[논문]제니스테인 Cyclodextrin 포접체의 항염 및 피부장벽에 미치는 영향

최동준; 조욱민; 최다희; 황형서

doi:10.15230/scsk.2018.44.2.171

제니스테인 Cyclodextrin 포접체의 항염 및 피부장벽에 미치는 영향
Effects of Anti-inflammation and Skin Barrier by Genistein Cyclodextrin Complex 원문보기

大韓化粧品學會誌 = Journal of the society of cosmetic scientists of Korea, v.44 no.2, 2018년, pp.171 - 181

최동준 (세명대학교 화장품뷰티생명공학부) , 조욱민 (세명대학교 화장품뷰티생명공학부) , 최다희 (세명대학교 화장품뷰티생명공학부) , 황형서 (세명대학교 화장품뷰티생명공학부)

초록
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제니스테인(genistein)은 대두에서 추출한 대표적인 이소 플라본 화합물 중 하나이며 노화 방지 및 항염증 활성 효과에 대한 연구가 많이 이뤄졌다. 그러나 제니스테인은 유기용매에 높은 용해도를 보일지라도 물에 대한 수용성은 매우 낮아 생체이용률이 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 제니스테인의 수용성과 안정성이 크게 향상된 제니스테인 cyclodextrin 포접체(genistein CD complex)를 제니스테인과 직접 비교 분석하고자 하였다. 우선 세포독성 실험을 위해 RAW264.7 대식세포를 대상으로 CCK-8 assay를 시행하였고, 제니스테인 및 제니스테인 cyclodextrin 포접체 모두 $10{\mu}g/mL$ 농도부터 세포독성이 나타나 최대 농도는 $10{\mu}g/mL$로 설정하고 실험을 진행하였다. LPS에 의해 활성화 된 RAW264.7 세포에서 NO(nitric oxide) 생성 및 iNOS mRNA 발현을 관찰한 결과 제니스테인 CD 포접체가 제니스테인 자체 보다 더 효과적으로 억제하였다. 또한 $IL1-{\alpha}$, $IL1-{\beta}$, IL-6 및 $TNF-{\alpha}$와 같은 염증성 사이토카인의 mRNA 발현이 농도 의존적으로 감소됨을 확인하였다. 이 뿐 아니라 인간 각질형성세포인 HaCaT 세포를 이용해 TEER 및 피부장벽 강화 효과를 관찰한 결과 제니스테인 CD 포접체 처리군에서 TEER이 농도 의존적으로 증가되었고, 세포 이동 실험에서도 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 따라서 제니스테인 CD 포접체에 대한 피부 재생 및 장벽 강화에 관한 임상 연구등이 수행된다면, 효과적인 아토피 피부염 또는 피부장벽 개선 기능성 화장품 원료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Genistein is one of the representative isoflavone compounds isolated from soybeans and has been studied very well for its anti-aging and anti-inflammatory activity through previous studies. However, although genistein exhibits high solubility in organic solvents, it shows low bioavaility due to the low water solubility. In this study, we compared directly the functional difference between genistein and genistein cyclodextrin complex which has the improved water solubility and stability by cell based assay. Cell cytotoxicity experiment were carried out on RAW264.7 with CCK-8 assay and cytotoxicity was appeared from $10{\mu}g/mL$, thereby maximum concentration was set to $10{\mu}g/mL$ in all condition. We discovered that genistein CD complex suppressed NO production and iNOS expression as concentration dependent manner in the condition of LPS rather than genistein. Also, we could understand that genistein CD complex was able to down-regulate mRNA expression of anti-inflammatory cytokines such as $IL1-{\alpha}$, $IL1-{\beta}$, IL-6, and $TNF-{\alpha}$ as concentration dependent manner in the presence of LPS. In addition, we verified that genistein CD complex increased TEER of HaCaT human keratinocyte cells as concentration dependent pattern and stimulated cell division and migration rather than genistein in cell migration assay. Thus, it is expected that it can be used as an effective cosmetic raw material for improving atopic dermatitis or skin barrier if clinical studies on skin regeneration and skin barrier of the genistein CD complex are carried out.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에 사용된 제니스테인 CD 포접체는 7개의 glucopyranose (α-1,4)가 결합된 hydroxypropyl β-cyclodextrin으로 제니스테인과 같은 기능성 분자들에 대한 담체 역할을 수행할 수 있어 제니스테인자체가 지닌 안정성과 수용성을 크게 향상시킨 것으로 알려진다[15-18]. 따라서 본 연구에서는 제니스테인과 제니스테인 CD 포접체를 대상으로 항염증 및 피부장벽 강화, 세포이동 촉진 등의 효과를 비교 관찰하여 효과적인 아토피피부염의 개선 화장품 소재 활용성을 확인하고자 하였다.
기존의 연구에서도 제니스테인에 의한 TEER 증가 및 세포 사이의 장벽 강화 효과가 있어 외부의 박테리아 또는 항원 등이 혈관으로 침입되는 것을 저해한다는 점이 보고되어 있다[19,20]. 따라서 우리는 제니스테인과 제니스테인 CD 포접체의 효능적 우위성 여부를 확인하고자 하였다. 세포독성이 없고 효과가 극대화 될 수 있는 농도값을 결정하기 위해 CCK-8 assay를 수행하였고, 제니스테인 CD 포접체의 최대 농도를 RAW264.
본 연구에서는 기존에 피부세포에서의 상처 치유 촉진 및 항염 등의 효능이 널리 알려진 제니스테인과 제니스테인 CD 포접체의 효능을 비교 분석하고자 하였다.
또한 우리는 cell migration assay와 TEER 실험을 통해 제니스테인 CD 포접체가 제니스테인보다 우위적인 세포의 이동성 촉진과 TEER 저항 증가를 나타내는 것을 확인하였다. 본 연구진은 RAW264.7 세포를 이용해 제니스테인 CD 포접체의 신규 항염증 조절 기능을 규명하였고, HaCaT 세포에서의 피부장벽강화 및 세포이동 촉진을 통한 상처 치유 소재로서의 가능성을 최초로 규명하였다.

가설 설정

The TEER value was measured to determine the effect of genistein CD complex on epithelial resistance after cell viability assay(A). (B)Genistein CD complex significantly increased TEER of HaCaT cell in a dose dependent manner. The results are presented as the mean ± S.

제안 방법

Bradford assay를 통하여 단백질을 정량하여 0.5 µg/µL의 농도로 sample buffer와 β-mercaptoethnol을 배합하여 loading sample을 제조하였다.
HaCaT 세포주에서의 TEER 변화를 관찰하기 위해 제니스테인 및 제니스테인 CD 포접체의 세포독성 평가를 진행하였고, 최대 농도 1 µg/mL 이후부터 세포독성이 나타남에 따라 1 µg/mL을 최대농도로 실험을 진행하였다(Figure 5A).
Figure 5. The TEER value was measured to determine the effect of genistein CD complex on epithelial resistance after cell viability assay(A). (B)Genistein CD complex significantly increased TEER of HaCaT cell in a dose dependent manner.
Transwell 내 HaCaT 세포를 5.0 × 104 cells/insert 밀도가 되도록 배양 한 후 제니스테인 CD 포접체를 각각 1 ng/mL에서 1 µg/mL의 농도까지 처리한 후 0 h 부터 3 h 간격으로 최대 24 h 까지 TEER 저항값(ohm(Ω) × cm2)을 측정하였다.
5 µg으로 정량하였고, Revertra ACE kit (Toyobo, Japan) mixture와 혼합하여 역전사(reverse transcription)한 후 Tris/EDTA buffer로 cDNA를 희석하였다. cDNA와 Taqman probe (Thermofisher.Co, USA), Universal master mix (Thermofisher Co. USA)를 이용하여 real-time PCR system (Applied Biosystems, USA)을 진행하였고, 실시간으로 유전자별 mRNA 발현량을 분석하였다. 본 실험에서 사용된 Taqman probe는 Table 1에 표기하였다.
iNOS 및 COX-2 단백질의 세포 내 발현량을 비교분석하기 위해 western blot 실험을 진행하였다. 우선 6 well plate에 RAW264.
또한 CD 포접체 자체에서는 항염 및 세포이동 촉진 효과가 전혀 보고되지 않았다[25]. 따라서 우리는 제니스테인과 제니스테인 CD 포접체를 대상으로 피부 염증개선, 피부세포 재생 촉진, 그리고 피부장벽 강화효과 등을 중점적으로 비교 관찰하였다. 이를 위해 제일 먼저 griess assay를 통해 NO 생성량 변화를 관찰하였고, real time PCR, western blot 실험기법을 통해 염증성 사이토카인들의 mRNA 및 단백질 발현이 감소하는 것을 확인하였다.
따라서 제니스테인 및 제니스테인 CD 포접체의 RAW264.7 세포 독성 평가를 통해 세포독성이 나타나지 않는 최대 농도를 10 µg/mL으로 하여 이후 모든 실험을 진행하였다.
또한 농도 의존성을 확인하기 위해 각각 0.1, 1, 5 및 10 µg/mL과 10, 100 및 1 µg/mL 등의 농도 조건에서 실험을 진행하였다.
먼저 TEER 측정을 위해 transwell plate에 HaCaT cell line을 well 당 2.0 × 104 cell이 되도록 분주하여 72h 동안 세포를 배양하여 세포가 충분히 well plate 내에 정착할 수 있도록 하였으며, 제니스테인 CD 포접체를 농도별로 처리하였다.
세포 배양액 조성은 Dulbecco’s modified eagles’s medium (DMEM, Welgene, Korea)과 10% fetal bovine serum (FBS, Welgene, Korea), penicilin (100 U/mL), streptomycin (100 µg/mL) (Pen/Strep, Gibco, USA)로 하였다.
세포 이동 실험(cell migration assay)는 SPL ScarTM Block (Cat. No 201935)을 사용하여 각각 2개로 분리 된 block well 내에 2.0 × 104 cell이 되도록 분주한 후 6h동안 배양하였다.
세포독성이 없고 효과가 극대화 될 수 있는 농도값을 결정하기 위해 CCK-8 assay를 수행하였고, 제니스테인 CD 포접체의 최대 농도를 RAW264.7 세포주에서는 10 µg/mL, HaCaT 세포주에서는 1µg/mL으로 결정하였고 이후 모든 실험을 진행하였다.
0 × 10⁴ cell이 되도록 분주한 후 6h동안 배양하였다. 세포이동을 관찰하기 위해 block well을 제거하고 well plate에 제니스테인 CD 포접체를 농도별로 처리하여 시간의 흐름에 따른 세포 이동 변화를 관찰하였고, 광학현미경으로 촬영한 후 image J(image processing and analysis in Java, NIH)를 사용하여 얻어진 결과를 통계처리 하였다.
시료별 총 RNA를 1.5 µg으로 정량하였고, Revertra ACE kit (Toyobo, Japan) mixture와 혼합하여 역전사(reverse transcription)한 후 Tris/EDTA buffer로 cDNA를 희석하였다.
염증 유발 사이토카인 발현 조절을 관찰하기 위해 LPS(1 µg/mL)를 처리하여 RAW 264.7 대식세포를 활성화 시킨 후 제니스테인 CD 포접체를 6 h 동안 동시에 처리한 후 RT-PCR을 통해 interleukin (IL)-1α, IL-1 β, IL-6 발현량 변화를 관찰하였다(Figure 4).
4) buffer로 5 min 간 6 회 세척한 후 secondary antibody를 다시 1h 동안 처리한 후 동일한 방법으로 세척하였다. 이 후 Western ECL substrates (Bio-rad, USA)를 membrane에 처리하여 암실에서 약 5 min간 반응 후 image 처리장치(Microchemi, DNR, Israel)로 단백질을 detection 하였다. 단백질의 발현량은 image J (image processing and analysis in Java, NIH)를 사용하여 얻어진 결과를 통계처리 하였다.
따라서 우리는 제니스테인과 제니스테인 CD 포접체를 대상으로 피부 염증개선, 피부세포 재생 촉진, 그리고 피부장벽 강화효과 등을 중점적으로 비교 관찰하였다. 이를 위해 제일 먼저 griess assay를 통해 NO 생성량 변화를 관찰하였고, real time PCR, western blot 실험기법을 통해 염증성 사이토카인들의 mRNA 및 단백질 발현이 감소하는 것을 확인하였다. 기존의 연구에서도 제니스테인에 의한 TEER 증가 및 세포 사이의 장벽 강화 효과가 있어 외부의 박테리아 또는 항원 등이 혈관으로 침입되는 것을 저해한다는 점이 보고되어 있다[19,20].
이후 기존의 배양액을 제거하고 LPS 1 µg/mL와 genistein CD 포접체를 각 농도 별로 희석한 배양액으로 교체하여 준 후 6 h 동안 반응시켰다.
이후 제니스테인 및 제니스테인 CD 포접체를 농도별로 희석하여 세포에 처리한 후 24 h 동안 배양하였고, 이후 상등액을 제거한 후 DMEM : EZ-Cytox 를 10:1로 희석한 용액을 각 well 마다 100 µL씩 처리하였다.
제니스테인 1 µg/mL, 제니스테인 CD 포접체는 각각 10, 100 및 1 µg/mL의 농도로 처리한 후 1, 6, 12 h 순으로 시간에 따른 세포이동성의 측정을 하였다.
3. Genistein CD 포접체에 의한 iNOS 및 COX2 단백질 발현 억제
제니스테인 CD 포접체에 의해 농도의존적 방식으로 NO 생성량이 감소되는 것이 확인됨에 따라 NO 합성을 촉진하는 iNOS(Inducible NO synthase) 및 PGE2의 합성을 촉진하여 염증을 유발하는 COX2 단백질의 발현량을 western blot을 통해 확인하였다(Figure 3A). 무처리 대조군 대비 LPS 처리군에서 iNOS 단백질 발현은 음성 대조군 대비 1.
제니스테인 CD 포접체의 상피세포 간 장벽에 미치는 영향을 관찰하기 위해 immotalized 각질형성세포인 HaCaT 세포주를 이용해 trans epithelial electrical resistance (TEER) 값을 측정하였다.
제니스테인 CD 포접체의 세포 이동성 촉진 효과를 확인하기 위해 세포 이동에 영향을 주는 serum을 제거한 serum free DMEM media를 사용하였다. Cell migration assay 실험 결과 제니스테인 보다 제니스테인 CD 포접체가 HaCaT 세포 이동이 더 활발히 진행되는 것을 확인하였다(Figure 6).
제니스테인 및 제니스테인 CD 포접체를 각각 0.1, 1, 5, 10, 20, 50, 100 µg/mL 및 1 mg/mL까지 최고 농도로 설정하여 진행하였다.
transwell plate 내 insert well에는 500 µL, receiver well은 1 mL씩 분주하였다. 측정은 인큐베이션 온도조건과 동일하게 Heat block을 36.5 ℃로 셋팅 한 후 heat block 위에서 측정하여 온도차에 따른 오류를 최소화하였다. 측정 전 EVOM2 meter의 LCD display 창의 값을 ‘0’으로 보정하였고, STX2 electrode를 trans well plate의 각 처리군의 insert well과 receiver well plate에 90°로 삽입하여 5 min 이내 측정을 완료하였다.
항염증 조절 연구를 위해 LPS로 염증반응이 유도된 마우스 RAW264.7 대식세포를 이용하여 사이토카인 IL-1α, IL-1β, IL-6 및 TNFα등에 대한 mRNA 발현량을 비교 분석하였고, western blotting 실험기법을 이용해 iNOS, COX-2의 단백질 발현 조절을 확인하였다.

대상 데이터

Transepithelial Electrical Resistance (TEER)의 측정은 EVOM2 (Epithelium Volt Ohm Meter 2, 300523, WPI, USA)장비와 transwell plate 1.12 cm² (corning 3460, USA)를 사용하였다. 먼저 TEER 측정을 위해 transwell plate에 HaCaT cell line을 well 당 2.
7를 한국세포주 은행에서 분양받아 사용하였다. 또한 피부장벽 및 세포이동 연구는 주로 고려대학교에서 분양받은 HaCaT 세포를 사용하였다. 이 세포주들은 모두 주 2~3 회 계대배양을 실시하였으며, 배양조건은 37 ℃, CO₂ 5%로 유지된 환경에서 배양하였다.
본 연구에서는 제니스테인 CD 포접체(genistien/hydroxypropyl beta-cyclodextrin, Macrocare, Korea)와 제니스테인(G6649, sigma aldrich, USA)을 각각 구매하여 사용하였다.
항염증 효능 연구를 위해 RAW264.7를 한국세포주 은행에서 분양받아 사용하였다. 또한 피부장벽 및 세포이동 연구는 주로 고려대학교에서 분양받은 HaCaT 세포를 사용하였다.

데이터처리

이 후 Western ECL substrates (Bio-rad, USA)를 membrane에 처리하여 암실에서 약 5 min간 반응 후 image 처리장치(Microchemi, DNR, Israel)로 단백질을 detection 하였다. 단백질의 발현량은 image J (image processing and analysis in Java, NIH)를 사용하여 얻어진 결과를 통계처리 하였다.
본 실험에서 모든 통계처리는 Student's t-test를 실시하였으며, 분석결과 p 값이 0.05 미만일 때 통계적으로 유의성이 있다고 판단하였다.
측정 전 EVOM2 meter의 LCD display 창의 값을 ‘0’으로 보정하였고, STX2 electrode를 trans well plate의 각 처리군의 insert well과 receiver well plate에 90°로 삽입하여 5 min 이내 측정을 완료하였다. 실험값은 3회 반복 측정을 통해 측정된 값을 기반으로 통계 처리하였다.

이론/모형

LPS로 유도된 RAW264.7 세포에서 제니스테인 및 제니스테인 CD 포접체에 의한NO 생성량을 측정하기 위해 Griess assay를 수행하였다. 제니스테인의 NO 생성 측정 실험에서 대조군 대비 LPS를 처리한 조건에서 662.
세포 내 NO 생성량을 측정하기 위해 Griess assay를 진행하였다. 24 well plate에 마우스 대식세포인 RAW264.
제니스테인 및 제니스테인 CD 포접체의 RAW264.7 세포에 대한 독성 평가를 위해 CCK-8 assay를 수행하였다. 제니스테인 및 제니스테인 CD 포접체를 각각 0.
제니스테인(G6649,sigma aldrich, USA)과 제니스테인 CD 포접체(genistien-hydroxypropyl beta cyclodextrin)를 세포 처리 농도를 결정하기 위해 EZ-cytox cell viability assay kit (EZ-1000, Dogenbio, Korea)를 이용하여 CCK-8 assay를 수행하였다. RAW264.

성능/효과

제니스테인 CD 포접체의 세포 이동성 촉진 효과를 확인하기 위해 세포 이동에 영향을 주는 serum을 제거한 serum free DMEM media를 사용하였다. Cell migration assay 실험 결과 제니스테인 보다 제니스테인 CD 포접체가 HaCaT 세포 이동이 더 활발히 진행되는 것을 확인하였다(Figure 6). 제니스테인 1 µg/mL, 제니스테인 CD 포접체는 각각 10, 100 및 1 µg/mL의 농도로 처리한 후 1, 6, 12 h 순으로 시간에 따른 세포이동성의 측정을 하였다.
LPS 1 µg/mL로 RAW264.7 대식세포의 염증반응을 유도시켜 활성화시킨 후 양성대조군인 genistein CD 포접체를 최대농도 10 µg/mL로 6 h 동안 처리한 결과 NO 생성 및 iNOS 및 COX-2 단백질 발현이 모두 유의적으로 감소됨이 확인되었다(Figure 2 and 3).
LPS 처리군에서 IL-1α의 mRNA 발현량이 47.38배 증가하여 LPS에 의한 염증 유발은 정상적으로 진행되었음을 확인하였다.
LPS 처리된 RAW264.7 세포에 제니스테인을 각각 0.1, 1, 5, 10 µg/mL로 각각 처리한 결과 651.02, 567.34, 450.04 및 376.57%로 NO 생성이 최대 10 µg/mL 조건에서 LPS 처리군 대비 약 43.2% 유의성 있게 감소하는 것을 확인하였다(Figure 2A).
결론적으로 기존의 선행연구가 되어있는 제니스테인보다 제니스테인 CD 포접체는 보다 효과적으로 NO 생성량을 감소시키고, 염증성 사이토카인의 유전자 발현을 억제하며 세포 이동 촉진 및 피부장벽 강화 효과를 보여주었다. 따라서 제니스테인 CD 포접체는 제니스테인보다 안정성 및 피부 투과율이 개선되었을 뿐 아니라 피부 항염증 및 피부장벽강화 또한 비교 우위에 있는 만큼 더욱 효과적인 아토피 피부염 등의 피 부질환 개선 소재로서의 가능성이 있으며, 추후 염증 신호 전달 기전과 피부장벽강화 기작에 대한 추가 연구 및 피부 임상평가가 충분히 진행된다면 아토피 피부염 환자들에게 적용할 수 있는 기능성화장품 원료로도 개발될 수 있을 것으로 예상된다.
따라서 본 연구에 사용된 제니스테인 CD 포접체는 7개의 glucopyranose (α-1,4)가 결합된 hydroxypropyl β-cyclodextrin으로 제니스테인과 같은 기능성 분자들에 대한 담체 역할을 수행할 수 있어 제니스테인자체가 지닌 안정성과 수용성을 크게 향상시킨 것으로 알려진다[15-18].
34%의 감소를 확인하였다(Figure 4). 또한 우리는 cell migration assay와 TEER 실험을 통해 제니스테인 CD 포접체가 제니스테인보다 우위적인 세포의 이동성 촉진과 TEER 저항 증가를 나타내는 것을 확인하였다. 본 연구진은 RAW264.
또한 제니스테인 CD 포접체는 LPS 처리군에서 643.83%까지 NO 생성을 유의적으로 증가시켰고, LPS와 제니스테인 CD 포접체를 0.1, 1, 5, 10 µg/mL까지 동시에 처리했을 때 NO 생성량은 567.34, 456.15, 310.73 및 227.05%로 감소하여, 10µg/mL 농도 기준 약 64.6% 감소하는 것을 확인하였다(Figure 2B).
염증 조절 사이토카인 IL-1α, IL-1β, IL-6, TNFα의 mRNA 발현은 LPS 처리군 대비 IL-1α 1 µg/mL 농도부터 85.39, 69.02 및 50.0%, IL-1β 97.13, 95.10, 73.86 및 53.29%, IL-6 최저 농도부터 91.89, 71.77, 55.43 및 35.68%의 농도 의존적 감소를 나타냈으며, TNFα는 5, 10 µg/mL 농도에서 유의성은 낮지만 각각 98.30 및 78.34%의 감소를 확인하였다(Figure 4).
본 연구에서는 기존에 피부세포에서의 상처 치유 촉진 및 항염 등의 효능이 널리 알려진 제니스테인과 제니스테인 CD 포접체의 효능을 비교 분석하고자 하였다. 우선 본 연구에서 사용된 제니스테인 CD 포접체의 제니스테인 함량을 확인하기 위해 HPLC 분석을 진행한 결과, 제니스테인 CD 포접체에는 5%의 제니스테인이 존재하는 것으로 확인되었다(data not shown). 또한 CD 포접체 자체에서는 항염 및 세포이동 촉진 효과가 전혀 보고되지 않았다[25].
위와 같이 제니스테인 및 제니스테인 CD 포접체 처리군에 대한 NO 억제율 비교실험을 통계적으로 분석한 결과 제니스테인 CD 포접체가 제니스테인 보다 0.1 µg/mL 농도 이후부터 약 21.4% 더 높은 유의적인 억제효과를 보였다.
위의 결과들은 제니스테인 CD 포접체가 LPS 자극에 의해 유발된 염증성 사이토카인 IL-1α, IL-1β 및 IL-6의 발현을 억제함으로 항염증 효능 활성을 가진다는 것을 보여준다.
제니스테인 CD 포접체를 10 µg/mL 조건으로 처리하였을 때 NO 생성 시험에서는 LPS 처리군 대비 77.2% 억제되었으며(Figure 2), LPS 처리군 대비 iNOS는 1 µg/mL 농도에서부터 88.64, 60.54 및 78.91%로 감소하였고, COX-2는 0.1 µg/mL 농도에서부터 86.04, 76.74, 77.51 및 60.46%로 농도의존적으로 감소하였다(Figure 3).
제니스테인 및 제니스테인 CD 포접체를 RAW264.7에 처리한 결과 제니스테인은 10 µg/mL까지 세포 독성이 나타나지 않았고, 20 µg/mL 조건에서 86.5 %, 100 µg/mL 조건에서는 37.5%까지 세포생존율이 감소되는 경향을 보였다.
제니스테인 1 µg/mL, 제니스테인 CD 포접체는 각각 10, 100 및 1 µg/mL의 농도로 처리한 후 1, 6, 12 h 순으로 시간에 따른 세포이동성의 측정을 하였다. 제니스테인, 제니스테인CD포접체 모두 1h 부터 유의성 있는 세포 이동성 관측이 되었으며, 12 h 에서는 대조군 26.6% 대비 제니스테인 35.2%, 제니스테인 CD 포접체는 10, 0.1 및 1 ng/mL에서 각각 41.5, 53.6 및 65.5% 등 제니스테인 CD 포접체가 더욱 빠른 세포 이동 촉진 효과를 보였다(Figure 6B).
7 세포에서 제니스테인 및 제니스테인 CD 포접체에 의한NO 생성량을 측정하기 위해 Griess assay를 수행하였다. 제니스테인의 NO 생성 측정 실험에서 대조군 대비 LPS를 처리한 조건에서 662.28%의 유의적 NO 증가를 확인하였다. LPS 처리된 RAW264.

후속연구

결론적으로 기존의 선행연구가 되어있는 제니스테인보다 제니스테인 CD 포접체는 보다 효과적으로 NO 생성량을 감소시키고, 염증성 사이토카인의 유전자 발현을 억제하며 세포 이동 촉진 및 피부장벽 강화 효과를 보여주었다. 따라서 제니스테인 CD 포접체는 제니스테인보다 안정성 및 피부 투과율이 개선되었을 뿐 아니라 피부 항염증 및 피부장벽강화 또한 비교 우위에 있는 만큼 더욱 효과적인 아토피 피부염 등의 피 부질환 개선 소재로서의 가능성이 있으며, 추후 염증 신호 전달 기전과 피부장벽강화 기작에 대한 추가 연구 및 피부 임상평가가 충분히 진행된다면 아토피 피부염 환자들에게 적용할 수 있는 기능성화장품 원료로도 개발될 수 있을 것으로 예상된다.
제니스테인은 피부각질형성세포의 transepithelial electrical resistance (TEER)을 증가시키고 피부세포의 이동을 촉진시켰다[8]. 따라서 제니스테인 피부장벽 강화 기능은 향후 아토피 등과 같은 피부질환 개선에 도움을 주는 소재로 활용될 수 있음을 보여준다. 그러나 이소플라본은 농도의 차이에 따라 서로 상이한 결과를 나타내기도 하는데, 최근 연구에 따르면 저농도 제니스테인은 세포이동을 촉진시키는 만면 고농도 조건에서는 세포의 분열을 저해하고 apoptosis를 유도하였다[9].

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	폴리페놀의 효능은 무엇인가?	현재까지 알려진 폴리페놀의 종류는 수천 가지가 넘고, 주로 녹차의 카테킨, 포도주의 레스베라트롤, 양파의 쿼세틴, 콩과류 식물의 이소플라본이 대표적인 폴리페놀이다. 폴리페놀은 체내의 활성산소 제거에 의한 항산화 효과 및 노화 방지 효과가 탁월한 것으로 알려져 있다[1]. 폴리페놀 중 하나인 이소플라본은 식물 성 phytoestrogen이라 불린다.
	식물성 phytoestrogen이라 불리는 이소플라본의 특징은 무엇인가?	폴리페놀 중 하나인 이소플라본은 식물 성 phytoestrogen이라 불린다. 이는 대표적인 여성호르몬인 에스트로겐과 구조적으로 매우 유사한 특징을 가지고 있어, 체내 에스트로겐의 생물학적 기능과 유사한 기능을 나타낸다. 이소플라본의 생합성 과정은 아미노산인 L-phenylalanine으로부터 chalcone isomerase 및 isoflvone synthase 등의 효소 반응을 통해 합성되는데, 이 중 가장 대표적인 이소플라본이 제니스테인 (5,7,4’-trihydroxyisoflavone)과 다이드제인(7,4’-dihydroxyisoflavone)이다[2].
	제니스테인은 무엇인가?	제니스테인(genistein)은 대두에서 추출한 대표적인 이소 플라본 화합물 중 하나이며 노화 방지 및 항염증 활성 효과에 대한 연구가 많이 이뤄졌다. 그러나 제니스테인은 유기용매에 높은 용해도를 보일지라도 물에 대한 수용성은 매우 낮아 생체이용률이 떨어진다.

참고문헌 (25)

N. R. Perron and L. B. Julia, A review of the antioxidant mechanisms of polyphenol compounds related to iron binding, Cell Biochem. Biophys., 53(2), 75 (2009).

상세보기
S. Barnes, The biochemistry, chemistry and physiology of the isoflavones in soybeans and their food products, Lymphat. Res. Biol., 8(1), 89 (2010).

상세보기
V. Mukund, D. Mukund, V. Sharma, M. Mannarapu, and A. Alam, Genistein: Its role in metabolic diseases and cancer, Crit. Rev. Oncol. Hematol., 119, 13 (2017).

상세보기
K. Szkudelska and L. Nogowski, Genistein-a dietary compound inducing hormonal and metabolic changes, J. Steroid Biochem. Mol. Biol., 105, 37 (2007).

상세보기
C. Spagnuolo, G. L. Russo, I. E. Orhan, S. Habtemariam, M. Dagli, A. Sureda, S. F. Nabavi, K. P. Devi, M. R. Loizzo, R. Tundis, and S. M. Nabavi, Genistein and cancer: current status, challenges, and future directions, Adv. Nutr., 6(4), 408 (2015).

상세보기
M. Hamalinen, R. Nieminen, P. Vuorela, M. Heinonen, and E. Moilanen, Anti-Inflammatory Effects of flavonoids: genistein, kaempferol, quercetin, and daidzein inhibit STAT-1 and NF- ${\kappa}B$ activations, whereas flavone, isorhamnetin, naringenin, and pelargonidin inhibit only NF- ${\kappa}B$ activation along with their inhibitory effect on iNOS expression and NO production in activated macrophages, Mediators Inflamm., 2007, 45673 (2007).
G. Ji Y. Zhang, Q. Yang, S. Cheng, J. Hao, X. Zhao, and Z. Jiang, Genistein suppresses LPS-Induced inflammatory iesponse through inhibiting NF- ${\kappa}B$ following AMP Kinase Activation in RAW 264.7 Macrophages. PLoS. ONE., 7(12), e53101 (2012).

상세보기
E. Emmerson, L. Campbell, S. G. Ashcroft, and M. J. Hardman, The phytoestrogen genistein promotes wound healing by multiple independent mechanisms, Mol. Cell Endocrinol., 321(2), 184 (2010).

상세보기
F. Casagrande and J. M. Darbon, Effects of structurally related flavonoids on cell cycle progression of human melanoma cells: regulation of cyclin-dependent kinases CDK2 and CDK11, Biochem. Pharmacol., 61(10), 1205 (2001).

상세보기
X. Wang and L. Brusseau, Solubilization of some low-polarity organic compounds by hydroxypropyl-beta-cyclodextrin, Environ. Sci. Technol., 27(13), 2821 (1993).

상세보기
R. Challa, A. Ahuja, J. Ali, and R. K. Khar, Cyclodextrins in drug delivery: An updated review, AAPS. Pharm. Sci. Tech., 6(2), E329 (2005).

상세보기
M. Kfoury, D. Landy, L. Auezova, H. G. Gerges, and S. Fourmentin, Effect of cyclodextrin complexation on phenylpropanoids' solubility and antioxidant activity, Beilstein. J. Org. Chem.., 10, 2322 (2014).

상세보기
R. O. Williams, V. Mahaguna, and M. Sriwongjanya, Characterization of an inclusion complex of cholesterol and hydroxypropyl- ${\beta}$ -cyclodextrin, Eur. J. Pharm. Biopharm., 46(3), 355 (1998).

상세보기
L. Szente, and J. Szejtli, Highly soluble cyclodextrin derivatives: chemistry, properties and trends in development, Adv. Drug Deliv. Rev., 36(1), 17 (1999).

상세보기
V. Crupi, D. Majolino, A. Paciaroni, B. Rossi, R. Stancanelli, V. Venuti, and G. Viliani, The effect of hydrogen bond on the vibrational dynamics of genistein free and complexed with ${\beta}$ -cyclodextrins, J. Raman Spectrosc., 41(7), 764 (2010).
J. Tang, N. Xy, H. Ji, H. Liu, Z. Wang, and L. Wu, Eudragit nanoparticles containing genistein: formulation, development, and bioavailability assessment, Int. J. Nanomed., 6, 2429 (2011).
E. M. M. D. Valle, Cyclodextrins and their uses: a review, Process Biochem., 39(9), 1033 (2004).

상세보기
A. Rasheed, C. K. A. kumar, and V. V. N. S. S. Sravanthi, Cyclodextrins as durg carrier molecule: a review, Sci. Pharm., 76(4), 567 (2008).
C. L. Wells, R. P. Jechorek, K. M. Kinneberg, S. M. Debol, and S. L. Erlandsen, The isoflavone genistein inhibits internalization of enteric bacteria by cultured caco-2 and HT-29 enterocytes, J. Nutr., 129(3), 634 (1999).

상세보기
M. Amasheh, A. Fromm, S. M. krug, S. Amasheh, S. Andres, M. Zeitz, M. Fromm, and J. D. Schulzke, $TNF{\alpha}$ -induced and berberine-antagonized tight junction barrier impairment via tyrosine kinase, Akt and $NF{\kappa}B$ signaling, J. Cell Sci., 123(23), 4145 (2010)

상세보기
A. E. Daruhazi, L. Szente, B. Balogh, P. Matyus, S. Bani, M. Takacs, A. Gergely, P. Aorvath, E. Pzoke, and E, Lemberkovics, Utility of cyclodextrins in the formulation of genistein part 1. Preparation and physicochemical properties of genistein complexes with native cyclodextrins, J. Pharm. Biomed. Anal., 48(3), 636 (2008).

상세보기
V. Crupi, D. Majolino, A. Paciaroni, R. Stancanelli, and V. Venuti, Influence of the "Host-Guest" interactions on the mobility of genitein/ ${\beta}$ -cyclodextrin inclusion complex, J. Phys. Chem., 113(31), 11032 (2009).

상세보기
C. R. Xavier, A. P. C. Silva, L. C. Schwingel, G. S. Borghetti, L. S. Koester, P. Mayorga, H. F. Teixeira, V. L. Bassani, I. S. Lula, and R. D. Sinisterra, Improvement of genistein content in solid genistein/ ${\beta}$ -cyclodextrin complexes, Quim. Nova., 33(3), 587 (2010).
C. T. Danciu, C. Soica, E. Csanyi, R. Ambrus, S. Feflea, C. Peev, and C. Dehelean, Changes in the anti-inflammatory activity of soy isoflavonoid genistein versus genistein incorporated in two types of cyclodextrin derivatives, Chem. Cent. J., 6(1), 58 (2012).
M. Davaatseren, Y. J. Jo, G. P. Hong, H. J. Hur, S. Park, and M. J. Choi, Studies on the anti-oxidative function of trans-cinnamaldehyde-included ${\beta}$ -cyclodextrin complex, Molecules, 22(12), 1868 (2017).

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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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