메리골드(Tagetes L.)와 카렌듈라(Calendula officinalis L.) 추출물이 인간 섬유아세포에서 콜라겐 생성 및 MMP-1 발현에 미치는 영향 The Effects of Marigold(Tagetes L.) Extract and Calendula(Calendula officinalis L.) Extract on Collagen Growth and MMP-1 Expression in Human Dermal Fibroblasts원문보기
카렌듈라 추출물과 혼용되어 불리고 있는 메리골드 추출물을 인간섬유아세포에서 콜라겐 생성과 MMP-1 발현에 미치는 영향을 알아보기 위하여 HDF세포를 이용하여 세포독성 및 콜라겐 생성과 MMP-1 발현을 측정하였다. 실험 결과, HDF세포에 대한 메리골드와 카렌듈라 추출물의 $5{\sim}100{\mu}g/mL$ 농도에서 80%이상의 세포 생존율을 나타내어 세포독성이 없었으며, 콜라겐 합성능 측정 결과, 두 추출물 모두 농도 의존적으로 콜라겐 생성능의 증가를 나타냈으며, 메리골드 추출물 $100{\mu}g/mL$ 농도에서 25%, 카렌듈라 추출물 $100{\mu}g/mL$ 농도에서 7% 콜라겐 생성능의 증가를 확인하였다. MMP-1 발현에 미치는 영향 실험 결과, 메리골드와 카렌듈라 추출물 모두 MMP-1 발현을 억제시키는 것을 확인하였고, MMP-1 발현에 관련 있다고 알려진 p-JNK와 p-ERK의 인산화를 관찰한 결과, 메리골드 추출물은 p-JNK와 p-ERK 신호전달 경로를 통화여 MMP-1 발현을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 메리골드 추출물의 주름 개선 효능을 확인하였고, 나아가 항노화 효능을 가지는 화장품 원료로 활용 가능성을 확인하였다.
카렌듈라 추출물과 혼용되어 불리고 있는 메리골드 추출물을 인간섬유아세포에서 콜라겐 생성과 MMP-1 발현에 미치는 영향을 알아보기 위하여 HDF세포를 이용하여 세포독성 및 콜라겐 생성과 MMP-1 발현을 측정하였다. 실험 결과, HDF세포에 대한 메리골드와 카렌듈라 추출물의 $5{\sim}100{\mu}g/mL$ 농도에서 80%이상의 세포 생존율을 나타내어 세포독성이 없었으며, 콜라겐 합성능 측정 결과, 두 추출물 모두 농도 의존적으로 콜라겐 생성능의 증가를 나타냈으며, 메리골드 추출물 $100{\mu}g/mL$ 농도에서 25%, 카렌듈라 추출물 $100{\mu}g/mL$ 농도에서 7% 콜라겐 생성능의 증가를 확인하였다. MMP-1 발현에 미치는 영향 실험 결과, 메리골드와 카렌듈라 추출물 모두 MMP-1 발현을 억제시키는 것을 확인하였고, MMP-1 발현에 관련 있다고 알려진 p-JNK와 p-ERK의 인산화를 관찰한 결과, 메리골드 추출물은 p-JNK와 p-ERK 신호전달 경로를 통화여 MMP-1 발현을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 메리골드 추출물의 주름 개선 효능을 확인하였고, 나아가 항노화 효능을 가지는 화장품 원료로 활용 가능성을 확인하였다.
To research the effects of marigold extract, which is used mixed with calendula extract, on collagen growth and MMP-1 expression in human fibroblast, we measured cytotoxicity, collagen growth and MMP-1 expression by using HDF cells. The result of measurement showed over 80% cell survival rate in
To research the effects of marigold extract, which is used mixed with calendula extract, on collagen growth and MMP-1 expression in human fibroblast, we measured cytotoxicity, collagen growth and MMP-1 expression by using HDF cells. The result of measurement showed over 80% cell survival rate in $5{\sim}100{\mu}g/mL$ concentration of marigold extract and calendula extract for HDF cells, which indicates there is no cytotoxicity. The result of measuring collagen synthetic abilities showed both types of extract had collagen synthetic ability increase dose dependently, by 25% in $100{\mu}g/mL$ concentration of marigold extract, and by 7% in $100{\mu}g/mL$ concentration of calendula extract. The result of experimenting the effect on MMP-1 expression showed that both types of extract suppress MMP-1 expression. The result of observing phosphorylation of p-JNK and p-ERK, which are known to be involved with MMP-1 expression, revealed that marigold extract effectively suppresses MMP-1 expression through signaling pathway of p-JNK and p-ERK. The above results confirm the wrinkle improvement effect of marigold extract, and furthermore, it can be used as a cosmetic ingredient for anti-aging.
To research the effects of marigold extract, which is used mixed with calendula extract, on collagen growth and MMP-1 expression in human fibroblast, we measured cytotoxicity, collagen growth and MMP-1 expression by using HDF cells. The result of measurement showed over 80% cell survival rate in $5{\sim}100{\mu}g/mL$ concentration of marigold extract and calendula extract for HDF cells, which indicates there is no cytotoxicity. The result of measuring collagen synthetic abilities showed both types of extract had collagen synthetic ability increase dose dependently, by 25% in $100{\mu}g/mL$ concentration of marigold extract, and by 7% in $100{\mu}g/mL$ concentration of calendula extract. The result of experimenting the effect on MMP-1 expression showed that both types of extract suppress MMP-1 expression. The result of observing phosphorylation of p-JNK and p-ERK, which are known to be involved with MMP-1 expression, revealed that marigold extract effectively suppresses MMP-1 expression through signaling pathway of p-JNK and p-ERK. The above results confirm the wrinkle improvement effect of marigold extract, and furthermore, it can be used as a cosmetic ingredient for anti-aging.
본 연구에서는 메리골드(Tagetes L.)와 카렌듈라(Calendula officinalis L.) 추출물이 인간 섬유아세포에서 콜라겐 생성 및 MMP-1 발현에 미치는 영향에 대한 주름 개선 효능 및 항노화 효능을 가지는 화장품 원료로 활용 가능성을 검토하고자 하였다. 메리골드(Tagetes L.
제안 방법
본 연구에 사용한 인간 섬유 세포인 HDF 세포에서 메리골드와 카렌듈라 추출물이 세포 생존율에 미치는 영향을 알아보기 위하여 70%에탄올을 이용한 메리골드와 카렌듈라 추출물 5, 10, 20, 50, 100 μg/mL의 농도로 처리하고, 48시간 배양하여 NR assay를 실시하였다. 실험 결과 메리골드 추출물의 경우 5, 10, 20, 50, 100 μg/mL 농도로 증가함에 따라 세포가 증식율이 증가함을 나타났으며, 카렌듈라 추출물의 경우 5, 10, 20, 50, 100 μg/mL 농도까지 100%보다 높은 세포생존율을 나타났다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 메리골드는 2017년 5월 캐나다산으로 건조된 꽃 100 g를 H사이트 구입하였고, 카렌듈라는 2017년 6월 충북 진천에서 재배한 건조된 꽃 100 g을 농장에서 구입하여 실험재료로 사용하였다. 시료의 추출은 70% 에탄올과 증류수를 시료 무게의 10배를 가하여 실온에서 72시간 방치하였다.
데이터처리
본 실험의 연구 결과는 평균±표준편차(mean±standard deviation, M±SD)로 표기하였으며, 통계 처리는 Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) window version 17.0(IBM, USA)을 이용하여 분석하였다. 유의성 검증은 Student’s t-test를 실시하였고, p값이 0.
이론/모형
과도하게 활성화되면 MMPs의 활성을 억제하는 TIMPs(tissue inhibitor of MMPs)가 발현되어 서로 상호작용에 의해 조절되고 있다[14]. HDF 세포에 대한 메리골드 추출물의 주름개선 효능을 확인하기 위하여 주름생성에 직접적으로 관여하는 콜라겐 분해효소인 MMP-1의 발현 저해효능을 ELISA (Enzyme-Linked Immunosornent Assay)방법으로 측정하였다. HDF 세포에 24시간동안 처리한 후 배양 상층액을 취하여 분비된 MMP-1의 함량을 측정하였다.
메리골드와 카렌듈라 추출물이 MMP-1(Matrix metalloproteinase-1)발현에 미치는 영향을 측정하기 위하여 ELISA(Enzyme-Linked Immunosornent Assay)방법으로 MMP-1 발현 억제능 측정을 수행하였다. HDF 세포를 96 well plate에 3 × 104 cell/well 농도로 분주하여 세포가 바닥에 부착할 수 있도록 24시간 동안 배양하였다.
피부는 표피, 진피, 피하조직으로 구성되며, 이중 진피는 섬유성분, 기질성분으로 구성되어 있고 섬유성분으로 존재하는 콜라겐은 진피의 90%를 차지하는 주요 단백질이다. 시료의 HDF 세포에 대한 메리골드와 카렌듈라 추출물의 콜라겐 생성 합성능 변화를 관찰하기 위하여 각각의 추출물을 HDF 세포에 48시간 동안 처리한 후 배양 상층액을 취하여 ELISA (Enzyme-Linked Immunosornent Assay)방법으로 분비된 콜라겐의 함량을 측정하였다. 실험결과(Fig.
성능/효과
1. 항산화 효과를 확인하기 위해 총 폴리페놀, 총 플라보노이드를 측정한 결과, 메리골드와 카렌듈라 추출물에서 모두 농도 의존적으로 효과가 증가하는 것으로 나타났고, 카렌듈라 추출물보다 메리골드 추출물이 항산화능이 더 우수하였다.
2. HDF 세포의 세포 생존율 및 세포독성을 확인한 결과, 5, 10, 20, 50, 100 μg/mL 농도에서 세포독성이 나타나지 않았으며, 높은 생존율을 확인하였다.
3. HDF 세포에 콜라겐 생성 합성능 변화를 실험한 결과, 두 추출물 모두 농도 의존적으로 콜라겐 생성능의 증가를 보였으며, 메리골드 추출물의 경우 100 μg/mL 농도에서 25%, 카렌듈라 추출물의 경우 100 μg/mL 농도에서 7% 콜라겐 생성능의 증가하였다.
4. 메리골드와 카렌듈라 추출물이 MMP-1 발현에 미치는 영향을 실험한 결과, 메리골드와 카렌듈라 추출물 모두 MMP-1 발현을 억제시키는 것을 확인하였으며, 또한 메리골드 추출물은 MMP-1 발현을 억제시키는 효과가 UVB를 처리하지 않은 Control군의 MMP-1 발현수준만큼 효과가 있었음을 확인하였다.
5. MMP-1 발현에 관련 있다고 알려진 p-JNK와 p-ERK의 인산화를 관찰한 결과, 메리골드 추출물은 p-JNK와 p-ERK 신호전달 경로를 통하여 MMP-1 발현을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다.
후속연구
본 연구 결과, 항산화 및 콜라겐 생성, MMP-1 발현 모두 카렌듈라 보다 메리골드 추출물이 더 높은 효과를 나타내는 결과를 확인하였고, 주름 개선 효능 및 항노화 효능을 가지는 기능성 화장품 원료로 사용하는 것을 제안하며, 향후 임상적 활용 가능성을 판단하기 위해 인체시험을 통한 메리골드 추출물의 효능 검증 추가 연구 및 임상연구가 필요할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
MMPs는 어떤 역할을 하고 있는가?
진피섬유아세포에서 발현된 MMPs는 진피층으로 분비되어 Collagen의 분해를 촉진하여 주름 생성과 탄력의 감소를 유도한다[4,5]. MMPs (matrix-metalloproteinase)는 피부의 섬유아세포(fibroblast)와 각질형성세포(keratinocyte) 등에서 분비되어 세포외 기질(extracelluar matrix, ECM)과 기저막(basement membrane, BM)을 구성하는 대부분의 기질단백질들을 분해하는 중요한 역할을 하고 있다[6].
Tagetes erecta L의 주요 성분은 무엇인가?
멕시코 원산으로 아프리카를 거쳐 유럽 퍼진 식물로 French marigold(Tagetes patula) 만수국이라 부른다. 메리골드의 주요 성분은 루테인으로 알려져 있으며, 메리골드에 있는 총 카로티노이드의 90% 이상 루테인으로 구성되어 있다[7]. 메리골드 추출물은 염료 또는 향료로 사용되고, 피부의 염증 질환 및 살충제로 활용[8], 산화 억제 및 산화에 의해 유도된 세포 손상에 관한 방어[9] 작용이 있는 것으로 보고되었으며, 가금분야에서는 사료에 첨가 시 계육 및 난황의 착색을 개선시킬 수 있다는 연구보고가 있다[10,11].
섬유아세포는 무엇인가?
피부의 주름과 탄력을 개선하고 진피층의 섬유아세포를 활성화시키는 식약의약품안전처 고시원료로 아데노신(adenosine), 레티놀(retinol), NAC(N-Acetyl Glucosamine) 등의 성분들이 있으며, 이들 성분을 함유한 제품들이 주름개선의 효과를 보이는 것으로 알려져 있다[1,2]. 섬유아세포는 진피층의 대표적 섬유상 단백질인 Collagen과 Elastin의 발현을 담당하고 Collagen은 신체 곳곳에 존재하는 대표적인 섬유상 단백질로서 14개의 type이 존재하며 이 중 피부에는 type I Collagen이 주로 존재한다[3]. 섬유아세포의 기능 이상은 Collagen 생성 저해 및 Collagen 분해 효소인 MMPs (matrix-metalloproteases)의 활성 증가로 이어지게 된다.
참고문헌 (17)
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