[논문]황칠나무 발효 추출물의 육모효과

박태희; 박세호; 이재열; 양선아; 지광환

doi:10.5352/jls.2019.29.4.455

초록
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이전 연구에서 우리는 Lactobacillus plantarum ilchiwhangchil 1785와 Lactobacillus plantarum ilchiwhangchil 2020 균주로 발효시킨 황칠나무 잎 가지 추출물의 효과적인 항균 활성을 확인하였다. 본 연구에서는 황칠나무 잎 가지 추출물을 L. plantarum ilchiwhangchil 1785와 L. plantarum ilchiwhangchil 2020 균주로 발효시킨 발효액이 인간모유두세포에 미치는 육모효과를 알아보았다. 황칠나무 잎 가지 발효 추출물의 농도가 1, $10{\mu}g/ml$ 범위에서 인간모유두세포는 세포사멸 증가 없이 유의적으로 세포 성장이 농도의존적으로 증가하였다. 또한 황칠나무 잎 가지 발효물로 처리한 세포가 대조군보다 세포성장이 활발함을 이중염색법으로 확인하였다. 더욱이 황칠나무 잎 가지 발효 추출물 처리한 세포는 처리하지 않은 세포에 비해 각각 18.84%, 23.31% 세포 이동성이 증가하였다. 고성능액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 육모효과의 활성 물질을 분석하였다. 모발성장효과가 알려진 ${\beta}$-sitosterol 함량이 황칠나무 잎 가지 추출물에 비해 황칠나무 잎 가지 발효 과정에서 약 10배 증가되는 것을 확인하였다. 결과를 종합하면, 우리는 본 연구에서 황칠나무 잎 가지 추출물 발효액이 모발 성장을 촉진시킴을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In previous studies, we confirmed the effective antimicrobial activity of fermented Dendropanax morbifera leaf/branch extracts with Lactobacillus plantarum ilchiwhangchil 1785 and Lactobacillus plantarum ilchiwhangchil 2020. In this study, we investigated the hair growth effect of D. morbifera leaf/...

In previous studies, we confirmed the effective antimicrobial activity of fermented Dendropanax morbifera leaf/branch extracts with Lactobacillus plantarum ilchiwhangchil 1785 and Lactobacillus plantarum ilchiwhangchil 2020. In this study, we investigated the hair growth effect of D. morbifera leaf/branch extracts fermented with L. plantarum ilchiwhangchil 1785 and L. plantarum ilchiwhangchil 2020 on human hair dermal papilla cells. The growth rate of human hair dermal papilla cells treated with fermented extracts in the range of 1 to $10{\mu}g/ml$ significantly increased in a concentration-dependent manner, without increasing cell death. Double staining studies showed that the growth of cells treated with fermented D. morbifera leaf/branch extracts was more active than that of control cells. Moreover, the cells treated with the fermented D. morbifera leaf/branch extracts exhibited a 18.84% and 23.31% increase in cell mobility, respectively, as compared with that of the untreated cells. High-performance liquid chromatography (HPLC) was used to determine the active agents responsible for hair growth. The results showed that the content of ${\beta}$-sitosterol, which is known to affect hair growth, increased about 10 times in the fermentation process of D. morbifera leaf/branch extracts. Taken together, the findings confirm that fermented Dendropanax morbifera leaf/branch extracts promote hair growth.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Cell viability of human hair dermal papilla cells with Dendropanax morbifera leave/branch extracts, fermented Dendropanax morbifera leave/branch extracts with Lactobacillus plantarum ilchiwhangchil 1785, and Lactobacillus plantarum ilchiwhangchil 2020. Minoxidil (0.1 μg/ml) was used as a positive control. Data are represented as mean±SEM of three independent experiments. P-values: *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001.
그림 Fig. 2. Visual identification for living and dead cells of human hair dermal papilla cells by fluorescent double staining after 24hr incubation (A) in the absence of fermented Dendropanax morbifera leave/branch extracts, (B) in the presence of fermented Dendropanax morbifera leave/branch extracts with Lactobacillus plantarum ilchiwhangchil 1785, (C) in the presence of fermented Dendropanax morbifera leave/branch extracts with Lactobacillus plantarum ilchiwhangchil 2020, and (D) in the presence of minoxidil (0.1 μg/ml).
그림 Fig. 3. Human dermal hair papilla cells migration test during 24 hr incubation, (A) optical images and (B) analytical data. Minoxidil (0.1 μg/ml) was used as a positive control. Data are represented as mean ± SEM of three independent experiments. P-values: *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001.
그림 Fig. 4. HPLC analysis of β-sitosterol, (A) Raw HPLC data at various concentration of authentic β-sitosterol, (B) calibration curve of β-sitosterol, (C) β-sitosterol analysis of Dendropanax morbifera leave/branch extracts and fermented Dendropanax morbifera leave/branch extracts. *The β-sitosterol peaks (retention time, 2.7 min) are shown as an arrow in A and C.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 이 두 균을 이용한 황칠나무 발효 추출물의 우수한 육모효과를 인간 모유두세포인 human hair dermal papilla cell을 이용하여 검토하였으며, 발효 과정 중에 육모성분인 β-sitosterol의 증가를 확인하여 보고한다.

제안 방법

세포 생존율 측정을 위하여 24-well plate에 모유두세포를1.0×10⁵ cell/well로 분주하고 24시간 동안 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 배양 후, 대조군으로 사용한 MRS배지와 황칠나무 잎· 가지 추출물, 황칠나무 잎·가지 발효물 두 종류(L. plantarum ilchiwhangchil 1785, L. plantarum ilchiwhangchil 2020)를 1, 10, 100, 1,000 μg/ml씩 처리하여 24시간 동안 배양하였다. 각 well에 5 μg/ml MTT 용액을 넣고 4시간 동안 배양 후, 상등액을 제거하고 바닥에 형성된 formazan 결정을 DMSO 200 μl를 첨가하여 녹여 ELISA reader (Epoch, BioTek, Winooski, USA)을 이용하여 550 nm의 흡광도를 측정하였다.
5, 1, 5, 10 μg/ml의 농도의 β-sitosterol을 standard로 이용하여 검량곡선을 작성하였다. 황칠나무 잎·가지 추출물, 황칠나무 잎·가지 발효물을 각각 10 mg/ml의 농도로 methanol에 녹인 후, 10 μl씩 HPLC에 주입하여 발효 전후의 β-sitosterol의 함량을 분석하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 황칠나무 잎·가지는 ㈜HSP라이프(Seoul, Korea)에서 제공받았다. 건조된 황칠나무 잎·가지를 세절하여 1kg을 칭량하여 멸균 증류수 1 l와 혼합하여 80℃에서 6시간 추출 후, 동결 건조하여 분말 형태로 회수하였다.
본 연구에 사용한 미생물은 L. plantarum ilchiwhangchil 1785와 L. plantarum ilchiwhangchil 2020이며, 국립농업과학원(Korean Agricultural Culture Collection, KACC, Wanju, Korea)에서 기탁받아 사용하였다. 유산균 발효를 위해 황칠나무 잎·가지 추출물과 MRS배지에 희석하여 사용하였다.

데이터처리

본 실험에서 얻어진 결과에 모든 값은 3회 이상의 반복실험의 측정값의 평균 ± 표준오차로 나타내었으며, 실험 결과 값에 대한 통계적 분석은 Student’s t-test를 이용하여 분석하였으며, p값이 0.05 이하이면 유의성이 있다고 판단하였다.

성능/효과

3B). 본 실험결과는 minoxidil 처리군이 22.32%의 성장을 보인 것과 비교하면, 황칠나무 잎·가지를 발효시킨 시료는 minoxidil과 거의 같은 수준으로 모유두세포의 성장력을 증가 시킴을 나타낸다.
5배 증가되어 바나나, 사과, 포도보다 증가됨을 확인함으로써 황칠나무 발효 추출물의 유용성을 검증할 수 있었다 [2]. 예상대로 β-sitosterol 함량증가가 탈모 억제 효과에 긍정적 영향을 주었음을 유추할 수 있다. 다만 β-sitosterol 함량에 서는 L.
1). 즉 황칠나무 잎·가지 추출물만으로도 세포 성장을 향상시켰으나 발효과정을 통하여 더욱 긍정적인 효과를 얻을 수 있었다. 양성대조군으로 사용한 minoxidil은 126.

후속연구

plantarum ilchiwhangchil 2020 발효물에서 더 우수한 결과를 보임으로써 β-sitosterol 함량증가 이외에도 다른 활성인자가 있음을 유추할 수 있다. 향후 황칠나무 잎·가지 추출물 및 발효물의 육모 효과의 활성 인자를 더욱 구체적으로 규명하여 황칠나무의 활용도를 제고하고자 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	황칠나무 잎 추출물에서 육모 효과에 탁월하다고 알려진 성분은 무엇인가?	또한 황칠나무의 휘발성 성분에는 안식향산을 함유하여 신경계에 대한 진정작용과 강장 작용이 알려져 있다[13]. 황칠나무 잎·가지 내 탈모 억제 효과가 있다고 알려진 β-sitosterol은 대표적인 식물성 스테롤이며, 전립선 비대증 [12, 24], 및 혈액 중 콜레스테롤을 조절한다고 알려져 있으며 [23], 황칠나무 잎 성분 중 β-sitosterol이 육모 효과에 탁월하다는 연구 보고가 있다[18].
	황칠나무는 어떤 식물인가?	황칠나무(Dendropanax morbifera)는 드릅나무과에 속하며, 아열대성 상록교목으로 대한민국 서남해안과 도서지역(제주도, 완도 등)에서 분포하고 있는 특산 수종이다. 황칠나무는 잎에 광택이 있고 주형이 보기 좋아 관상수로도 이용도 많다.
	현재 육모를 촉진하는 약물로는 무엇이 있는가?	현재 육모를 촉진하는 약물로 미국 Food and Drug Administration (FDA)가 공인한 경피도포제인 미녹시딜(minoxidil), 경구복용제인 피나스테라이드(finasteride)가 대표적이다[14]. Minoxidil의 발모효과에 관한 작용기전은 명확하게 밝혀져 있지는 않지만, 혈관확장을 통한 영양분 공급 증가, 포타슘 채널 개폐효과 등이 육모 효과에 관여한다는 보고가 있다[20].

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