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HaCaT 인간 피부 각질세포에서 과산화수소 유도 산화 손상에 대한 소청자 및 소총2호의 항산화 및 세포보호 효능
Antioxidant and Cytoprotective Effects of Socheongja and Socheong 2, Korean Black Seed Coat Soybean Varieties, against Hydrogen Peroxide-induced Oxidative Damage in HaCaT Human Skin Keratinocytes 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.28 no.4 = no.216, 2018년, pp.454 - 464  

최은옥 (동의대학교 한의과대학 생화학교실 및 근.골격계 질환제어 융합연구실) ,  권다혜 (동의대학교 항노화연구소) ,  황혜진 (동의대학교 의료.보건.생활대학 식품영양학과) ,  김국진 (제노마인(주) 첨단생명공학연구소) ,  이동희 (제노마인(주) 첨단생명공학연구소) ,  최영현 (동의대학교 한의과대학 생화학교실 및 근.골격계 질환제어 융합연구실)

초록
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식품 원료로도 널리 애용되는 검은콩은 풍부한 천연 페놀 화합물을 함유하고 있기 때문에 기능성 소재로서의 개발에도 매우 유용한 자원이다. 본 연구에서는 3가지 검은콩 품종[소청자(SCJ), 소청2호(SC2) 및 청자2호(CJ2)]을 대상으로 TPCs과 항산화 능을 조사하였다. 그 중에서도 TPCs는 CJ2 DPPH, ABTSFRAP 분석을 통하여 SCJ와 SC2가 CJ2 보다 높은 항산화능을 가지고 있음을 확인하였다. 이러한 결과를 토대로 우리는 산화적 스트레스에 대한 SCJ와 SC2의 세포보호 효과를 HaCaT 인간 각질세포를 대상으로 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면, SCJ와 SC2는 $H_2O_2$ 처리에 의한 HaCaT 세포의 생존력 감소를 현저히 억제하여 산화적 스트레스에 대한 보호 효과가 있음을 알 수 있었다. SCJ와 SC2 전처리는 또한 HaCaT 세포에서 mitochondrial dysfunction의 차단과 pro-apoptotic Bax의 발현 변화의 정상화를 통해 $H_2O_2$에 의하여 유도된 apoptosis를 효과적으로 억제하였으며, DNA 손상에 대한 보호 효과와 연관성이 있었다. 또한 SCJ와 SC2는 Nrf2와 연관된 TrxR1의 발현을 효과적으로 유도하였으나, 산화적 스트레스에 대한 SCJ와 SC2의 보호 효과는 TrxR 억제제에 의하여 상쇄되었다. 이러한 결과는 SCJ와 SC2가 Nrf2 신호전달 경로 활성을 통하여 산화적 스트레스와 관련된 세포 손상을 차단함으로써 세포 보호 활성을 갖는다는 것을 의미한다. 결론적으로, SCJ와 SC2는 산화스트레스로 인한 피부 질환의 치료와 예방을 위한 응용 가능성이 높음을 보여주었다.

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Black soybeans are used as food sources as well as for traditional medicines because they contain an abundance of natural phenolic compounds. In this study, total phenolic contents (TPCs) of Korean black seed coat soybean varieties Socheongja (SCJ), Socheong 2 (SC2) and Cheongja 2 (CJ2) as well as t...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 아울러 검은콩의 생리학적 활성을 높이기 위한 우수한 품종의 발굴에도 많은 진전이 있어 왔으며, 그 중 소청자(Socheongja), 소청2호(Socheong 2) 및 청자2호(Cheongja 2)는isoflavone 함량을 높여 기능성 강화를 목적으로 개발된 품종들이다[23, 36, 42]. 그러나 이들 품종에 대한 생리학적 효능에 대한 연구는 상대적으로 미비한 실정이므로 본 연구에서는 이들에 대한 항산화 활성을 비교 하였으며, 산화적인 스트레스로 유도된 in vitro 피부세포 모델에서 항산화 효능 및 관련 기전 연구를 시도하였다.
  • 과도한 ROS의 생성은 다양한 질병의 발생과 진행을 촉진할 뿐만 아니라 피부의 항산화 방어체계를 손상시키고[39, 41], 피부의 염증반응 유발, 피부면역기능 억제, 세포성분의 손상을 야기 시키고 광노화를 촉진시키기도 한다[12, 18, 30, 31]. 본 연구에서 사용된 소청자, 소청2호 및 청자2호는 isoflavone의 함량이 증대된 우리나라에서 개발된 검은콩 육성품종들이며, 이들의 추출물을 이용한 산화적 스트레스에 대한 피부세포 보호 효과를 조사하였다. 이를 위하여 다양한 약리성분이 파괴될 수 있는 기존의 열수추출법의 단점을 보완하기 위하여 저온용출 추출법을 적용하였다.
  • 산화적 스트레스에 의한 HaCaT 세포의 apoptosis 유도에 미토콘드리아 기능 손상이 연계되어 있는지, 그리고 소청자(SCJ)와 소청2호(SC2)가 이를 차단할 수 있는지의 여부를 조사하였다. 그 결과, H2O2 단독 처리된 배지에서 배양된 HaCaT세포에서는 미토콘드리아 기능 손상을 의미하는 MMP 소실이 매우 증가(52.
  • 아울러 Nrf2의 전사활성에 의하여 조절되는 항산화 관련 유전자 중에서 thioredoxin reductase-1(TrxR1)의 발현이 소청자(SCJ) 및 소청2호(SC2)의 처리 농도가 증가할수록 증대되었다. 소청자(SCJ)와 소청2호(SC2)에 의한 TrxR 발현 증가가 그들의 항산화 활성과 직접 연관성이 있는지의 여부를 조사하기 위하여 TrxR1 활성 억제제인 auranofin이 동시 처리되었을 경우 나타나는 현상을 조사하였다. Fig.
  • 이상의 cell-free system에서 소청자(SCJ)와 소청2호(SC2)가 전반적으로 청자2호(CJ2)에 비하여 항산화 활성이 높았기 때문에 이 두 품종 추출물을 대상으로 HaCaT 피부 각질세포에서 산화적 스트레스로 인해 유도되는 산화적 세포손상에 대한 보호효과를 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면, H2O2를 단독 처리 하였을 때 감소하였던 HaCaT 세포의 생존율과 형태학적인 변화가 소청자(SCJ)와 소청2호(SC2)가 함유된 배지에서는 이러한 처리 농도 의존적으로 회복이 되어 0.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
활성산소종은 어떤 요인으로 인해 과도하게 생성되거나 항산화 시스템의 기능이 저하되어 체내 산화-환원 조절 장애가 발생할 경우 증가하는가? 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)은 스트레스, 음주, 흡연, 자외선 및 유해 화학물질 노출 등의 요인으로 인해 과도하게 생성되거나 항산화 시스템의 기능이 저하되어 체내 산화-환원 조절 장애가 발생할 경우 증가한다[2, 29]. 과도한 ROS의 생성은 다양한 질병의 발생과 진행을 촉진하는데 그 중 피부 세포의 항산화 방어체계를 손상시키기도 하며[39, 41], 지질과산화, 단백질산화, 피부의 염증반응 유발, 피부 면역기능 억제, 세포성분의 손상을 야기시켜 광노화를 촉진시키기도 한다[12, 18, 30, 31].
피부건강과 노화방지를 위한 항산화 소재 탐색 중요성이 강조되고 있으며, 특히 인체에 유해한 기능성 천연소재를 대상으로 효능 평가가 광범위하게 이루어지고 있는 이유는? 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)은 스트레스, 음주, 흡연, 자외선 및 유해 화학물질 노출 등의 요인으로 인해 과도하게 생성되거나 항산화 시스템의 기능이 저하되어 체내 산화-환원 조절 장애가 발생할 경우 증가한다[2, 29]. 과도한 ROS의 생성은 다양한 질병의 발생과 진행을 촉진하는데 그 중 피부 세포의 항산화 방어체계를 손상시키기도 하며[39, 41], 지질과산화, 단백질산화, 피부의 염증반응 유발, 피부 면역기능 억제, 세포성분의 손상을 야기시켜 광노화를 촉진시키기도 한다[12, 18, 30, 31]. 따라서 피부건강과 노화방지를 위한 항산화 소재 탐색 중요성이 강조되고 있으며, 특히 인체에 유해한 기능성 천연소재를 대상으로 효능 평가가 광범위하게 이루어지고 있다.
콩의 성분은? 식용작물인 콩은 단백질과 다양한 isoflavone, 각종 mineral 및 vitamin 등의 성분이 풍부한 완전식품으로 널리 애용되고 있으며, 최근 다양한 유효 성분 추출법의 개발로 새롭게 관심을 모으고 있다[24, 38]. 특히, 검은콩은 다량의 단백질 외에도 lecithin, phytoestrogen, 불포화지방산, anthocyanins, isoflavone, saponin, carotene 등이 함유되어 있어, 항산화, 항암, 항비만, 면역 증강 등의 다양한 약리 작용을 나타낸다[13, 27, 37, 43].
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참고문헌 (46)

  1. Ahmed, S. M., Luo, L., Namani, A., Wang, X. J. and Tang, X. 2017. Nrf2 signaling pathway: Pivotal roles in inflammation. Biochim. Biophys. Acta. 1863, 585-597. 

  2. Alan Mitteer, R., Wang, Y., Shah, J., Gordon, S., Fager, M., Butter, P. P., Jun, K. H., Guardiola-Salmeron, C., Carabe-Fernandez, A. and Fan, Y. 2015. Proton beam radiation induces DNA damage and cell apoptosis in glioma stem cells through reactive oxygen species. Sci. Rep. 5, 13961. 

  3. Benzie, I. F. and Strain, J. J. 1996. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of "antioxidant power": the FRAP assay. Anal. Biochem. 239, 70-76. 

  4. Blios, M. S. 1958. Antioxidant determination by the use of a stable free radical. Nature 26, 1158-1200. 

  5. Cebula, M., Schmidt, E. E. and Arner, E. S. 2015. TrxR1 as a potent regulator of the Nrf2-Keap1 response system. Antioxid. Redox. Signal. 23, 823-853. 

  6. Ceni, E., Mello, T. and Galli, A. 2014. Pathogenesis of alcoholic liver disease: role of oxidative metabolism. World J. Gastroenterol. 20, 17756-17772. 

  7. Chen, Z., Wang, D., Liu, X., Pei, W., Li, J., Cao, Y., Zhang, J., An, Y., Nie, J. and Tong, J. 2015. Oxidative DNA damage is involved in cigarette smoke-induced lung injury in rats. Environ. Health Prev. Med. 20, 318-324. 

  8. Cha, H., Lowe, J. M., Li, H., Lee, J. S., Belova, G. I., Bulavin, D. V. and Fornave, A. J. Jr. 2010. Wip1 directly dephosphorylates gamma-H2AX and attenuates the DNA damage response. Cancer Res. 70, 4112-4122. 

  9. Choi, Y. H., Kim, M. J., Lee, S. Y., Lee, Y. N., Chi, G. Y., Eom, H. S., Kim, N. D. and Choi, B. T. 2002. Phosphorylation of p53, induction of Bax and activation of caspases during $\beta$ -lapachone-mediated apoptosis in human prostate epithelial cells. Int. J. Oncol. 21, 1293-1299. 

  10. Chowdhury, D., Keogh, M. C., Ishii, H., Peterson, C. L., Buratowski, S. and Lieberman, J. 2005. gamma-H2AX dephosphorylation by protein phosphatase 2A facilitates DNA double-strand break repair. Mol. Cell. 20, 801-809. 

  11. Espinosa-Diez, C., Miguel, V., Mennerich, D., Kietzmann, T., Sanchez-Perez, P., Cadenas, S. and Lamas, S. 2015. Antioxidant responses and cellular adjustments to oxidative stress. Redox Biol. 6, 183-197. 

  12. Fu, P. P., Xia, Q., Sun, X. and Yu, H. 2012. Phototoxicity and environmental transformation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs)-light-induced reactive oxygen species, lipid peroxidation, and DNA damage. J. Environ. Sci. Health C Environ. Carcinog. Ecotoxicol. Rev. 30, 1-41. 

  13. Jang, E. H., Moon, J. S., Ko, J. H., Ahn, C. W., Lee, H. H., Shin, J. K., Park, C. S. and Kang, J. H. 2008. Novel black soy peptides with antiobesity effects: activation of leptin-like signaling and AMP-activated protein kinase. Int. J. Obes (Lond). 32, 1161-1170. 

  14. Jang, Y. S. and Jeong, J. M. 2001. Anti-obesity effects of black bean Chungkugjang extract in 3T3-L1 adipocytes and obese mice induced by high fat diet. J. Kor. Soc. Food Sci. Nutr. 40, 1235-1243. 

  15. Jhan, J. K., Chung, Y. C., Chen, G. H., Chang, C. H., Lu, Y. C. and Hsu, C. K. 2016. Anthocyanin contents in the seed coat of black soya bean and their anti-human tyrosinase activity and antioxidative activity. Int. J. Cosmet. Sci. 38, 319-324. 

  16. Jung, J. H. and Kim, H. S. 2013. The inhibitory effect of black soybean on hepatic cholesterol accumulation in high cholesterol and high fat diet-induced non-alcoholic fatty liver disease. Food Chem. Toxicol. 60, 404-412. 

  17. Kang, J. S., Kim, G. Y., Kim, B. W. and Choi, Y. H. 2017. Antioxidative effects of diallyl trisulfide on hydrogen peroxide-induced cytotoxicity through regulation of nuclear factor-E2-related factor-mediated thioredoxin reductase 1 expression in C2C12 skeletal muscle myoblast cells. Gen. Physiol. Biophys. 36, 129-139. 

  18. Kammeyer, A. and Luiten, R. M. 2015. Oxidation events and skin aging. Ageing Res. Rev. 21, 16-29. 

  19. Kensler, T. W., Wakabayashi, N. and Biswal, S. 2007. Cell survival responses to environmental stresses via the Keap1-Nrf2-ARE pathway. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 47, 89-116. 

  20. Keum, Y. S. and Choi, B. Y. 2014. Molecular and chemical regulation of the Keap1-Nrf2 signaling pathway. Molecules 19, 10074-10089. 

  21. Kim, K., Lim, K. M., Kim, C. W., Shin, H. J., Seo, D. B., Lee, S. J., Noh, J. Y., Bae, O. N., Shin, S. and Chung, J. H. 2011. Black soybean extract can attenuate thrombosis through inhibition of collagen-induced platelet activation. J. Nutr. Biochem. 22, 964-970. 

  22. Kim, S. C., Kwon, H. S., Kim, C. H., Kim, H. S., Lee, C. Y. and Cho, S. J. 2016. Comparison of antioxidant activities of pileus and stipe from white beech mushrooms (Hypsizygus marmoreus). J Life Sci. 26, 928-935. 

  23. Korea Seed & Variety Service, https://www.seed.go.kr 

  24. Lee, M. J., Chung, I. M., Kim, H. and Jung, M. Y. 2015. High resolution LC-ESI-TOF-mass spectrometry method for fast separation, identification, and quantification of 12 isoflavones in soybeans and soybean products. Food Chem. 176, 254-262. 

  25. Li, X., Wu, X. and Huang, L. 2009. Correlation between antioxidant activities and phenolic contents of radix Angelicae sinensis (Danggui). Molecules 14, 5349-5361. 

  26. Loh, K. P., Huang, S. H., De Silva, R., Tan, B. K. and Zhu, Y. Z. 2006. Oxidative stress: apoptosis in neuronal injury. Curr. Alzheimer. Res. 3, 327-337. 

  27. Magalhaes, M. S., Fechine, F. V., Macedo, R. N., Monteiro, D. L., Oliveira, C. C., Brito, G. A., Moraes, M. E. and Moraes, M. O. 2008. Effect of a combination of medium chain triglycerides, linoleic acid, soy lecithin and vitamins A and E on wound healing in rats. Acta. Cir. Bras. 23, 262-269. 

  28. Park, Y. and Gerson, S. L. 2005. DNA repair defects in stem cell function and aging. Annu. Rev. Med. 56, 495-508. 

  29. Patwardhan, J. and Bhatt, P. 2016. Flavonoids derived from Abelmoschus esculentus attenuates UV-B induced cell damage in human dermal fibroblasts through Nrf2-ARE pathway. Pharmacogn. Mag. 12, S129-138. 

  30. Piao, M. J., Lee, N. H., Chae, S. and Hyun, J. W. 2012. Eckol inhibits ultraviolet B-induced cell damage in human keratinocytes via a decrease in oxidative stress. Biol. Pharm. Bull. 35, 873-880. 

  31. Poljsak, B. and Dahmane, R. 2012. Free radicals and extrinsic skin aging. Dermatol. Res. Pract. 2012, 135206. 

  32. Punchard, N. A. and Kelly, F. J. 1996. Free radicals. A practical approach. Oxford University Press, Oxford. 1-8. 

  33. Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M. and Rice-Evans, C. 1999. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic. Biol. Med. 26, 231-1237. 

  34. Reed, J. C. 2000. Mechanisms of apoptosis. Am. J. Pathol. 157, 1415-1430. 

  35. Richter, C., Gogvadze, V., Laffranchi, R., Schlapbach, R., Schweizer, M., Suter, M., Walter, P. and Yaffee, M. 1995. Oxidants in mitochondria: from physiology to diseases. Biochim. Biophys. Acta. 1271, 67-74. 

  36. Rural Development Administration National Institute of Crop Science, Republic of Korea, www.nics.go.kr 

  37. Sehitoglu, M. H., Farooqi, A. A., Qureshi, M. Z., Butt, G. and Aras, A. 2014. Anthocyanins: targeting of signaling networks in cancer cells. Asian Pac. J. Cancer Prev. 15, 2379-2381. 

  38. Slavin, M. and Yu, L. L. 2012. A single extraction and HPLC procedure for simultaneous analysis of phytosterols, tocopherols and lutein in soybeans. Food Chem. 135, 2789-2795. 

  39. Trouba, K. J., Hamadeh, H. K., Amin, R. P. and Germolec, D. R. 2002. Oxidative stress and its role in skin disease. Antioxid. Redox. Signal. 4, 665-673. 

  40. Wei, Y. S., Wung, B. S., Lin, Y. C. and Hsieh, C. W. 2009. Isolating a cytoprotective compound from Ganoderma tsugae: effects on induction of Nrf-2-related genes in endothelial cells. Biosci. Biotechnol. Biochem. 73, 1757-1763. 

  41. Wolfle, U., Seelinger, G., Bauer, G., Meinke, M. C., Lademann, J. and Schempp, C. M. 2014. Reactive molecule species and antioxidative mechanisms in normal skin and skin aging. Skin Pharmacol. Physiol. 27, 316-332. 

  42. www.nongsaro.go.kr 

  43. Xu, B. and Chang, S. K. 2008. Antioxidant capacity of seed coat, dehulled bean, and whole black soybeans in relation to their distributions of total phenolics, phenolic acids, anthocyanins, and isoflavones. J. Agric. Food Chem. 56, 8365-8373. 

  44. Yates, M. S. and Kensler, T. W. 2007. Chemopreventive promise of targeting the Nrf2 pathway. Drug News Perspect. 20, 109-117. 

  45. Yoon, J. J., Jeong, J. W., Choi, E. O., Kim, M. J., Hwang-Bo, H., Kim, H. J., Hong, S. H., Park, C., Lee, D. H. and Choi, Y. H. 2017. Protective effects of Scutellaria baicalensis Georgi against hydrogen peroxide-induced DNA damage and apoptosis in HaCaT human skin keratinocytes. EXCLI J. 16, 426-438. 

  46. Ziberna, L., Lunder, M., Moze, S., Vanzo, A., Tramer, F., Passamonti, S. and Drevensek, G. 2010. Acute cardioprotective and cardiotoxic effects of bilberry anthocyanins in ischemia-reperfusion injury: beyond concentration-dependent antioxidant activity. Cardiovasc Toxicol. 10, 283-294. 

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