본 연구는 아마란스(Amaranthus spp L.) 씨앗 추출물의 항염 및 미백과 관련된 효능을 측정함으로써 식품, 의약품 및 화장품 등에 유용한 소재로서 활용할 수 있는 가능성을 확인하고자 수행하였다. 아마란스(Amaranthus spp L.) 씨앗 추출물의 항염증 활성 검색을 위하여 RAW 264.7 세포를 이용하고 실험을 진행하였고, 미백 효능 확인에 대하여서는 mushroom tyrosinase를 사용하였다. RAW 264.7 세포를 이용하여 NO 생성 억제, iNOS 및 COX-2 단백질 발현 억제, 염증매개인자인 $TNF-{\alpha}$및 $PGE_2$ 생성 억제효과 등을 확인한 결과, 에틸아세테이트 분획물이 NO 생성과 iNOS 발현을 농도 의존적으로 강하게 억제함으로써 iNOS 발현 억제를 통한 NO 생성을 억제함을 확인할 수 있었다. NO와 iNOS 억제 효과보다는 약하지만 $PGE_2$와 COX-2 단백질 발현 역시 농도 의존적으로 억제함으로써 $PGE_2$ 억제 효능이 COX-2의 발현 억제를 통하여 이루어짐을 확인하였다. 또한 염증에 의해 증가되는 아라키돈산 대사물들이 피부 멜라닌 합성의 최초 속도결정단계에 작용하는 tyrosinase 활성을 증가시킨다는 연구 결과에 근거하여 $PGE_2$의 발현을 억제하는 아마란스 EtOAc 분획물이 tyrosinase 효소 억제 활성을 측정하고 미백효능을 확인하였다. Mushroom tyrosinase 활성 억제 효능은 에틸아세테이트 분획물이 우수한 효과를 보였으며, 농도 의존적으로 tyrosinase 효소의 활성을 억제함을 확인할 수 있었다. 이상의 결과들은 향후 아마란스 씨앗의 항염 효능을 갖는 유효성분 탐색 및 멜라닌 세포를 이용하여 미백 관련 연구의 중요한 기초자료로 활용할 수 있을 것이라 사료되며, 아마란스 씨앗이 우수한 영양식품으로 알려져 있는 만큼 안전하면서도 항염과 미백 효능이 있는 소재로서 기능성 식품, 의약품, 화장품 소재로 다양하게 응용할 수 있는 가능성을 확인하였다.
본 연구는 아마란스(Amaranthus spp L.) 씨앗 추출물의 항염 및 미백과 관련된 효능을 측정함으로써 식품, 의약품 및 화장품 등에 유용한 소재로서 활용할 수 있는 가능성을 확인하고자 수행하였다. 아마란스(Amaranthus spp L.) 씨앗 추출물의 항염증 활성 검색을 위하여 RAW 264.7 세포를 이용하고 실험을 진행하였고, 미백 효능 확인에 대하여서는 mushroom tyrosinase를 사용하였다. RAW 264.7 세포를 이용하여 NO 생성 억제, iNOS 및 COX-2 단백질 발현 억제, 염증매개인자인 $TNF-{\alpha}$및 $PGE_2$ 생성 억제효과 등을 확인한 결과, 에틸아세테이트 분획물이 NO 생성과 iNOS 발현을 농도 의존적으로 강하게 억제함으로써 iNOS 발현 억제를 통한 NO 생성을 억제함을 확인할 수 있었다. NO와 iNOS 억제 효과보다는 약하지만 $PGE_2$와 COX-2 단백질 발현 역시 농도 의존적으로 억제함으로써 $PGE_2$ 억제 효능이 COX-2의 발현 억제를 통하여 이루어짐을 확인하였다. 또한 염증에 의해 증가되는 아라키돈산 대사물들이 피부 멜라닌 합성의 최초 속도결정단계에 작용하는 tyrosinase 활성을 증가시킨다는 연구 결과에 근거하여 $PGE_2$의 발현을 억제하는 아마란스 EtOAc 분획물이 tyrosinase 효소 억제 활성을 측정하고 미백효능을 확인하였다. Mushroom tyrosinase 활성 억제 효능은 에틸아세테이트 분획물이 우수한 효과를 보였으며, 농도 의존적으로 tyrosinase 효소의 활성을 억제함을 확인할 수 있었다. 이상의 결과들은 향후 아마란스 씨앗의 항염 효능을 갖는 유효성분 탐색 및 멜라닌 세포를 이용하여 미백 관련 연구의 중요한 기초자료로 활용할 수 있을 것이라 사료되며, 아마란스 씨앗이 우수한 영양식품으로 알려져 있는 만큼 안전하면서도 항염과 미백 효능이 있는 소재로서 기능성 식품, 의약품, 화장품 소재로 다양하게 응용할 수 있는 가능성을 확인하였다.
This study examined the anti-inflammatory and whitening effects of Amaranth (Amaranthus spp L.) seed extract. Amaranthus spp L. seeds were extracted using 70% ethanol and then fractionated sequentially with n-hexane, dichloromethan, ethyl acetate and butanol. For the study of anti-inflammatory activ...
This study examined the anti-inflammatory and whitening effects of Amaranth (Amaranthus spp L.) seed extract. Amaranthus spp L. seeds were extracted using 70% ethanol and then fractionated sequentially with n-hexane, dichloromethan, ethyl acetate and butanol. For the study of anti-inflammatory activity in RAW 264.7 cells, EtOAc fraction of Amaranthus spp L. seeds significantly inhibited nitrogen oxide production as well as the protein level of iNOS. Furthermore, EtOAc fraction of Amaranthus spp L. seeds inhibited expression of $TNF-{\alpha}$, PGE2 and the protein level of COX-2 in a dose-dependent manner. Inaddition, the tyrosinase inhibitory activities of the Amaranthus spp L. seed 70% ethanol extract and subfractions were also measured to see if these extracts can be used as an ingredient for whitening cosmetics. Tyrosinase is an oxidase that is a rate-limiting enzyme for controlling the production of melanin. Therefore, tyrosinase inhibitors have become increasingly important in cosmetics and medical products with regards to hyperpigmentation. EtOAc fraction of Amaranthus spp L. seeds showed mushroom tyrosinase inhibitory activity in a dose-dependent manner. This activity was more potent than that of a positive control cynandione A. These results suggest that Amaranthus spp L. seeds may be a valuable natural ingredient for the food and cosmetics industries.
This study examined the anti-inflammatory and whitening effects of Amaranth (Amaranthus spp L.) seed extract. Amaranthus spp L. seeds were extracted using 70% ethanol and then fractionated sequentially with n-hexane, dichloromethan, ethyl acetate and butanol. For the study of anti-inflammatory activity in RAW 264.7 cells, EtOAc fraction of Amaranthus spp L. seeds significantly inhibited nitrogen oxide production as well as the protein level of iNOS. Furthermore, EtOAc fraction of Amaranthus spp L. seeds inhibited expression of $TNF-{\alpha}$, PGE2 and the protein level of COX-2 in a dose-dependent manner. Inaddition, the tyrosinase inhibitory activities of the Amaranthus spp L. seed 70% ethanol extract and subfractions were also measured to see if these extracts can be used as an ingredient for whitening cosmetics. Tyrosinase is an oxidase that is a rate-limiting enzyme for controlling the production of melanin. Therefore, tyrosinase inhibitors have become increasingly important in cosmetics and medical products with regards to hyperpigmentation. EtOAc fraction of Amaranthus spp L. seeds showed mushroom tyrosinase inhibitory activity in a dose-dependent manner. This activity was more potent than that of a positive control cynandione A. These results suggest that Amaranthus spp L. seeds may be a valuable natural ingredient for the food and cosmetics industries.
, 2014). 하지만, 아직까지 아마란스 씨앗 추출물을 대상으로 항염 및 미백에 관련한 활성 규명에 대한 연구는 보고된 바가 없어 본 연구에서는 아마란스 씨앗의 에탄올 추출물 및 순차적 용매분획물을 얻어 RAW 264.7 cell과 mushroom tyrosinase 효소를 이용하여 염증 관련 질환과 미백 소재로서의 유용한 활용 가능성을 확인하고자 하였고 유의한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.
제안 방법
아마란스 종실 EtOAc 분획물이 NO와 PGE2 생성을 억제하는 것으로 보아 tyrosinase 활성 억제에도 관여하여 미백 효능에도 작용하는 지를 확인하기 위하여 mushroom tyrosinase 활성 억제 효능 평가를 수행하였다. 아마란스 용매 분획물들을 200 ㎍/㎖의 농도로 처리하여 tyrosinase 억제 효과를 확인한 결과 대조군인 cynandione A보다 EtOAc 분획물이 훨씬 좋은 억제 효과를 나타내었고(Fig.
대상 데이터
아마란스는 제주도 제주시 애월읍 어음 2리에서 종실을 채취하여 깨끗이 손질한 후 잘게 파쇄 하여 70% 에탄올로 5 L를 추출 후 감압 농축하여 12 g의 에탄올 조추출물을 얻었다. 종실 에탄올 조추출물 12 g은 물 1 L로 현탁 시킨 후 헥산(n-hexane) 1 L를 첨가하여 n-hexane층을 분리하고, 이것을 2회 반복하여 n-hexane 분획층을 얻었다.
아마란스 EtOAC 분획물에 의한 NO, PGE2 생성 억제 활성이 iNOS와 COX-2의 발현 억제로 인한 것인지 확인하기 위하여 단백질 수준에서의 발현 억제 정도를 western blotting을 통하여 측정하였다. RAW 264.
성능/효과
대조군으로는 소염제로 사용되는 dexamethason (DEXA), PGE2 inhibitor인 NS-398 (NS), NO inhibitor인 2-amio-4-methyl pyridine(2-amino)를 각각 20 μM 처리하여 비교하였다. LPS에 의하여 iNOS와 COX-2는 현저하게 증가하였으며, 시료의 EtOAc 분획물을 처리한 결과 iNOS 발현은 뚜렷하게, 그리고 COX-2는 약하게 농도 의존적으로 억제함을 확인하였다(Fig. 2). 또한 대조군으로 사용한 DEXA는 iNOS보다 COX-2를 강하게 억제함을 확인함으로써 항염 효능을 나타내고, NS와 2-amino인 경우는 iNOS와 COX-2의 발현 억제는 미비하지만 PGE2 와 NO에만 특이적으로 작용하는 inhibitor로서 항염 효능이 있음을 확인할 수 있었다(KO et al.
생성을 억제하는 것으로 보아 tyrosinase 활성 억제에도 관여하여 미백 효능에도 작용하는 지를 확인하기 위하여 mushroom tyrosinase 활성 억제 효능 평가를 수행하였다. 아마란스 용매 분획물들을 200 ㎍/㎖의 농도로 처리하여 tyrosinase 억제 효과를 확인한 결과 대조군인 cynandione A보다 EtOAc 분획물이 훨씬 좋은 억제 효과를 나타내었고(Fig. 5, A), EtOAc 분획물을 농도별로 처리한 결과 농도 의존적으로 tyrosinase 효소 활성을 효과적으로 억제함을 확인함(Fig. 5, B)으로써 염증에 의해 증가되는 PGE2와 같은 아라키돈산 대사산물의 억제와 함께 tyrosinase 활성도 억제됨을 확인할 수 있었다.
아마란스 분획층별로 시료의 농도는 200 ㎍/㎖로, NO의 양은 Griess 시약을 사용하여 세포 배양액 중에 존재하는 NO2-의 형태로 측정하였다. 측정결과 아마란스 종실 EtOAc 분획층에서 가장 좋은 NO 억제 효능을 보여 EtOAc 분획층을 농도별로 측정하기 위하여 25, 50, 100, 200 ㎍/㎖의 농도로 처리한 결과, LPS에 의해 유도된 NO의 증가를 농도 의존적으로 억제하는 것을 확인할 수 있었다(Fig.1). 같은 처리 조건에서 세포독성효과를 확인하기 위해 LDH assay를 동시에 측정한 결과 가장 높은 200 ㎍/㎖의 농도에서 2.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
염증이란 무엇인가?
인체는 각종 외부 물질의 침입을 식별하고 이를 제거하여 항상성을 유지하는 면역반응을 하게 되는데, 염증은 상처나 감염 등에 의해 손상된 조직에 대해 부종, 발열, 통증, 조직손상, 세포 증식 등을 특징으로 하는 1차적인 면역반응이며, 생체 조직의 국소적 반응이다(Hogquist et al., 2005; Yoon et al.
과도한 면역반응으로 인해 나타날 수 있는 질병은?
, 2007). 그러나 과도한 면역반응은 동맥경화증, 류마티즈 관절염, 천식, 기관지염, 다발성 경화증 등을 유발하는 원인이 되므로 만성질환의 예방 및 치료를 위하여 항염증제 개발 필요성이 중요시되고 있다. 대식세포는 염증 반응에서 방어적인 역할을 수행하는 세포로, 그람 음성세균의 세포외막에 존재하는 lipopolysaccharide(LPS)에 의해 tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), 및 interleukin-1β (IL-1β) 등과 같은 염증성 cytokine의 분비를 증가시킨다(Yayeh et al.
염증매개물질에는 어떤게 있는가?
, 2015). 또한 inducible nitric oxide synthase (iNOS)에 의해 생성되는 nitric oxide (NO)와 cyclooxygenase-2 (COX-2)에 의해서 생성되는 prostaglandin E2 (PGE2) 등의 염증유발인자들도 생성된다(Willeaume et al., 1996; Oh et al.
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