[논문]표고버섯 추출물의 화장품약리활성 검증과 천연화장품 소재로써의 활용에 관한 연구

서명성; 장영아; 이진태

doi:10.12925/jkocs.2018.35.4.1003

표고버섯 추출물의 화장품약리활성 검증과 천연화장품 소재로써의 활용에 관한 연구
The Study of Cosmeceutical Activities from Lentinula edodes extracts and Application a Natural Cosmetic Material 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.35 no.4, 2018년, pp.1003 - 1012

서명성 (대구한의대학교 바이오융합학부) , 장영아 (대구한의대학교 바이오융합학부) , 이진태 (대구한의대학교 바이오융합학부)

초록
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본 연구는 화장품 소재로써 표고버섯의 기능성을 확인하기 위한 것이다. 이를 위해 우리는 표고버섯 추출물을 사용하여 항산화, 항염증 효과에 대한 생물학적 활성 평가를 수행하였다. 표고버섯을 열수와 70% 에탄올로 추출한 후 농도 (100, 500, 1000) ${\mu}g/ml$ 에 따라 처리하여 항산화 실험인 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거능, 2,2'-azino-bis ( 3-ethylbenzothiazoline - 6-sulphonic acid )-diammonium salt (ABTS) 양이온 라디칼 소거능과 Superoxide dismutase (SOD) 유사활성을 평가하였다. 또한 항염증 효과를 평가하기 위해 대식세포(Raw 264.7)를 이용해 샘플의 독성평가와 nitric oxide 생성 저해 활성을 평가하였다. 표고버섯 추출물의 DPPH 라디칼 소거능, $ABTS^+$ 라디칼 소거능과 SOD유사활성 측정결과 $1,000{\mu}g/ml$ 농도에서 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. MTT assay를 통한 샘플의 독성평가 결과로는 표고버섯 추출물의 10, 25, $50{\mu}g/ml$의 농도에서 독성이 나타나지 않았다. Nitric oxide 저해 활성 결과에 따르면 표고버섯 추출물의 농도 의존적으로 NO가 저해됨을 보아 항염증 효과가 우수함을 알 수 있다. 표고버섯은 염증성 Cytokine인 $TNF-{\alpha}$, $PGE_2$, $IL-1{\beta}$의 활성을 낮추었으며 Western blot 실험결과 iNOS와 COX-2 단백질의 발현을 최고농도인 $25{\mu}g/ml$ 에서 유의적으로 억제하는 것을 확인하였다. 상기 실험결과로부터 표고버섯의 우수한 항산화, 항염증 효능을 확인하였으며 향후 안전한 천연 화장품 소재로 사용될 수 있음을 보여준다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study is for checking the possibility of Lentinula edodes as cosmetic materials. For this we carried out biological active evaluation about anti-oxidant and anti-inflammatory effects by Lentinula edodes extracts. We extracted Lentinula edodes with water and 70% ethanol and then in order to evaluate anti-oxidant activity we treated samples by concentrations (100, 500, 1000) ${\mu}g/ml$ and carried out 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging, the activity of 2,2'-azino-bis ( 3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid )-diammonium salt (ABTS) cation radical scavenging and superoxide dismutase(SOD) like activity. Also, in order to evaluate effect of anti-inflammatory the samples in macrophages(RAW 264.7 cells), we carried out evaluation of cell viability, nitric oxide inhibitory activity western blot. The results of DPPH, $ABTS^+$ radical scavenging activity and SOD-like activity of the Lentinula edodes extracts increased in dose-dependent manner. The cytotoxic of samples by MTT assay showed no toxicity at the concentrations of 10, 25 and $50{\mu}g/ml$ of Lentinula edodes extract. Nitric oxide inhibition activity results showed that the extracts reduced NO productions in a concentration-dependent manner. Expression of inflammatory cytokines as $TNF-{\alpha}$, $PGE_2$ and $IL-1{\beta}$ decreased in a concentration-dependent manner and iNOS and COX-2 proteins expression rates were decreased significantly in western blot analysis. From the results of the experiment, it was comfirmed that the Lentinula edodes extracts had excellent anti-oxidant and anti-inflammatory effect and could be used as a safe natural cosmetic material in the future.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. DPPH radical scavenging activity(%) of dependent on concentration from extracts of Lentinula edodes.
그림 Fig. 2. ABTS⁺ cation radical scavenging activity(%) of dependent on concentration from extracts of Lentinula edodes. LEW : Lentinula edodes extracted with water.
그림 Fig. 3. Superoxide dismutase like activity(%) of dependent on concentration from extracts of Lentinula edodes.
그림 Fig. 4. Cell viability of dependent on concentration of Lentinula edodes extracts(LEW) using MTT assay.
그림 Fig. 5. Inhibitory effects of extracts of Lentinula edodes extracts(LEW) on the production of nitric oxide Raw 264.7 cells.
그림 Fig. 6. Inhibitory effects of extracts of Lentinula edodes extracts(LEW) on production of pro-inflammatory cytokines.
그림 Fig. 7. Effects of Lentinula edodes extracts (LEW) on LPS-induced iNOS, COX-2 protein expression.

AI 본문요약
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문제 정의

지금까지 잘 알려져 있는 표고버섯의 효능인 항암효과와 항당뇨에 관한 약리적인 작용에 대해서는 연구가 많이 되어있으며 화장품 소재로의 항산화 항염증에 관련된 연구는 부족하여 본 연구에서는 천연에서 유래한 생리활성 보유 화장품소재 개발의 일환으로 항산화 및 항염증 활성을 분석하여 천연 기능성 화장품 소재로써의 활용가능성을 확인해보고자 하였다.

제안 방법

본 연구에서는 표고버섯의 추출물이 천연화장품 기능성 소재로써 가능성을 평가하기위해 항산화, 항염증 실험을 진행하였으며 결론은 다음과 같다. 표고버섯의 항산화효능을 알아보기 위하여DPPH radical scavenging activity, ABTS+radical scavenging activity 와 SuperoxideDismutase-like activity 실험을 진행하였다.
안전한 화장품소재로 활용 가능함을 알아보기 위해 표고버섯 추출물이 세포 생존률에 미치는 영향을 확인하기 위해 마우스 대식 세포인 Raw264.7 cell을 사용하여 세포독성을 확인하였다. 세포독성실험으로 가장 보편적으로 널리 사용되고 있는 방법인 MTT assay로 실험하였다.
본 연구에서는 표고버섯의 추출물이 천연화장품 기능성 소재로써 가능성을 평가하기위해 항산화, 항염증 실험을 진행하였으며 결론은 다음과 같다. 표고버섯의 항산화효능을 알아보기 위하여DPPH radical scavenging activity, ABTS+radical scavenging activity 와 SuperoxideDismutase-like activity 실험을 진행하였다. DPPH radical scavenging activity 실험결과 표고버섯의 열수추출물은1000 μg/ml 농도에서 각각50.

대상 데이터

항산화 실험에 사용된 시약은 DPPH (1, 1 - Dipheny l - 2 - picrylhydrazy)와 ABTS(2,2’-azino-bis ( 3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonicacid )-diammonium salt), Trizma base,Pyrogallol은 Sigma-Aldrich Co.(Saint Louis,USA)에서, 세포주 Raw 264.7 mousemacrophage (murine macrophage cell line)은 한국세포주은행(Korea)에서 구입하였다. 세포배양은 10% fetal bovine serum (FBS; IntrogenTherapeutics, USA)과 1% penicillin/streptomycin (Hyclone™, GE Healthcare Life Sciences, USA) 100 U/mL을 첨가한 Dulbecco’smodified Eagle medium (DMEM; Gibco™, Thermo Fisher Scientific, USA) 배지를 사용하였으며, 37℃, 5% CO₂ incubator (Forma™, Thermo Fisher Scientific)에 적응시켜 계대 배양하였다.

이론/모형

SOD 유사활성은 Marklund의 방법에 준하여 측정하였다. 각 시료용액 0.
염증 관련 단백질인 iNOS, COX-2에 대한 표고버섯의 저해능을 확인하기 위하여 표고버섯 열수추출물을 각 농도별로 처리한 후 30분 뒤 LPS를 처치하여 Western blot을 통해 단백질의 발현량을 확인하였다. 그 결과 LPS로 유도된 control군 대비하였을 때 iNOS와 COX-2 농도가 증가함에 따라 유의적으로 발현양이 감소됨을 확인하였다.
7 cell을 사용하여 세포독성을 확인하였다. 세포독성실험으로 가장 보편적으로 널리 사용되고 있는 방법인 MTT assay로 실험하였다. MTTassays는 세포내의 전자전달계에 존재하는 탈수소효소가 tetrazolium salt를 분해하여 formazan을 생성하는 원리를 이용하여 살아있는 세포를 정량적으로 평가할 수 있다[24].

성능/효과

표고버섯의 항산화효능을 알아보기 위하여DPPH radical scavenging activity, ABTS+radical scavenging activity 와 SuperoxideDismutase-like activity 실험을 진행하였다. DPPH radical scavenging activity 실험결과 표고버섯의 열수추출물은1000 μg/ml 농도에서 각각50.9 % 에탄올추출물은 16.5 %, 효능이 있었다. 표고버섯의 열수, 에탄올추출모두 농도 100, 500,1000 μg/ml로 실험한 결과 농도 의존적으로 활성이 증가하였다.
7 세포에서 염증성 cytokine을 측정하였다. 그 결과 표고버섯추출물을 10, 25, 50µg/ml의 농도로 처리 하였을 때 농도 의존적으로 cytokine인 PGE2, TNF-α 와 IL-1β 생성량이 저해됨을 확인하였다. 표고버섯의 PGE₂, TNF-α와 IL-1β 생성량의 결과는 Fig.
7 세포의 독성이 없는 범위의 농도 내에서 NO생성 저해활성을 측정하였다. 그 결과 표고버섯추출물의10, 25, 50 µg/ml의 농도로 처리 하였을 때 농도가 증가할수록 NO발현량이 저해됨을 확인하였다. 염증성 Cytokine인 TNF-α, PGE₂, IL-1β의 발현량이 농도 의존적으로 감소하였고, Western blot 실험결과 iNOS, COX-2염증성 단백질의 발현도 유의적으로 감소함을 알 수 있었다.
위 결과로 보았을 때 표고버섯추출물은 세포독성이 없는 안전한 범위내의 농도에서 항산화 및 항염증효능에 안전함을 확인하였다. 따라서 이후추가적인 표고버섯 추출물의 항산화 및 항염증연구의 결과에 따라 표고버섯 추출물이 피부 트러블을 개선할 수 있는 천연화장품의 소재로 이용 가능성을 보여준다.
그 결과 LPS로 유도된 control군 대비하였을 때 iNOS와 COX-2 농도가 증가함에 따라 유의적으로 발현양이 감소됨을 확인하였다. 이를 통해 표고버섯추출물은 염증 관련 단백질 발현을 저해하는 것으로 나타났으며 기능성화장품의 항염증 소재의 가능성을 보였다.

후속연구

위 결과로 보았을 때 표고버섯추출물은 세포독성이 없는 안전한 범위내의 농도에서 항산화 및 항염증효능에 안전함을 확인하였다. 따라서 이후추가적인 표고버섯 추출물의 항산화 및 항염증연구의 결과에 따라 표고버섯 추출물이 피부 트러블을 개선할 수 있는 천연화장품의 소재로 이용 가능성을 보여준다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	체내에서 활성산소종이 야기하는 문제점은 무엇인가?	사람의 몸은 활성산소 생산계 및 소거계가 균형을 이뤄 생체 내 항상성을 유지하고 있으나 여러 가지 요인들에 의하여 균형이 무너져 산화촉진 쪽으로 기울게 되면 산화적 스트레스가 유발된다[4]. 활성산소종은 매우 산화력이 강력하기 때문에 인체 내에서 제거되지 못하면 세포 손상을 일으킬 뿐만 아니라, 세포 내의 주요 염증 유발인자를 활성화시킴으로써 염증을 초래한다[5].염증반응의 대표적인 예로는 염증성 매개물질인lipopolysaccharide (LPS)는 lipopolysaccharidebinding protein (LBP)과 복합체를 형성하여[6]대식세포 표면에 있는 CD14 receptor를 자극시키며 자극된 CD14 receptor는 toll-like receptor(TLR4)를 자극시켜 다양한 신호전달 분자들을활성화 시킨다[7,8,9].
	NO란 무엇인가?	NO는 염증 반응에서 중요한 역할을 하는 염증매개조절 인자로, nitric oxide synthase(NOS)에 의해 형성되며, 과잉 생성된 NO는 혈관 투과성, 부종 등의 염증 반응을 촉진시키고, 염증 매개체의 생합성을 촉진하는 강력한 염증 인자이다[13,14]. 따라서 NO생성을 제어하면 피부홍반유도[30] 및 keratinocyte cell migration 촉진[31]을 예방 할 수 있다.
	추출 용액에 따른 표고버섯의 항산화효능은 어떤 차이를 보이는가?	표고버섯의 항산화효능을 알아보기 위하여DPPH radical scavenging activity, ABTS+radical scavenging activity 와 SuperoxideDismutase-like activity 실험을 진행하였다. DPPH radical scavenging activity 실험결과 표고버섯의 열수추출물은1000 μg/ml 농도에서 각각50.9 % 에탄올추출물은 16.5 %, 효능이 있었다. 표고버섯의 열수, 에탄올추출모두 농도 100, 500,1000 μg/ml로 실험한 결과 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. ABTS+radical scavengingactivity 실험결과도 또한 시료의 농도가 증가함에 따라 유의적으로 라디칼 소거능이 증가하였다. Superoxide Dismutase-like activity 측정결과는열수추출물은 1000 μg/ml 농도에서 23.9 %에탄올추출물은 1000 μg/ml에서 11.9% 농도 의존적으로 활성이 증가하였으나 대체적으로 활성이 낮았다. 열수추출물이 에탄올추출물보다 항산화 효능이 우수하였으므로 항염증실험은 열수추출물만 진행하였다.

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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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