[논문]LPS에 의해 자극된 RAW264.7 대식세포에서 Rebaudioside A의 항염 효과

조욱민; 황형서

doi:10.15230/scsk.2017.43.2.157

LPS에 의해 자극된 RAW264.7 대식세포에서 Rebaudioside A의 항염 효과
Anti-inflammatory Effects of Rebaudioside A in LPS-stimulated RAW264.7 Macrophage Cells 원문보기

大韓化粧品學會誌 = Journal of the society of cosmetic scientists of Korea, v.43 no.2, 2017년, pp.157 - 164

조욱민 (세명대학교 화장품뷰티생명공학부) , 황형서 (세명대학교 화장품뷰티생명공학부)

초록
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스테비아(Stevia rebaudiana)는 남아메리카 지역이 원산지인 국화과 스테비아 속의 다년생 식물로 스테비올(steviol)을 기본 구조로 하는 다양한 배당체가 존재하며 스테비오사이드(stevioside)와 리바우디오사이드(rebaudioside) A 등이 주성분이다. 스테비올 배당체들은 설탕보다 단맛이 월등히 뛰어나 감미료로 널리 사용되어지고 있다. 최근 여러 논문들에서 스테비올 배당체들이 미백 및 항염 효과 뿐 아니라 피부장벽 타이트정션 단백질 조절에 연관되어 있다는 보고가 있었다. 따라서 본 연구에서는 스테비올 배당체인 리바우디오사이드 A의 항염 효과 연구를 통해 향후 아토피 피부염 개선 화장품 원료 개발 가능성을 확인하고자 하였다. 항염 연구를 위해 마우스 대식세포인 RAW264.7 세포를 이용하여 cell viability 및 염증 유발 사이토카인 mRNA 발현량을 분석하였다. 우선 cell viability 측정을 위해 cell counting kit-8 (CCK-8) assay를 수행하였고 세포독성이 없는 최대 농도를 $250{\mu}M$로 설정하여 이후 모든 실험을 진행하였다. 리바우디오사이드 A의 염증 조절 기능 연구는 주로 정량적 real-time RT-PCR 방법을 이용하였다. LPS에 의해 활성화된 RAW264.7 대식세포에서 리바우디오사이드 A 처리 결과 LPS 처리군 대비 iNOS 발현량은 약 47% 감소하였고, COX-2 또한 41% 감소하였다. 생성된 NO의 양 또한 농도 의존적으로 감소하였다. 대식세포를 LPS로 활성화시킨 조건에서 염증 관련 사이토카인 유전자인 interleukin (IL)-$1{\alpha}$, IL-$1{\beta}$, IL-6의 발현량 조절을 확인한 결과 사이토카인(IL-$1{\alpha}$, $1{\beta}$, 6) 발현이 LPS 처리군 대비 40%, 45%, 59%로 농도 의존적 유의성 있게 감소하였다. 결론적으로 스테비올 배당체인 리바우디오사이드 A는 NO 생성 및 사이토카인 분비 억제를 통해 염증 반응을 저해하였다. 이러한 리바우디오사이드 A의 신규 항염증 조절 기능을 통해 아토피성피부염 개선 소재로의 개발이 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Stevia (Stevia rebaudiana) is a perennial plant of the genus Stevia, originated in South America. It stores many forms of glycosides, mainly stevioside and rebaudioside A, in which steviol is the basic structure. Steviol glycosides, widely used as sweeteners, are superior to sugar in sweetness. Recently, it has been reported that steviol glycosides are involved not only in the skin whitening and anti-inflammatory effect but also in enhancing skin barrier function through tight junction regulation. Thus, we examined anti-inflammatory effect of rebaudioside A and tried to identify its potential for improving atopic dermatitis as cosmetic ingredients. To investigate the anti-inflammatory effect, cell viability and mRNA expression level of inflammation-related cytokines were measured using mouse macrophage RAW264.7 cells. Cell counting kit 8 (CCK-8) assay was carried out to measure cell viability and the maximum concentration without cytotoxicity was set to $250{\mu}M$. A quantitative real-time RT-PCR method was used for the study of the inflammatory suppression of rebaudioside A. Rebaudioside A inhibited expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) up to 47% and COX-2 up to 41% compared to LPS treated condition. NO synthesis was decreased by rebaudioside A. Also, mRNA expression of interleukin (IL)-$1{\alpha}$, IL-$1{\beta}$ and IL-6 in LPS-stimulated RAW264.7 cells was decreased to 40%, 45% and 59%, respectively, as a concentration-dependent manner. In conclusion, rebaudioside A inhibited the inflammatory response by regulation of cytokine gene expression. From these results, we expect that steviol glycoside, such as rebaudioside A, can be used as a material for improving atopic dermatitis in the future.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 기존의 많은 항염증제는 lipopolysaccharide (LPS) 및 interferon gamma (IFNγ)로 활성화 된 대식세포에서 iNOS와 COX-2의 발현을 억제하여 NO의 생성 및 PG의 합성을 저해한다[17,18]. 따라서 본 연구에서는 리바우디오사이드 A의 새로운 항염 조절 기능 및 향후 아토피피부염 개선 화장품 소재 활용 가능성을 확인하고자 한다.

제안 방법

세포독성이 없고 효과를 극대화할 수 있는 농도값을 정하기 위해 CCK-8 assay를 수행하였고 리바우디오사이드 A 최대 농도를 250 µM로 설정 하여 모든 실험을 진행하였다. 또한 농도 의존성을 확인하기 위해 각각 50, 100, 250 µM로 농도 조건을 맞춰 실험을 진행하였다. 항염증 조절 연구를 위해 LPS로 활성화된 마우스 RAW264.
또한 스테비오사이드의 항염 효과에 대한 선행연구가 이미 보고되어 또 다른 스테비올 배당체인 리바우디오사이드 A의 항염 검증 연구를 수행하였다[5]. 세포독성이 없고 효과를 극대화할 수 있는 농도값을 정하기 위해 CCK-8 assay를 수행하였고 리바우디오사이드 A 최대 농도를 250 µM로 설정 하여 모든 실험을 진행하였다. 또한 농도 의존성을 확인하기 위해 각각 50, 100, 250 µM로 농도 조건을 맞춰 실험을 진행하였다.
또한 농도 의존성을 확인하기 위해 각각 50, 100, 250 µM로 농도 조건을 맞춰 실험을 진행하였다. 항염증 조절 연구를 위해 LPS로 활성화된 마우스 RAW264.7 대식세포를 이용하여 iNOS, COX-2, 사이토카인 IL-1α, IL-1β, IL-6, TNFα 등의 mRNA 발현을 RT-PCR 실험을 통해 분석하였다. LPS 1 µg/mL을 6 h 동안 처리하여 RAW264.

대상 데이터

본 실험에 주로 사용된 RAW264.7 세포는 한국세포주은행에서 분양받아 배양하였다. 배양조건은 37 ℃, CO₂ 5%로 유지된 환경에서 배양하였으며, 주 2-3회 계대배양을 실시하였다.
본 연구에서 사용한 스테비올 배당체인 스테비오사이드 (50956), 리바우디오사이드 A (01432)는 Sigma (USA)에서 직접 구매하여 사용하였다.

데이터처리

통계처리는 Student’s t-test를 실시하여 p 값이 0.05 미만일 때 통계적으로 유의하다고 판단하였다.

이론/모형

NO 생성량을 측정하기 위해 Griess 방법에 따라 실험을 진행하였다[20]. 24-well plate에 RAW264.

성능/효과

결론적으로 스테비올의 배당체인 스테비오사이드뿐 아니라 리바우디오사이드 A는 NO의 생성량을 감소시키면서 사이토카인의 유전자 발현을 억제하여 피부 내 염증반응을 조절하는 신규 항염증 기능성 소재이다. 따라서 향후 피부 세포장벽 기능 강화 및 항염증 조절을 통한 아토피 피부염 개선 소재로서의 개발 가능성이 있으며, 추후에 염증반응의 신호 전달 기전에 대한 추가 연구 및 임상평가가 충분히 진행된다면 아토피 피부염 개선 화장품 원료로서 산업화 가능성이 있다고 사료된다.

후속연구

결론적으로 스테비올의 배당체인 스테비오사이드뿐 아니라 리바우디오사이드 A는 NO의 생성량을 감소시키면서 사이토카인의 유전자 발현을 억제하여 피부 내 염증반응을 조절하는 신규 항염증 기능성 소재이다. 따라서 향후 피부 세포장벽 기능 강화 및 항염증 조절을 통한 아토피 피부염 개선 소재로서의 개발 가능성이 있으며, 추후에 염증반응의 신호 전달 기전에 대한 추가 연구 및 임상평가가 충분히 진행된다면 아토피 피부염 개선 화장품 원료로서 산업화 가능성이 있다고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	피부장벽이란?	반면 그 배당체인 스테비오사이드와 리바우디오사이드 A에서는 TEER이 증가되어 세포투과도가 낮아지고 피부장벽이 강화되었다[7]. 일반적으로 피부장벽(skin barrier)이란 외부로부터 인체를 보호하는 피부의 필수적인 기능을 담당하고 피부 각질층과 밀착연접으로 구성된 물리적 장벽과 항균 펩타이드, 지질 등으로 구성되는 화학적/생화학적 장벽 그리고 감염성 질환에 대한 면역 장벽 등이 알려진다. 이 중 물리적 장벽 역할을 수행하는 밀착연접은 표피층에 존재하는 단백질로 위치에 따라 공기-액체 장벽, 인체 내부의 수분 손실을 막는 액체액체 장벽의 역할을 수행한다.
	피부장벽 중 물리적 장벽의 믹착연접은 어떤 역할을 수행하는가?	일반적으로 피부장벽(skin barrier)이란 외부로부터 인체를 보호하는 피부의 필수적인 기능을 담당하고 피부 각질층과 밀착연접으로 구성된 물리적 장벽과 항균 펩타이드, 지질 등으로 구성되는 화학적/생화학적 장벽 그리고 감염성 질환에 대한 면역 장벽 등이 알려진다. 이 중 물리적 장벽 역할을 수행하는 밀착연접은 표피층에 존재하는 단백질로 위치에 따라 공기-액체 장벽, 인체 내부의 수분 손실을 막는 액체액체 장벽의 역할을 수행한다. 밀착연접 단백질들은 표피의 과립층에서 주로 발현되고 zonula occludens proteins(ZO)-1, -2, occludin, 막투과 단백질인 claudin 등이 있다[8].
	스테비아는 무엇인가?	스테비아(Stevia rebaudiana)는 파라과이 등 남미가 주 원산지이며 오랫동안 천연감미료 및 약재로 사용되어 온 식물이다. 스테비아 식물의 잎에는 약 110개 화합물이 존재하고 이 중 18종의 화합물이 단맛을 나타내며 전체 잎의 약 3-8%를 차지한다.

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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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