[논문]B16F10 melanoma cell을 이용한 캐모마일(Matricaria chamomilla L.) 추출물의 미백 효과

조재범; 김명욱; 이은호; 김예진; 조은비; 강인규; 조영제

doi:10.3839/jabc.2018.038

B16F10 melanoma cell을 이용한 캐모마일(Matricaria chamomilla L.) 추출물의 미백 효과
Whitening effect of extracts from Matricaria chamomilla L. with B16F10 melanoma cells 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.61 no.3, 2018년, pp.267 - 273

조재범 (School of Food science & Biotechnology) , 김명욱 (Gyeongbuk Institute for Marine Bio industry) , 이은호 (School of Food science & Biotechnology) , 김예진 (School of Food science & Biotechnology) , 조은비 (School of Food science & Biotechnology) , 강인규 (Department of Horticultural Science, Kyungpook National University) , 조영제 (School of Food science & Biotechnology)

초록
AI-Helper

기능성 천연물 소재로서의 가능성을 검토하고자 캐모마일 추출물의 미백 효과를 조사하고 melanin 생성 반응에 관여하는 물질 억제에 대한 기전을 규명하고자 하였다. 캐모마일을 water와 60% ethanol을 이용하여 추출하였고, 얻어진 추출물을 phenolic 농도별로 설정하여 tyrosinase 저해 활성을 알아보았을 때, water 추출물의 경우 효과가 미비하였고, 60% ethanol 추출물에서는 농도 의존적으로 저해 활성이 나타내어 melanin 생성 저해 효과가 있을 것으로 판단되었다. 캐모마일 60% ethanol 추출물을 동결건조하여 얻어진 분말을 이용하여 B16F10 melanoma cell에 대한 세포 독성을 측정 결과, $75{\mu}g/mL$의 농도에서부터 독성이 관찰되어 농도 구간을 10, 25, $50{\mu}g/mL$으로 선정하였다. ${\alpha}-MSH$로 자극한 B16F10 melanoma cell에서 melanin 생성량을 측정하여 캐모마일의 melanin 성성 억제 효능과 melanin 생성에 영향을 미치는 단백질인 tyrosinase, MITF, TRP-1, TRP-2의 단백질 발현 억제 효과를 알아본 결과, 캐모마일의 농도가 높아짐에 따라 농도 의존적으로 melanin 생성 함량이 감소하였고, tyrosinase, TRP-1, TRP-2, 등의 단백질 발현량 또한 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 캐모마일 추출물은 B16F10 melanoma cell에서 melanin의 생성을 억제하고, melanin 생성 관련 단백질발현을 억제하는 효과가 있음을 확인하였다. 위의 결과들로 인하여 캐모마일은 미백 기능성 식품 산업화를 위한 유용한 자원으로 활용 될 것으로 예상되며, 추후 산업적 응용을 위한 지속적인 연구가 진행되어야 할 것으로 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Matricaria chamomilla L. has been used as a bath agent in Europe because of its sterilization effect on the skin. Flowers contain terpenes, flavonoids are effective in relieving inflammation. Matricaria chamomilla L. has been reported to have various drug efficacies such as sedation, anti-diabetic effect and anti-arthritic effect, but there is little research on the scientific efficacy of whitening effect. The purpose of this study was to examine the whitening effect of Matricaria chamomilla L. extract and to investigate the mechanism of inhibition of melanogenesis. The extracts were used to determine tyrosinase inhibitory activity. The tyrosinase inhibitory activity of extracts was ineffective for water extract but in 60% ethanol extract was shown in a concentration-dependent manner. B16F10 melanoma cell was measured using a powder obtained by lyophilization of 60% ethanol extract. The toxicity was observed at a concentration of $75{\mu}g/mL$. And concentration range was selected to be at most $50{\mu}g/mL$. The effect of tyrosinase, MITF, TRP-1 and TRP-2 on the expression of melanin protein was investigated in melanoma cells of B16F10 melanoma cells. As a result, it was confirmed that as the concentration of the extract increased, the melanogenesis level decreased and the protein expression level also decreased in a concentration dependent manner. Therefore, it was concluded that Matricaria chamomilla L. extract inhibited melanogenesis in cells. Based on the above results, it is expected that it will be used as a useful basic data for industrialization of whitening functional food of Matricaria chamomilla L.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 본 연구에서는 캐모마일 추출물을 동결건조하여 B16F10 mouse melanoma cell에 처리한 후 cellular tyrosinase 저해 활성을 측정하고, MITF, TRP-1, TRP-2 등의 melanin 생성에 관여하는 단백질의 발현 억제를 확인하여 미백 효과에 대한 효능을 확인함으로써 피부 미백 개선 화장료로서 가능성을 확인하고자 하였다.

제안 방법

시료의 추출은 열수 추출물의 경우, 건조 분말 1g과 증류수 200 mL를 가열하여 용액이 100 mL가 될 때까지 가열하여 증발시킨 후 냉각하여 shaking incubator에서 24시간 동안 120 rpm으로 4 ℃에서 교반 추출하였으며, ethanol 추출물은 시료 1g에 60% ethanol 100 mL를 추출용매로 가하여 24시간 동안 120rpm으로 4 ℃에서 교반 추출하였다. 추출액은 Whatman No.

대상 데이터

본 실험에서 시료로 사용한 캐모마일은 시중에서 판매하는 것을 구입하여 사용하였고, 45 ℃의 dry oven (Jeiotech, FO-600M, Daejeon, Korea)에서 건조한 후 40 mesh로 분쇄한 다음 진공포장하여 4 ℃에서 저온저장하며 측정 시료로 사용하였다.

데이터처리

모든 실험은 3회 반복하여 측정한 평균값을 나타내었으며, 평균 ± 표준편차로 나타내었다. SPSS 22 for windows 프로그램(Statistical Package for Social Science, Chicago, IL, USA)을이용하여 통계처리 하였고, 분산분석(analysis of variance) 및 Duncan의 다중범위검정법(Duncan’s multiple range test)으로95% 수준에서 유의성을 검정하였다.

이론/모형

Tyrosinase 저해 활성 측정은 Hearing[12]의 방법에 준하여 측정하였다. 반응구는 0.
멜라닌 양은 Hosoi 등[14]의 방법을 준하여 사용하였다. B16F10mouse melanoma cell를 6 well에 5×104 cells/well이 되도록 분주하여 24시간 뒤, (+)DMEM 배지를 제거한 다음 각각의 well에 (−)DMEM 배지를 분주하고 α-MSH 200 μL는 normal군을 뺀 모든 well에 분주하여 자극시켰다.
세포 독성 측정은 Carmichael 등[13]의 방법에 따라 측정하였다. B16F10 mouse melanoma cell을 48 well plate에 1×104 cells/well이 되게 450 μL 분주하고, 24시간 뒤 시료를 농도별로조제하여 50 μL 첨가한 후 37℃, 5% CO₂ incubator에서 48시간 처리하였다.

성능/효과

이에 현재 사용되고 있는 많은 합성 미백제 보다 부작용으로부터 안전한 천연 약용 식물인 캐모마일을 이용하여 melanin의 생성을 억제하는 효과를 알아보았다. 그 결과, Fig. 3에서와 같이 α-MSH를 단독으로 처리하였을 때, melanin의 생성량이 높아진 것을 알 수 있었고, 캐모마일 추출물과 함께 처리하였을 때, 추출물의 농도가 높아질수록 농도 의존적으로 melanin 생성량이 감소하는 경향을 보였다. 캐모마일 추출물 10μg/mL의 농도에서는 약 15%의 melanin 생성 억제를 보였지만,최고 농도인 50 μg/mL의 농도에서는 α-MSH 단독 처리구에 비하여 약 46%의 melanin 생성 억제 효과를 보여주었다.
4C에서 TRP-1 단백질 발현량을 측정하였다. α-MSH를단독으로 처리한 경우 보다 캐모마일과 함께 처리하였을 때 농도가 증가할수록 단백질 발현이 감소함을 확인할 수 있었다. 캐모마일 추출물 50 μg/mL의 농도에서 α-MSH 단독 처리구에 비해 46%의 단백질 발현을 억제하였다.
따라서 캐모마일 추출물의 melanin 생성 억제 효과와 tyrosianse,MITF, TRP-1, TRP-2의 protein expression 억제 효과를 확인한 결과, 합성 미백제인 kojic acid보다 동일 농도에서 더욱 우수한 활성을 보여 천연 미백제로서 효능을 확인하였다. 또한 위와 같이 캐모마일 추출물의 우수한 skin whitening 효과는 추출물에 함유된 terpenes, flavonoids, coumarin, 무기질 성분들의 작용으로 예상되었으며, skin whitening에 효과가 있다고 알려진 flavonoids (apigenin, quercetin, patuletin, luteolin 등)에 관한 후속 연구가 진행되어야 한다고 판단되었다.

후속연구

따라서 캐모마일 추출물의 melanin 생성 억제 효과와 tyrosianse,MITF, TRP-1, TRP-2의 protein expression 억제 효과를 확인한 결과, 합성 미백제인 kojic acid보다 동일 농도에서 더욱 우수한 활성을 보여 천연 미백제로서 효능을 확인하였다. 또한 위와 같이 캐모마일 추출물의 우수한 skin whitening 효과는 추출물에 함유된 terpenes, flavonoids, coumarin, 무기질 성분들의 작용으로 예상되었으며, skin whitening에 효과가 있다고 알려진 flavonoids (apigenin, quercetin, patuletin, luteolin 등)에 관한 후속 연구가 진행되어야 한다고 판단되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	melanin이란?	미백 효과를 검증하기 위해서는 melanin 형성을 억제하는 것이 가장 중요한데, 이러한 이유는 keratinocyte에 있는 melanin 분포량에 따라 피부의 색소가 침착되고 피부색까지 결정되기 때문이다[1]. 피부의 색에 관여하는 melanin은 검은 색소와 단백질의 복합체로 자연계에 널리 분포하는 phenol류의 고분자 물질로서 사람의 피부색을 결정하는 요인인 유전적 요인을 제외하고 일차적으로 피부 색소에 기인한다[2-4]. 현재 알려진 미백 원료로는 kojic acid, ascorbic acid, arbutin 등이 있다.
	chamazulene의 효능은?	캐모마일의 꽃에는 terpenes, flavonoids, coumarin, calicacid,무기질 등의 성분이 함유되어 있으며, 꽃을 증류 추출하여 얻은 에센셜 오일은 푸른빛을 띠고 28종류의 terpenes (αbisabolol, chamazulene, bisabolol oxide 등)의 성분과 36가지의flavonoids (apogenin 등), 52가지의 유기산 등 120여종의 화합물들이 함유되어 있는 것으로 보고되었으며, 특히 α-bisabolol은 통풍을 감소시키며, 위궤양의 진행을 억제시키고, 피부염 치료에 효과가 있으며, chamazulene은 항염증 지질과산화 억제효과를 가지고 있어 염증을 가라앉히는데 효과적이다[7,8]. 또한 캐모마일은 진정 작용, 항당뇨 효과, 항관절염 효과 등의 다양한약물 효능이 있는 것으로 보고되었다[9-11].
	미백 원료인 kojic acid, ascorbic acid, arbutin의 부작용은 무엇인가?	현재 알려진 미백 원료로는 kojic acid, ascorbic acid, arbutin 등이 있다. 하지만 발암을 유발하거나 유전 독성을 가지며, 수용성에서 분해되며 세포 투과성의 문제로 화장품 미백 원료로서 문제점이대두되고 있다. 그러한 이유로 부작용이 적은 천연적인 미백 소재의 탐구가 지속적으로 이어지고 있다.

참고문헌 (28)

Cho JH, Kim HJ, Kim YB (2003) The study on depigmentation effects of salt, acetum, sesami semen nigrum. J Korean Med Ophthalmol Otolaryngol Dermatol 16: 79-95
Jin Y, Li G, Ahn SY, Kim EK, Row KH (2006) Extraction and effect of whitening agents from chinese plants. Analytical science & Techinology 19: 194-202
Gates RR, Zimmermann AA (1953) Comparison of skin color with melanin content. Journal of Investigative Dermatology 21: 339-348

상세보기
Parra EJ, Kittles RA, Shriver MD (2004) Implications of correlations between skin color and genetic ancestry for biomedical research. Nature Genetics 36: S54-S60

상세보기
Cho YJ, Yoon SJ, Kim JH, Chun SS (2005) Biological activity of chamomile (Matricaria chamomilla L.) extracts. J Korean Soc Food Sci Nutr 34: 446-450

원문보기 상세보기
Lawrence MB, Tobacco RJR (1996) Progress in essential oil. Perfumer and Flavorist 21: 55-68
Lee SH, Min KJ, Lee KO, Sin JS, Kim YC (2008) Effect of german chamomile oil application to atopoc dermatitis mice on the change of serum IgE level. J Kor Soc Cosm 14: 337-345
Srivastava JK, Shankar E, Gupta S (2011) Chamomile: A herbal medicine of the past with bright future. Mol Med Report 3: 895-901
Kim JH, Kim SY, Hong YN Kim YS, Han YM (2014) Effect of chamomile flower extract on septic arthritis due to Candida albicans. Yakhak Hoeji 58: 343-348
Abebe W (2002) Herbal medication: potential for adverse interactions with analgesic drugs. J Clin Pharm Ther 27: 391-401

상세보기
Weidner C, Wowro SJ, Rousseau M, Freiwald A, Kodelja V, Abdel-Aziz H, Kelber O, Sauer S (2013) Antidiabetic effects of chamomile flowers extract in obese mice through transcriptional stimulation of nutrient sensors of the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) family. PLos One 8: e80335

상세보기
Hearing VJ Jr (1987) Mammalian monophenol monooxygenase (tyrosinase): purification, properties, and reactions catalyzed. Methods Enzymol 142: 154-165
Carmichael J, DeGraff WG, Gazdar AF, Minna JD, Mitchell JB (1987) Evaluation of a tetrazolium based semiautomated colorimetric assay: assessment of chemosen- sitivity testing. Cancer Res 47: 936-942

상세보기
Hosoi J, Abe E, Suda T, Kuroki T (1985) Regulation of melanin synthesis of B16 melanoma cell by 1 alpha, 25-dihydroxyvitamin D3 and retinoic acid. Cancer Res 45: 1474-1478
Tsuji N, Moriwaki S, Suzuki Y, Takema Y, Imokawa G (2001) The role of elastases secreted by fibroblasts in wrinkle formation: implication through selective inhibition of elastase activity. Photochem Photobiol 74: 283-290

상세보기
Jeon YS, Jo BS, Park HJ, Kang SA, Cho YJ (2012) Screening of biological activity of Caragana sinica Extracts. J Korean Soc Food Sci Nurt 41: 1211-1219

원문보기 상세보기
Mosmann Tim (1983) Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J Immunol Methods 65: 55-63

상세보기
Aroca P, Urave K, Kobayashi K, Taskamoto K, Hearing VJ (1993) Melanin biosynthesis patterns of following hormonal stimulation. J Biol Chem 268: 25650-25655
Paval S (1993) Dynamics of melanogenesis intermediates. J Invest Dermatol 100: 162S-165S

상세보기
Jimenez-Cervantes C, Solano F, Kobayashi T, Urabe K, Hearing VJ, Lozano J (1994) A new enzymatic fuction in the melanogenic pathway. J Biol Chem 269: 17993-18001
Yu JM, Kim DH, Son JH (2015) Whitening effects of solvent fractions isolated from Vitex rotundifolia. J Appl Biol Chem 58: 266-271

원문보기 상세보기
Abdel-Maldk A, Swope VB, Suzuki I, Harriger MD, Boyce ST, Urabe K (1995) Mitogenic and melanogenic stimulation of normal human melanocytes by melanotropoc peptides. Proc Natl Acad Sci 92: 1789-1793

상세보기
Fuller BB, Meyskens FL Jr (1981) Endocrine responsiveness in human melanocyte and melanoma cell in culture. J Natl Cancer Inst 66: 799-802
Jeon MO, Moon JS (2017) Study on Applicability of Pinus koraiensis Siebold et Zucc Leaf Extract as a Cosmetic Ingredient. Journal of Oil & Applied Science 34: 602-612
Yoo DH, Joo DH, Lee SY, Lee JY (2015) Antioxidant effect of Nelumbo nucifera G. leaf extract and inhibition of MITF, TRP-1, TRP-2 and tyrosinase expression in a B16F10 melanoma cell line. Journal of Life Science 25: 1115-1123

원문보기 상세보기
Hearing VJ, Tsukamoto K, Urabe K, Kameyama K, Montague PM, Jackson IJ (1992) Fuctional properties of cloned melanogenic proteins. Pigment Cell Res 5: 264-270

상세보기
Takechi Y, Hera I, Naftzer C, Xu Y, Houghton An (1996) A melanosomal membrane protein is a cell surface taket for melanoma therapy. Clin Cancer Res 2: 1837-1842
Lee HJ (2016) Effect of Solanum nigrum L. extract on antioxidant activity and melanogenesis. Daejeon University, Daejeon, Korea

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증