[논문]별불가사리로부터 분리된 Asterosaponin P1의 항노화 효능

진무현; 이소영; 여혜린; 김효진; 장윤희

doi:10.15230/scsk.2018.44.4.389

별불가사리로부터 분리된 Asterosaponin P1의 항노화 효능
Anti-aging Effect of Asterosaponin P1 Isolated from Asterina pectinifera 원문보기

大韓化粧品學會誌 = Journal of the society of cosmetic scientists of Korea, v.44 no.4, 2018년, pp.389 - 397

진무현 (LG 생활건강 기술연구원) , 이소영 (LG 생활건강 기술연구원) , 여혜린 (LG 생활건강 기술연구원) , 김효진 (LG 생활건강 기술연구원) , 장윤희 (LG 생활건강 기술연구원)

초록
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별불가사리(Asterina pectinifera Muller and Troschel)는 우리나라 전국 연안에서 흔히 볼 수 있는 토속종으로, 패류 양식장에 피해를 주는 불가사리류 중의 하나이다. 별불가사리 퇴치를 위해 대부분 건조하여 비료로 활용하고 있으며, 고부가가치 창출을 위한 다양한 연구가 진행되었으나 실제 활용은 미미한 실정이다. 따라서, 별불가사리로부터 피부 유용성분을 밝혀 새로운 활용 방안을 모색하고자 하였다. 성분연구를 통해 별불가사리로 부터 2종의 polyhydroxysteroid와 1종의 saponin을 분리하였으며, 이의 구조를 각각 $5{\alpha}$-cholestane-$3{\beta},6{\alpha},7{\alpha},8,15{\alpha},16{\beta},26$-heptol, $5{\alpha}$-cholestane-$3{\beta},4{\beta},6{\alpha},7{\alpha},8,15{\beta},16{\beta},2$6-octol 및 asterosaponin $P_1$으로 동정하였다. 이 물질들의 피부 효능을 확인한 결과 asterosaponin $P_1$이 표피 줄기세포의 증식을 촉진시키고, 각질형성세포에서 히알루론산을 합성하는 효소인 hyaluronan synthase-2와 hyaluronan synthase-3 유전자의 발현을 증가시킴을 확인하였다. 또한, asterosaponin $P_1$은 섬유아세포에서 진피의 주요 콜라겐인 type 1 콜라겐의 생합성을 촉진하는 효능을 보였다. 이상의 결과들로부터, 별불가사리로부터 분리한 asterosaponin $P_1$은 노화에 동반되는 피부 증상을 개선하는 항노화 화장품 소재로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The starfish, Asterina pectinifera Muller and Troschel (Asterinidae) is an indigenous species commonly found in all coasts of Korea causes damages to shellfish farms. In order to exterminate A. pectinifera, they are dried and used as fertilizer. Although various studies have been conducted to create high added value from the retrieved A. pectinifera, their actual utilization is relatively low. Accordingly, this study aimed to find new practical uses of starfish by identifying useful ingredients for skin anti-aging. Two polyhydroxysteroids and one asterosaponin were isolated from the A. pectinifera. The structures of these compounds were identified as $5{\alpha}$-cholestane-$3{\beta},6{\alpha},7{\alpha},8,15{\alpha},16{\beta},26$-heptol, $5{\alpha}$-cholestane-$3{\beta},4{\beta},6{\alpha},7{\alpha},8,15{\beta},16{\beta},2$6-octol, and asterosaponin $P_1$ on the basis of chemical and spectroscopic analysis. Among these compounds, we have found that asterosaponin $P_1$ increased epidermal stem cell proliferation and the expression of hyaluronan synthase-2 and hyaluronan synthase-3 gene, which are enzymes that synthesize water-binding matrix hyaluronic acids in keratinocytes. In addition, asterosaponin $P_1$ increased synthesis of pro-collagen type I, a major dermal collagen in fibroblasts. As a result, asterosaponin $P_1$ isolated from A. pectinifera could be used as a useful cosmetic ingredient that improves skin symptoms accompanying skin aging.

주제어

표/그림 (6)

그림 Figure 1. Isolation scheme of A. pectinifera.
그림 Figure 2. Chemical structure of compound 1, 2, and 3.
그림 Figure 3. Effect of compound 1, 2, and 3 on keratinocyte stem cells (KSCs) viability. After KSCs were treated with various concentrations of compound 1, 2, and 3 for 24 h, CCK-8 assay was performed. Data are shown as a percentage of control from three independent experiments in triplicate. *p < 0.05, ** p < 0.01 compared with the untreated control.
그림 Figure 4. Effect of compound 1, 2, and 3 on proliferation of keratinocyte stem cells (KSCs). Cells were incubated with various concentration of compound 1, 2, and 3 for 72 h. KSCs proliferation was measured using CCK-8 assay. Data are shown as a percentage of control from the three independent experiments in triplicate and values represent as the mean ± SD. *p < 0.05, ** p < 0.01 compared with the untreated control (BM, basal medium). Growth medium (GM) was used as a positive control.
그림 Figure 5. Transcriptional expression profile of HAS-2 and HAS-3 in compound 3-treated HaCaT cells. HaCaT cells were incubated with compound 3 for 24h. Total RNA was extracted and quantitative real time PCR was performed for HAS-2 (A) and HAS-3 (B). G3PDH was used as an internal control. Results are the mean ± SD. of experiments using data are shown as fold increase from the three independent experiments in triplicate. *p < 0.05, ** p < 0.01 compared with the untreated control. Retinoic acid (10^-7 M) was used as a positive control.
그림 Figure 6. Collagen synthesis-promoting effects of compound 3. Collagen synthesis was evaluated using pro-collagen EIA assay. TGF-β (10 ng/mL) was used as a positive control. *p < 0.05, ** p < 0.01 compared with the untreated control.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 개체수의 급격한 증가로 해양 생태계를 파괴해 어촌에 피해를 주고 있는 별불가사리의 산업적인 이용방안을 마련하고, 경제적 부가가치를 창출하기 위해 기능성 화장품 소재로의 가능성을 확인하고자 진행하였다. 충남 보령 무창포 해수욕장에서 별불가사리를 채집하고 이들의 성분 연구를 통해서, 2종의 polyhydroxysteroid와 1종의 saponin을 분리하였으며, 각각을 5α-cholestane-3β,6α,7α,8,15α,16β,26-heptol (1), 5α-cholestane-3β,4β,6α,7α,8,15β,16β,26-octol (2) 및 asterosaponin P₁ (3)으로 동정하였다.

제안 방법

분리된 성분들은 항암, 항바이러스 등에 대한 효능 연구만이 진행된 바 있다. 따라서 각 성분에 대한 표피 줄기세포 활성화 효능과 각질 형성 세포에서 HAS의 발현에 대한 영향을 평가하였다. 또한, 콜라겐 생합성능을 측정하여 항노화를 위한 화장품 소재로써의 가능성을 확인하였다.
따라서 각 성분에 대한 표피 줄기세포 활성화 효능과 각질 형성 세포에서 HAS의 발현에 대한 영향을 평가하였다. 또한, 콜라겐 생합성능을 측정하여 항노화를 위한 화장품 소재로써의 가능성을 확인하였다.
본 연구에서는 충남 보령 무창포 해수욕장에서 채집한 별불가사리로부터 2종의 polyhydroxysteroid와 1종의 saponin을 분리하였다. 분리된 성분들은 항암, 항바이러스 등에 대한 효능 연구만이 진행된 바 있다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 별불가사리는 2014년 10월 충남 보령시 웅천읍 관당리 인근 바닷가에서 채집하여 사용하였다. NMR은 Avance III 600 (600 MHz) spectrometer(Bruker, USA)를 사용하여 측정하였으며, EI-MS는 Clarus 600 GC/MS (PerkinElmer, USA)를 사용하였다.
줄기세포 활성화 실험에서 사용된 사람 피부유래 표피 줄기세포(human epidermal stem cells)는 CellnTEC(Switzerland)에서 구입하고, 소 뇌하수체 추출물(bovine pituitary extract) 10%와 penicillin (50 U/ml)/steptomycin(50 µg/ml) (Invitrogen, USA) 1%를 첨가한 표피 줄기세포 전용 배양액인 CnT-57 medium (Switzerland)을 증식 배지(growth medium)로 사용하였으며, 세포가 배양용 플라스크에 약 80% 찼을 때 accutase (CellnTEC, Switzerland)를 이용하여 계대하여 사용하였다.

데이터처리

본 연구에서 시행된 실험은 총 3회 이상 반복하였으며, 실험 군에 따른 데이터 사이의 통계적 유의성 검정은 Paired samples t-tests (SPSS ver. 20, IBM, USA)로 시행하였다. 결과 값들을 mean ± SD로 나타내었다.

성능/효과

본 연구는 개체수의 급격한 증가로 해양 생태계를 파괴해 어촌에 피해를 주고 있는 별불가사리의 산업적인 이용방안을 마련하고, 경제적 부가가치를 창출하기 위해 기능성 화장품 소재로의 가능성을 확인하고자 진행하였다. 충남 보령 무창포 해수욕장에서 별불가사리를 채집하고 이들의 성분 연구를 통해서, 2종의 polyhydroxysteroid와 1종의 saponin을 분리하였으며, 각각을 5α-cholestane-3β,6α,7α,8,15α,16β,26-heptol (1), 5α-cholestane-3β,4β,6α,7α,8,15β,16β,26-octol (2) 및 asterosaponin P₁ (3)으로 동정하였다. 이들 성분들은 항암, 항바이러스 효능에 대해 알려져 있으나, 피부에서의 효능 연구는 진행된 바가 없다.
따라서, 별불가사리로부터 분리된 3종의 화합물을 피부 항노화에 관여하는 인자들에 대한 평가를 통해 화장품 소재로서의 활용가능성을 확인하였다. 그 결과, asterosaponin P₁이 표피 줄기세포의 증식을 촉진시키고, 각질형성세포에서 히알루론산을 합성하는 효소인 HAS-2와 HAS-3 유전자의 발현을 증가시킴을 확인하였다. 또한, asterosaponin P₁은 콜라겐의 생합성을 촉진시키는 효능을 나타내었다.
그 결과, asterosaponin P₁이 표피 줄기세포의 증식을 촉진시키고, 각질형성세포에서 히알루론산을 합성하는 효소인 HAS-2와 HAS-3 유전자의 발현을 증가시킴을 확인하였다. 또한, asterosaponin P₁은 콜라겐의 생합성을 촉진시키는 효능을 나타내었다. 이상의 결과들로부터, 별불가사리로부터 분리한 asterosaponin P₁은 피부 보습과 주름을 개선하는 항노화 화장품 소재로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

후속연구

이상의 결과들로부터, 별불가사리로부터 분리한 asterosaponin P₁은 피부 보습과 주름을 개선하는 항노화 화장품 소재로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 그러나, 분리된 성분들의 수율이 매우 낮고(약 0.001%), 생산 공정 도입 시 불가사리 특유의 비린 향취를 지니고 있어 원료로 활용하기 위해서는 향취를 제거하는 고효율 생산 방법에 대한 연구가 필요하다. 또한 향후 asterosaponin P₁을 포함하는 제형으로 인체실험을 진행하여, 피부 재생 효능 및 피부 안정성 여부를 평가할 예정이다.
001%), 생산 공정 도입 시 불가사리 특유의 비린 향취를 지니고 있어 원료로 활용하기 위해서는 향취를 제거하는 고효율 생산 방법에 대한 연구가 필요하다. 또한 향후 asterosaponin P₁을 포함하는 제형으로 인체실험을 진행하여, 피부 재생 효능 및 피부 안정성 여부를 평가할 예정이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	콜라겐과 피부 노화 간에는 어떤 관계가 있는가?	진피에 존재하는 섬유아세포에서 합성되는 콜라겐은 피부 탄력의 주요 인자이나, 자외선 등의 유해 인자에 의해 증가되는 matrix metalloproteinase (MMP)가 콜라겐을 분해하여 그 양이 감소되어, 피부 노화가 촉진된다고 알려져 있다[12,13].
	별불가사리의 성분과 그 성분들의 효능은 무엇인가?	별불가사리는 북태평양에 널리 분포하며, 한국, 일본, 러시아 연해주 지역 등에 분포한다고 알려져 있다. 알려진 성분으로는 polyhydroxysteroid, saponin, ganglioside, cerebroside 등이 분리 보고된 바 있으며, 20종 이상의 polyhydroxysteroid와 saponin이 Asterina 속에서 분리되었다[23-27]. 이러한 성분들의 항암, 항바이러스, 항염, 용혈작용 및 항박테리아 효능에 대해서도 보고된 바 있다[27-30].
	불가사리는 무엇인가?	불가사리는 극피 동물문에 속하는 해양 저서생물로 전 세계에 1,700여 종이 보고되어 있으며 우리나라 근해의 경우 약 200여 종이 서식하고 있다. 외래종인 아무르불가사리(A.

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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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