자초(紫草) 열수추출물이 각질형성세포 HaCaT의 세포 연접 관련 유전자의 발현에 미치는 영향 연구 Investigation of the effect of Lithospermi Radix on tight-junction related genes in HaCaT cells원문보기
Objectives : The aim of this research was to determine the diverse effects of Lithospermi Radix Water Extract (LR) on human keratinocyte HaCaT cells, and to examine whether those effects could be applied to the human skin. Methods : We examined effect of LR on the cell viability of using the MTS ass...
Objectives : The aim of this research was to determine the diverse effects of Lithospermi Radix Water Extract (LR) on human keratinocyte HaCaT cells, and to examine whether those effects could be applied to the human skin. Methods : We examined effect of LR on the cell viability of using the MTS assay in human keratinocyte HaCaT cells. The antioxidation effect of LR was analyzed relative to the well-known antioxidant resveratrol, using an ABTS assay. Quantitative RT-PCR analysis revealed that, in HaCaT cells, LR influenced the mRNA expression of tight-junction genes associated with skin moisturization. Furthermore, a wound-healing assay demonstrated altered cell migration in LR-treated HaCaT cells. Result : The cytotoxicity was confirmed to be higher in LR at a concentration of $800{\mu}g/m{\ell}$ using the MTS assay in HaCaT cells. In comparison to $100{\mu}M$ resveratrol, $1,600{\mu}g/m{\ell}$ LR showed either a similar or superior antioxidation effect. LR treatment in HaCaT cells reduced the mRNA expression levels of claudin 3, claudin 4, claudin 6, claudin 8, and ZO-2 to less than 0.80-fold, whereas JAM-A and Tricellulin mRNA expression level increased more than 1.33-fold. In addition, HaCaT cells migration was decreased to 83.9% by LR treatment. Conclusions : LR of antioxidation activity will have an anti-aging effect on the skin by reducing oxidative stress. Further studies are required to address the implications for human skin, given LR's effects of altering mRNA expression of tight junction-related gene and decreasing cell migration of HaCaT cells.
Objectives : The aim of this research was to determine the diverse effects of Lithospermi Radix Water Extract (LR) on human keratinocyte HaCaT cells, and to examine whether those effects could be applied to the human skin. Methods : We examined effect of LR on the cell viability of using the MTS assay in human keratinocyte HaCaT cells. The antioxidation effect of LR was analyzed relative to the well-known antioxidant resveratrol, using an ABTS assay. Quantitative RT-PCR analysis revealed that, in HaCaT cells, LR influenced the mRNA expression of tight-junction genes associated with skin moisturization. Furthermore, a wound-healing assay demonstrated altered cell migration in LR-treated HaCaT cells. Result : The cytotoxicity was confirmed to be higher in LR at a concentration of $800{\mu}g/m{\ell}$ using the MTS assay in HaCaT cells. In comparison to $100{\mu}M$ resveratrol, $1,600{\mu}g/m{\ell}$ LR showed either a similar or superior antioxidation effect. LR treatment in HaCaT cells reduced the mRNA expression levels of claudin 3, claudin 4, claudin 6, claudin 8, and ZO-2 to less than 0.80-fold, whereas JAM-A and Tricellulin mRNA expression level increased more than 1.33-fold. In addition, HaCaT cells migration was decreased to 83.9% by LR treatment. Conclusions : LR of antioxidation activity will have an anti-aging effect on the skin by reducing oxidative stress. Further studies are required to address the implications for human skin, given LR's effects of altering mRNA expression of tight junction-related gene and decreasing cell migration of HaCaT cells.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
3. 紫草가 HaCaT 세포의 밀착연접에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. HaCaT 세포에 紫草를 200 ㎍/㎖ 농도로 36 시간 처리하였고 qRT-PCR을 통해 밀착연접에 관여하는 다양한 유전자의 mRNA 발현을 확인하였다.
紫草가 HaCaT 세포의 세포활성도에 미치는 영향을 MTS assay를 통해 확인하여 실험에 적용할 수 있는 유효농도를 확인하고자 하였다. 그 결과 200 ㎍/㎖의 紫草를 24 시간 처리한 HaCaT 세포에서 대조군 대비 97.
紫草가 HaCaT 세포의 세포활성도에 미치는 영향을 MTS assay를 통해 확인하여 실험에 적용할 수 있는 유효농도를 확인하고자 하였다. 그 결과 200 ㎍/㎖의 紫草를 24 시간 처리한 HaCaT 세포에서 대조군 대비 97.
본 연구에서 紫草를 열수추출하여 얻은 시료를 대상으로 항산화 효능의 비교 및 HaCaT 세포에서 밀착연접에 미치는 영향을 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
본 연구에서는 紫草가 가지는 항산화 효능의 비교 및 HaCaT 세포에서 밀착연접에 미치는 영향을 알아보기 위해 실험을 수행하였다.
紫草가 인간 유래 각질 형성 세포인 HaCaT 세포의 밀착연접에 미치는 영향은 보고되지 않았다. 이에 저자는 紫草를 열수추출하여 얻은 시료로 항산화 효능 및 HaCaT 세포에 가지는 독성과 밀착연접에 미치는 영향을 조사하여 유의한 결과를 얻었기에 이에 보고하는 바이다.
제안 방법
HaCaT 세포에 紫草를 200 ㎍/㎖ 농도로 36 시간 처리하였고 qRT-PCR을 통해 밀착연접에 관여하는 다양한 유전자의 mRNA 발현을 확인하였다. 그 결과 紫草를 처리한 HaCaT 세포에서 claudin 3, 4, 6, 8, Zo-2의 mRNA 발현이 0.
HaCaT 세포에 紫草를 처리한 뒤 MTS (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium) assay를 진행해서 세포활성도를 확인하였다. 96 well plate에 HaCaT 세포를 5,000 cells/well씩 분주하고 24 시간 동안 배양하였다.
이전 실험을 통해 紫草를 처리한 HaCaT 세포에서 밀착연접유전자의 mRNA 발현이 다양하게 변화한 것을 확인하였다. 이러한 紫草의 작용이 HaCaT 세포의 세포이동에 미치는 영향을 확인해 보기 위하여 wound healing assay를 진행하였다. 그 결과 紫草 200 ㎍/㎖를 처리한 HaCaT 세포의 세포이동은 대조군과 대비하였을 때 83.
W로 1/10로 희석시켜 실험에 사용하였다. 이 후 AriaMx를 이용해서 quantitative RT-PCR (qRT-PCR)을 실시하여 밀착연접 관련 유전자들의 mRNA 발현량을 비교하였다. cDNA 5 ㎕에 nuclease free water 2 ㎕, 2X Prime Q-mater Mix 10 ㎕, 10 pmol/㎕ forward primer 1.
이전 실험을 통해 紫草를 처리한 HaCaT 세포에서 밀착연접유전자의 mRNA 발현이 다양하게 변화한 것을 확인하였다. 이러한 紫草의 작용이 HaCaT 세포의 세포이동에 미치는 영향을 확인해 보기 위하여 wound healing assay를 진행하였다. 그 결과 紫草 200 ㎍/㎖를 처리한 HaCaT 세포의 세포이동은 대조군과 대비하였을 때 83.
이전 실험을 통해 紫草를 처리한 HaCaT 세포에서 밀착연접유전자의 mRNA 발현이 다양하게 변화한 것을 확인하였다. 이러한 紫草의 작용이 HaCaT 세포의 세포이동에 미치는 영향을 확인해 보기 위하여 wound healing assay를 진행하였다. 그 결과 紫草 200 ㎍/㎖를 처리한 HaCaT 세포의 세포이동은 대조군과 대비하였을 때 83.
대상 데이터
실험에 사용된 紫草 (Lithospermum erythrorhizon Siebold et Zuccarini)는 한국 서울의 동양허브 주식회사로부터 2016년 9월에 구입 (NO; 2016-0904)하여 기원의 진위와 품질의 우열을 가천대학교 한의과대학 본초학교실에서 감정하였고, 약재는 초음파 세척기를 이용하여 불순물을 제거하고 실험에 사용하였다.
실험에 사용된 세포는 인간 유래 각질형성 세포인 HaCaT 세포로 고려대학교 생명공학부에서 분양 받아 실험에 사용하였다.
데이터처리
대조군과 각 실험군과의 평균의 차이는 student's t-test로 분석하여 p-value값이 0.05 미만일 때 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 판정하였다.
1. 紫草를 항산화 효능이 잘 알려진 resveratrol과 비교하여 ABTS 라디칼 소거능을 확인한 결과 resveratrol 100 µM의 항산화 효능은 60.6%로 나타났으며 紫草 1,600 ㎍/㎖의 항산화 효능은 resveratrol 100 µM 65.3%로 나타내었다.
2. 紫草가 HaCaT 세포에 미치는 세포활성도를 MTS assay를 이용하여 확인한 결과 200 ㎍/㎖의 紫草를 24시간 처리한 HaCaT 세포에서 대조군 대비 97.9%의 세포활성도를 나타내었다.
47배 증가하였다. 이 결과를 통해 紫草가 HaCaT 세포의 밀착연접 유전자 발현에 다양한 변화를 일으키는 것을 확인하였다.
47배 증가하였다. 이 결과를 통해 紫草가 HaCaT 세포의 밀착연접 유전자 발현에 다양한 변화를 일으키는 것을 확인하였다.
이상의 실험결과는 紫草가 항산화 효능을 보유하고 있어 피부의 산화적 스트레스를 효과적으로 감소시켜 피부의 노화 방지 효과가 있을 것으로 생각된다. 또한 紫草는 다양한 밀착연접 유전자의 mRNA 발현에 영향을 일으키는 것으로 생각되며, 앞으로 紫草 열수추출물의 항산화효능에 대한 보다 깊은 연구가 필요한 것으로 생각되는 바이다.
후속연구
이 결과를 통해 紫草가 HaCaT 세포의 밀착연접 유전자 발현에 다양한 변화를 일으키는 것을 확인하였다. 紫草가 가지는 피부 보습 효과와 밀착연접 관련 유전자발현에 미치는 영향과의 상관관계 및 피부에 부작용으로 나타날 가능성에 대한 추가적인 연구가 진행되어야 한다.
9%로 감소하였다. 紫草를 처리한 HaCaT 세포에서 세포이동의 감소 현상의 원인 및 사람피부에 미치는 영향은 앞으로 더욱 연구되어야 한다.
이상의 실험결과는 紫草가 항산화 효능을 보유하고 있어 피부의 산화적 스트레스를 효과적으로 감소시켜 피부의 노화 방지 효과가 있을 것으로 생각된다. 또한 紫草는 다양한 밀착연접 유전자의 mRNA 발현에 영향을 일으키는 것으로 생각되며, 앞으로 紫草 열수추출물의 항산화효능에 대한 보다 깊은 연구가 필요한 것으로 생각되는 바이다.
또한 紫草는 다양한 밀착연접 유전자의 발현에 영향을 일으키는 것으로 생각된다. 향후紫草 열수추출물을 이용한 항산화제 개발을 위하여 분자수준의 기전연구 등 더욱 세심한 연구가 요구되어지는 바이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
세포이동은 인체에서 어떤 역할을 하는가?
세포이동은 여러 기관의 발달, 면역 세포의 작용, 암의 전이, 그리고 피부의 상처 회복에 중요한 역할을 한다. 피부의 빠른 세포이동은 상처의 회복을 촉진하지만 비정상적인 세포이동은 암의 발생을 초래한다.
紫草의 성분은 무엇인가?
紫草의 성분으로는 naphthoquinones계 색소인 acetylshikonin과 그 同族體인 propionylshikonin, isobutyrylshikonin, β,β-dimethylacrylshikonin, isovalerylshikonin, β-hydroxyisovalerylshikonin, α- methyl-n-butyrylshikonin을 함유하고 있고), lithospermicacid, 靑酸배당체인 lithospermoside, allantoin4), lithospermidin A, B, C를 함유하고 있으며, 알카로이드 성분인 pyrrolizidine alkaloids, hydroxymyoscorpine, 테르펜류 성분인 shikonofuran A, B, C, D, E, F를 함유하고 있고, 이밖에 caffeic acid, stearyl alcohol, 1-epicosanol, 1-docosanol, 1-tetracosanol 등 에스테르 화합물을 함유하고 있다2).
紫草의 약리작용은 무엇이 있는가?
약리작용으로는 Ju 등21), Kim 등22)은 아토피 피부염에 관련 효과를 보고하였고, Kim 등23)은 항알러지 염증반응에 대한 효과를 보고하였으며, Lee 등24)은 Galactosamine으로 유도된 간손상에 미치는 보호 효과를 보고하였다.
State Administration of Traditional chiense medicine of the People's Republic of China. Zhonghuabencao. Shanghai : Shanghai Scientific and Technical Publishers. 1999 : 525-31.
Korea Food and Drug Administration. The Korean Pharmacopoeia Eleventh Edition. Seoul : Korea Food and Drug Administration. 2015 : 91-2.
Ministry of Health, Labour and Welfare. The Japanese Pharmacopoeia, Fourteenth Edition. Tokyo : Hirokawa Shoten. 2001 : 493-503.
The Chinese Pharmacopoeia Commission. Pharmacopoeia of the People's Republic of China 2010. Beijing : China Medical Sciense and Technology Press. 2010 : 46.
Chung HS, Kang MK, Cho CW, Park SK, Kim HY, Yoon YS, Kang JH, Shin MK, Hong MC, Bae HS. Inhibition of lipopolysaccharide and interferongamma- induced expression of inducible nitric oxide synthase and tumor necrosis factor-alpha by Lithospermi radix in mouse peritoneal macrophages. J Ethnopharmacology. 2005 ; 102(3) : 412-7.
Kim SH, Kang IC, Yoon TJ, Park YM, Kang KS, Song GY, Ahn BZ. Antitumor activities of a newly synthesized shikonin derivative, 2-hyim-DMNQ-S-33. Cancer Lett. 2001 ; 172(2) : 171-5.
Zhang ZQ, Cao XC, Zhang L, Zhu WL. Effect of shikonin, a phytocompound from Lithospermum erythrorhizon, on rat vascular smooth muscle cells proliferation and apoptosis in vitro. Zhonghua Yi Xue Za Zhi. 2005 ; 85(21) : 1484-8.
Hsu PC, Huang YT, Tsai ML, Wang YJ, Lin JK, Pan MH. Induction of apoptosis by shikonin through coordinative modulation of the Bcl-2 family, p27, and p53, release of cytochrome c, and sequential activation of caspases in human colorectal carcinoma cells. J Agric Food Chem. 2004 ; 52(20) : 6330-7.
Staniforth V, Wang SY, Shyur LF, Yang NS. Shikonins, phytocompounds from Lithospermum erythrorhizon, inhibit the transcriptional activation of human tumor necrosis factor alpha promoter in vivo. J Biol Chem. 2004 ; 279(7) : 5877-85.
Hwang HJ, Kim HY, Yu HJ, Oh MH, Lee IH, Kim SG. Gene encoding pathogenesis-related 10 protein of Lithospermum erythrorhizon is responsive to exogenous stimuli related to the plant defense system. Plant Science. 2003 ; 165 : 1297-1302.
Choi WH, Hong SS, Lee SA, Han XH, Lee KS, Lee MK, Hwang BY, Ro JS. Monoamine oxidase inhibitory naphthoquinones from the roots of Lithospermum erythrorhizon. Arch Pharm Res. 2005 ; 28(4) : 400-4.
Tsuruta D, Green KJ, Getsios S, Jones JC. The barrier function of skin: how to keep a tight lid on water loss. Trends Cell Biol. 2002 ; 112(8) : 355-7.
Kim, I.R., Kim, H.C., Kuk, Y.B., Park, S.J., Park, Y.K., Park, J.H., Seo, B.I., Seo, Y.B., Shin, M.K., Lee, Y.J., Lee, Y.C., Lee, J.H., Leem, K.H., Cho, S.I., Chung, J.K., Joo, Y.S., Choi, H.Y. Boncho-Hak. Seoul : Young-Lim Press. 2007 : 238-9.
Bulgakov VP, Kozyrenko MM, Fedoreyev SA, Mischenko NP, Denisenko VA, Zvereva LV, Pokushalova TV, Zhuravlev YN. Shikonin production by pfluorophenylalanine resistant cells of Lithospermum erythrorhizon. Fitoterapia. 2001 ; 72(4) : 394-401.
Ju JH, Cho HH, Lee YS. Progress on Phytochemical and Atopic Dermatitis related Study of the Root of Lithospermum erythrorhizon. Korean J Pharmacogn. 2010 ; 41(2) : 73-88.
Kim YR, Cho SY, Seo DB, Kim SH, Lee SJ, Cho YH. Effects of Oral Intake of Gromwell Water Fraction on Ceramides Content and the Development of Atopic Dermatitis in NC/Nga Mice. korean j. food sci. technol. 2009 ; 41(5) : 547-51.
Kim SH, Lee JY, Kim DK. Effects of Mori Folium, Arctii Fructus, Lithospermum Erythrorhizon on the Anti-allergic Response. J Kyung Hee Univ Med Cent. 2005 ; 21(1) : 71-9.
Lee HH, Yoon JS, Song SY. Protective Effect of Lithospermum erythrorhizon oh Galactosamine Induced Liver Injury. Korean J. Microscopy. 2010 ; 40(1) : 29-35.
David R. Bickers, Mohammad A. Oxidative Stress in the Pathogenesis of Skin Disease. Journal of Investigative Dermatology. 2006 ; 126(12) : 2565-75.
Mary N, Carol P, Hasan M, Nihal A. The Grape Antioxidant Resveratrol for Skin Disorders: Promise, Prospects, and Challenges. Arch Biochem Biophys. 2011 ; 508(2) : 164-70.
Daisuke T, Kathleen J. Spiro G, Jonathan C.R. The barrier function of skin: how to keep a tight lid on water loss. Trends Cell Biol. 2002 ; 12(8) : 355-7.
Masato M, Fumiyoshi Y, Akemi I, Keiko Y, Chikaako K, Shinji F, Eiichiro U, Yohichi M, Kohichi T, Hirokazu Y, Mituru H, Hajime I, Masahito I, Masaru O, Gen K, Taroh K, Junji T, Kiyofumi Y. Defective stratum corneum and early neonatal death in mice lacking the gene for transglutaminase 1. Proc Natl Acad Sci USA. 1998 ; 95(3) : 1044-9.
Kim YR, Cho SY, Seo DB, Kim SH, Lee SJ, Cho YH. Effects of Oral Intake of Gromwell Water Fraction on Ceramides Content and the Development of Atopic Dermatitis in NC/Nga Mice. Korean J Food Sci. Technil. 2009 ; 41(5) : 547-51.
Esther N. A, Esther H, Fiona M. W. Epithelial stem cells, wound healing and cancer. Nature Reviews Cancer. 2012 ; 12(3) : 170-80.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.