng Res., 31(2), 86 (2007).

원문보기 상세보기
B. Yang, C. Ji, J. Kang, W. Chen, Z. Bi, and Y. Wan, Trans-Zeatin inhibits UVB-induced matrix metalloproteinase-1 expression via MAP kinase signaling in human skin fibroblasts, Int. J. Mol. Med., 23(4), 555 (2009).
H. Ukeda, S. Maeda, T. Ishii, and M. Sawamura, Spectrophotometric assay for superoxide dismutase based on tetrazolium salt 3'-{1-[(phenylamino)-carbonyl]-3, 4-tetrazolium}-bis (4-methoxy-6-nitro) benzenesulfonic acid hydrate reduction by xanthine-xanthine oxidase, Anal. Biochem., 251(2), 206 (1997).

상세보기
H. Nagase and J. F. Woessner, Matrix metalloproteinases, J. Biol. Chem., 274(31), 21491 (1999).

상세보기
G. J. Fisher, H. S. Talwar, J. Lin, P. Lin, F. McPhillips, Z. Wang, X. Li, Y. Wan, S. Kang, and J. J. Voorhees, Retinoic acid inhibits induction of c-Jun protein by ultraviolet radiation that occurs subsequent to activation of mitogen-activated protein kinase pathways in human skin in vivo, J. Clin. Invest., 101(6), 1432 (1998).

상세보기
G. S. Sim, J. H. Kim, D. H. Lee, S. M. Park, H. B. Pyo, Y. H. Zhang, and B. C. Lee, Effects or the Spatholobi caulis extract on antioxidation and inhibition of matrix metalloproteinase in human skin fibroblasts, Korean Soc. Biotechnol. Bioeng. J., 20(1), 40 (2005).
G. S. Sim, J. H. Kim, Y. Na, D. H. Lee, B. C. Lee, Y. H. Zhang, and H. B. Pyo, Anti-oxidative and inhibitory effect of Saussurea involucrata on MMP-1 in UVA-irradiated human dermal fibroblast, J. Soc. Cosmet. Sci. Korea, 31(4), 329 (2005).

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증