[논문]곡물과 적하수오를 혼합한 에탄올 추출물이 멜라닌 합성에 미치는 영향

이은빈; 김문무

doi:10.5352/jls.2019.29.4.461

곡물과 적하수오를 혼합한 에탄올 추출물이 멜라닌 합성에 미치는 영향
Effect of Ethanolic Extracts Mixed with Grains and Fallopia multiflora on Melanogenesis 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.29 no.4 = no.228, 2019년, pp.461 - 469

초록
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본 연구의 목적은 흑모 성장과 관련 있는 천연물을 개발하기 위하여 흑미, 흑임자, 현미, 서목태 및 적하수오의 에탄올 추출혼합물의 melanin 합성에 대한 효능을 조사한 것이다. 흑모가 백모로 변화되는 원인으로 $H_2O_2$가 모낭 주위에 축적되어 melanin 합성이 저하되어 백모가 유발되는 것으로 보고된 바 있다. MIXEE는 DPPH radical에 대한 소거능력과 활성산소에 대한 환원력이 있는 것으로 관찰되었다. 뿐만 아니라 세포내 $H_2O_2$ 수준을 감소시켰는데, 이러한 결과는 MIXEE는 산화를 억제하여 $H_2O_2$에 의하여 감소된 melanin 합성을 촉진 시킬수 있다는 것을 나타내었다. 한편 in vitro에서 MIXEE는 tyrosinase 활성에는 영향을 주지 않았지만 L-dopa에서 melanin 합성을 촉진하였다. 더욱이, B16F1세포에서 MIXEE는 melanin 생성을 세포수준에서 촉진하였다. Western blot을 이용한 단백질 발현 분석에서 MIXEE는 SOD-2 및 SOD-3. 특히 DOPA에서 melanin 이 생성되는 과정에 관여하는 효소인 TRP-2 발현에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 입증되었다. 이상의 결과는 MIXEE가 백발화과정을 가역화시키는 과정에서 주요한 역할을 하는 melanin 생성을 촉진하는 하나의 약학 소재로 응용될 수 있다는 것을 시사하고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The aim of this study was to investigate the effect of a mixture of ethanol extracts of Black oryzasativa, Sesamum indicum, Oryza sativa, Rhynchosia Nulubilis, and Polygoni multiflori radix (MIXEE) on melanogenesis to develop a natural product for black hair growth. An accumulation of hydrogen peroxide ($H_2O_2$) in hair follicles, which reduces melanin synthesis, is responsible for hair graying. In the present study, MIXEE showed scavenging activity against DPPH radicals and reducing power. In addition, it reduced the cellular $H_2O_2$ level, indicating that it could inhibit oxidation and promote melanin synthesis, which was decreased by $H_2O_2$. On the other hand, it did not affect tyrosinase activity in vitro but promoted the turnover of L-DOPA into melanin. MIXEE promoted melanin synthesis at the cellular level in B16F1 cells. Furthermore, MIXEE increased the expression levels of superoxide dismutase 2 (SOD2) and SOD3 in western blot analysis. In addition, MIXEE increased the expression levels of tyrosinase-related protein (TRP)-2, which promoted melanin synthesis from L-DOPA. The results suggested that MIXEE could promote melanogenesis. Therefore, MIXEE may have potential as a natural product for promotion of melanin production and reversal of gray hair to black hair.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Effect of MIXEE on DPPH radical Scavenging activity and reducing power. (A) Scavenging activity of MIXEE on DPPH radical. Vitamin C (Vit C) at 100 μg/ml was used as a positive control. (B) Reducing power of MIXEE. Vitamin C (Vit C) at 10 μg/ml was used as a positive control. Data are given as means of values ± SD from three independent experiments. Level of significance was identified statistically (* p<0.05, ** p<0.01, *** p< 0.001) using Student’s t test.
그림 Fig. 2. Effect of MIXEE on tyrosinase activity and melanin synthesis in vitro. (A) Effect of MIXEE on tyrosinase activity. (B) Effect of MIXEE on melanin synthesis. Vitamin C at 1,000 μg/ml was used as a negative control in these experiments. Data are given as means of values ± S.D. from three independent experiments. Level of significance was identified statistically (* p<0.05, ** p<0.01, *** p<0.001) using Student’s t test.
그림 Fig. 3. Effect of MIXEE on viability in B16F1 cells. The cells were treated with MIXEE at 1, 2, 4, 8, 16, 32 and 64 μg/ml. Cell viability was determined by MTT assay after 24 hr of incuvation. Data are given as means of values ± S.D. from three independent experiments. Level of significance was identified satistically (** p<0.01) using Student’s t test.
그림 Fig. 4. Scavenging effect of MIXEE on intracellular H₂O₂. B16F1 cells were loaded with 20 μM DCFH-DA for 20 minutes. The cells were pre-treated with MIXEE at concentrations indicated for 1 hr, and were exposed to H₂O₂ in HBSS buffer for 1 hr. The fluorescence intensities were measured with 488 nm and 530 nm of excitation and emission frequencies, respectively. Level of significance was identified statistically (** p<0.01, *** p<0.001) using Student’s t test.
그림 Fig. 5. Effect of MIXEE on melanin production in B16F1 treated without or with 250 μM H₂O₂. (A) The amount of itracellular melanine were analyzed in B16F1 cells treated with MIXEE. (B) The amount of itracellular melanine were analyzed in B16F1 cells treated with MIXEE after H₂O₂ stimulation. Vit.C 1,000 μg/ml was used as a positive control. In these experiments Data are given as means of values ± S.D. from three independent experiments. Level of significance was identified statistically (** p< 0.01, *** p<0.001) using Student’s t test.
그림 Fig. 6. Effect of MIXEE on protein expressions of SOD-2, SODD-3, catalase in B16F1 cells. The cells were treated with MIXEE at 4, 8 and 16 μg/ml. Western blot analysis of cell lysates was performed using antibodies as indicated. The expression of β-actin was used as a control for normalization of target proteins. Level of significance was identified statistically (* p<0.05, ** p<0.01, *** p<0.001) using Student’s t test
그림 Fig. 7. Effect of MIXEE on protein expressions of TRP-1, TRP-2, tyrosinase in B16F1 cells. The cells were treated with MIXEE at 4, 8, 16 and 32 μg/ml. Western blot analysis of cell lysates was performed using antibodies as indicated. The expression of β-actin was used as a control for normalization of target proteins. Level of significance was identified statistically (* p<0.05) using Student’s t test.

AI 본문요약
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문제 정의

가 모낭주위에 축적되어 melanin 합성에 관여하는 tyrosinase의 methionine 잔기를 산화시킴으로써 효소구조를 변형시켜 melanin 합성이 저하되어 백모가 유발되는 것으로 보고되었다[38]. 그러므로 본 연구에서는 항산화 효능이 탁월하고 tyrosinase 활성을 촉진하여 melanin 합성을 증가시키는 천연소재를 발굴하고자 하였다. 민간에서 백모발생을 억제하고 흑모유발을 촉진하는 소재로 흑미, 흑임자, 서목태, 현미, 적하수오가 가장 잘 알려져 있었다.
민간에서 백모발생을 억제하고 흑모유발을 촉진하는 소재로 흑미, 흑임자, 서목태, 현미, 적하수오가 가장 잘 알려져 있었다. 그리하여 이들 소재의 혼합물이 melanin 생성에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 항산화 활성 및 melanin 생성 촉진효과에 대한 연구를 수행하였다.
따라서 본 연구에서는 양성대조군으로 α-MSH, Imatinib mesylate, IBMX와 비교하여 흑미, 현미, 적하수오, 흑임자, 서목태의 에탄올 추출물 혼합물의 melanin 생성 촉진효과에 미치는 영향을 조사하였다.
본 실험에서는 MIXEE가 melanin 합성에 관여하는 단백질 발현에 미치는 영향을 분석하기 위하여 Western blot을 수행하였다. Fig.
본 실험에서는 MIXEE가 항산화 관여하는 단백질 발현에 미치는 영향을 분석하기 위하여 Western blot을 수행하였다. Fig.
본 실험에서는 MIXEE의 항산화 효과를 알아보기 위해 먼저 MIXEE의 DPPH radical의 소거능력을 조사하였다. Fig.
본 실험에서는 in vitro 상에서 melanin 생성을 촉진시키는 tyrosinase의 활성과 L-dopa 에서 melanin합성에 대한 MIXEE의 효과를 측정하는 실험을 수행 하였다. 먼저 Tyrosinase 활성에 대한 MIXEE의 효과를 조사하기 위하여 tyrosinase activity를 측정한 결과 Fig.
IBMX는 cAMP phosphodiesterase를 억제함으로써 세포 내 cAMP 함량을 증가시켜 PKA를 활성화 시키며, PKA는 전사인자인 CREB를 인산화시키고 melanin 생성촉진과정의 주요 효소인 tyrosinase와 MITF를 상향 조절할 수 있다[21]. 본 연구에서는 흑모의 발생을 촉진하는 천연물을 발굴하는 과정에서 민간에서 흑모발생에 효능이 있다고 알려진 천연물을 대상으로 melanin 생성 효능연구를 수행하여 5가지 천연물을 발굴하였다. 첫째, 흑미는 α, β, γ, δ-tocopherol, 식물성 스테롤, 그리고 다양한 페놀성 화합물이 함유되어 있고, 특히 흑미의 겨층에는 다른 곡류에 비하여 flavonoid 와 anthocyanin이 더 풍부하다[24].
와 반응하게 되면 DCF가 생성되면서 형광을 띄게 된다. 형광 측정을 통해 MIXEE가 세포내의 H₂O₂를 얼마나 소거하는지를 확인해 보았다. Fig.

제안 방법

Brand-Williams [11] 실험방법을 변형하여 MIXEE의 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical 소거능력을 측정하였다. 각 시료를 시험농도로 처리하고 10초 동안 잘 혼합한 다음, 실온에서 20분 동안 반응시킨 후 525 nm에서 흡광도를 측정하였다.
DOPA자극을 통한 melanin 생성에 대한 MIXEE의 효과를 조사하기 위해 B16F1 세포를 사용하여 melanin 함량을 측정하였다. Fig.
Western blot의 band는 LAS3000 ®image analyzer (Fuji film Life Science, Tokyo, Japan)를 이용하여 관찰하였다.
여기서 얻은 pellet에 1 N NaOH (10% DMSO) 200 μl를 첨가하고vortex 후 405 nm에서 흡광도를 측정 하였다. melanin 표준품(Sigma, USA)으로 얻은 표준 검량선을 이용하여 각 well에서 생성된 멜라닌 양을 산출하였다. 멜라닌은 단위세포(10⁴cells)에서의 멜라닌 생성량을 비교하였다.
여기서 얻은 pellet에 1 N NaOH (10% DMSO) 200 μl를 첨가하고vortex 후 405 nm에서 흡광도를 측정 하였다. melanin 표준품(Sigma, USA)으로 얻은 표준 검량선을 이용하여 각 well에서 생성된 멜라닌 양을 산출하였다. 멜라닌은 단위세포(10⁴cells)에서의 멜라닌 생성량을 비교하였다.
10 μg의 세포용출액을 10% Tris–HCl gel에서 전기영동 후 단백질을 전기적으로 nitrocellulose membrane으로 전이시켰다. 그 다음 10% skim milk를 nitrocellulose membrane에 전처리하고 목적 단백질에 대한 1차 항체(anti-tyrosinase, anti-TRP -1, anti-TRP -2, anti-SOD -2, anti-SOD -3, anti-catalase, anti-beta-actin (Santa Cruz Biotechnology Inc., Santa Cruz, USA))를 처리한 다음 2차 항체를 처리 후, chemiluminescent ECL kit (Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, USA)를 사용하여 목적단백질을 검출하였다. Western blot의 band는 LAS3000 ®image analyzer (Fuji film Life Science, Tokyo, Japan)를 이용하여 관찰하였다.
MIXEE는 최고농도인 64 μg/ml에서 DPPH radical이 40%까지 소거시켰다. 다음으로 MIXEE 환원력을 조사하기 위해 potassium ferricyanide와 ferric chloride를 이용하여 reducing power test 를 수행하였다. Fig.
다음으로 모발의 노화를 유발시키기 위한 조건을 모방하여 백모발생에서 주요원인으로 알려져있는 H2O2를 250 μM 농도로 24시간 동안 처리하여 B16F1 cell에서 melanin 합성을 감소시키고 DOPA자극을 통한 melanin 생성에 대한 MIXEE의 효과를 조사하였다.
흑미 에탄올추출물, 적하수오 에탄올추출물, 흑임자 에탄올추출물, 현미 에탄올추출물, 서목태 에탄올추출물은 다음과 같은 방법으로 추출하였다. 먼저, 흑미, 적하수오, 흑임자, 현미, 서목태를 흐르는 물에 깨끗이 세척한 다음 완전히 자연건조시켰다. 세척·건조된 흑미, 적하수오, 흑임자, 현미, 서목태를 믹서기로 분쇄하여 분말로 제조 후 에탄올에 3일간 추출하고 여과하였다.
melanin 표준품(Sigma, USA)으로 얻은 표준 검량선을 이용하여 각 well에서 생성된 멜라닌 양을 산출하였다. 멜라닌은 단위세포(10⁴cells)에서의 멜라닌 생성량을 비교하였다.
melanin 표준품(Sigma, USA)으로 얻은 표준 검량선을 이용하여 각 well에서 생성된 멜라닌 양을 산출하였다. 멜라닌은 단위세포(10⁴cells)에서의 멜라닌 생성량을 비교하였다.
노화되면 모낭세포에 H₂O₂가 축적됨으로 인하여 tyrosinase의 효소활성이 저해됨으로 인하여 melanin 합성이 감소하여 백모로 전환됨으로 항산화제를 백모에 처리하면 H₂O₂를 제거하여 백모가 흑모로 전환 될 수 있는 가능성이 있다. 본 연구에서 MIXEE는 모낭에 축적된 H₂O₂를 제거하여 tyrosinasee 효소를 정상적으로 작동시켜 melanin 생성을 촉진시켰다. 이러한 추론을 뒷받침하기 위하여 세포 내에 H₂O₂를 처리하여 MIXEE의 항산화 효능을 세포내에서 조사한 결과 탁월한 H₂O₂ 제거 효능을 확인하여 이상의 추론이 입증됨을 확인하였다.
세척·건조된 흑미, 적하수오, 흑임자, 현미, 서목태를 믹서기로 분쇄하여 분말로 제조 후 에탄올에 3일간 추출하고 여과하였다.
DMEM 배지에 DCFH-DA를 20 μM 농도로 제조하여 B16F1 세포에 처리한 후 37℃에서 20분 방치하여 DCFH-DA를 세포 내로 침투시킨다. 여기에 음성대조군인 0.1% vitamin C와 MIXEE를 시험농도로 1 시간 동안 처리하였다. PBS로 4번 세척후 H₂O₂를 250 μM 농도를 함유한 HBSS 완충용액 100 μl를 세포에 처리하였다.
세포내에서 H₂O₂는 DCFH-DA와 반응하여 형광을 띄는 DCF를 생성한다. 이를 multi-detection microplate reader (SynergyHtx)를 이용하여 excitation: 488 nm, emission: 530 nm 조건에서 형광정도를 측정하였다.
흑미 에탄올추출물, 적하수오 에탄올추출물, 흑임자 에탄올추출물, 현미 에탄올추출물, 서목태 에탄올추출물은 다음과 같은 방법으로 추출하였다. 먼저, 흑미, 적하수오, 흑임자, 현미, 서목태를 흐르는 물에 깨끗이 세척한 다음 완전히 자연건조시켰다.

대상 데이터

α-MSH, imatinib mesylate, IBMX, MTT reagent와 기타시약은 Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO, USA)로부터 구입하였다.
세포배양을 위한 Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium(DMEM), Trypsin-EDTA, penicillin (10,000 U/ml ) / streptomycin (10,000 μg/ml ) / amphotericin (2,500 μg/ml), fetal bovine serum (FBS) 시약은Gibco BRL, Life Technologies (Paisley, Scotland)로 부터 구입하였다. B16F1 cell line은 ATCC (American Type Culture Collection, USA)로부터 구입하였다. α-MSH, imatinib mesylate, IBMX, MTT reagent와 기타시약은 Sigma Chemical Co.
세척·건조된 흑미, 적하수오, 흑임자, 현미, 서목태를 믹서기로 분쇄하여 분말로 제조 후 에탄올에 3일간 추출하고 여과하였다. 각 여과된 여액을 감압 농축하여 분말 형태의 흑미, 적하수오, 흑임자, 현미, 서목태 에탄올추출물을 획득하였다. 제조된 분말형태의 시료들을 dimethyl sulfoxide (DMSO)로 시험농도로 희석하여 본 연구에 사용하였다.
세포배양을 위한 Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium(DMEM), Trypsin-EDTA, penicillin (10,000 U/ml ) / streptomycin (10,000 μg/ml ) / amphotericin (2,500 μg/ml), fetal bovine serum (FBS) 시약은Gibco BRL, Life Technologies (Paisley, Scotland)로 부터 구입하였다.
여기에 10% TCA 용액 1 ml를 가하여13,500× g에서 15분 동안 원심분리하여 얻은 상등액 1 ml에 증류수 및 ferric chloride 각 1 ml를 가하여 혼합한 후 700nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성 대조군으로 0.01% vitamin C를 사용하였다. 시료의 환원력은 시료 첨가군와 대조군의 흡광도 비를 % 값으로 환산하여 나타내었다.
각 여과된 여액을 감압 농축하여 분말 형태의 흑미, 적하수오, 흑임자, 현미, 서목태 에탄올추출물을 획득하였다. 제조된 분말형태의 시료들을 dimethyl sulfoxide (DMSO)로 시험농도로 희석하여 본 연구에 사용하였다.

데이터처리

Level of significance was identified satistically (** p<0.01) using Student’s t test.
Level of significance was identified statistically (* p<0.05) using Student’s t test.
Level of significance was identified statistically (* p<0.05, ** p<0.01, *** p< 0.001) using Student’s t test.
Level of significance was identified statistically (* p<0.05, ** p<0.01, *** p<0.001) using Student’s t test.
Level of significance was identified statistically (** p< 0.01, *** p<0.001) using Student’s t test.
Level of significance was identified statistically (** p<0.01, *** p<0.001) using Student’s t test.
각 시료농도군에 대한 유의차 검정은 대조군과 비교하여 Student’s t test한 후 p<0.05 값을 통계적으로 유의성 있는 결과로 간주하였다.
각 실험은 3회 이상 반복실험을 통하여 그 결과를 얻어 각각의 시료농도에 대해 평균±표준편차로 나타내었다.

이론/모형

Hansen [9]의 방법에 따라 B16F1 세포에 대한 MIXEE 의 세포독성을 MTT (3-(4,5-dimethyl-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide)를 이용하여 측정하였다.
MIXEE가 세포 독성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 MTT assay를 수행하였다. B16F1세포독성에 대한 MIXEE의 효과를 측정한 결과, Fig.
Oyaizu [23]의 방법에 따라 측정하였다. MIXEE 1 ml에 pH 6.

성능/효과

B16F1세포독성에 대한 MIXEE의 효과를 측정한 결과, Fig. 3에서 보는 바와 같이 MIXEE는 32 μg/ml 이상의 농도에서부터 30% 이상 세포독성을 나타내었다.
Fig. 7에서 보는 바와 같이 세포 내에서 melanin 합성에 영향을 미치는 tyrosinase, TRP-1, TRP-2의 단백질 발현을분석한 결과 같이 melanin 합성을 감소시키기 위하여 250 μM의 H2O2를 처리한 대조군은 공시험군에 비하여 TRP-2의 단백질 발현만 감소되었다.
Fig.4에서 공시험군에 비하여 대조군의 형광이 100% 이상 증가하였음을 볼 수 있고, H2O2만 첨가한 대조군에 비하여 MIXEE군은 64 μg/ml에서 형광이 180% 감소되어 MIXEE의 농도가 증가함에 따라 세포 내 H2O2를 제거하는 효과가 증가한 것을 확인 할 수 있었다.
결론적으로 MIXEE는 세포 내 H₂O₂를 소거하는 효과가 있었을 뿐만 아니라 H₂O₂에 의한 tyrosinase 효소의 불활성화를 차단시켜 melanin 생성을 촉진하는 것으로 나타났다. 비록 MIXEE는 고농도에서 세포독성을 나타내었으나 동시에 melanin 생성을 촉진시키는 유효성분의 농도도 함께 증가함을 알수 있다.
이러한 추론을 뒷받침하기 위하여 세포 내에 H₂O₂를 처리하여 MIXEE의 항산화 효능을 세포내에서 조사한 결과 탁월한 H₂O₂ 제거 효능을 확인하여 이상의 추론이 입증됨을 확인하였다. 다음으로 MIXEE가 in vitro 상에서 melanin 생성을 촉진하는 tyrosinase 활성과 L-dopa에서 melanin생성 측정실험을 수행 한 결과 MIXEE는 tyrosinase 활성에는 영향을 주지 않았지만 L-dopa에서 melanin 합성은 촉진 시켰다. 이 결과로 유추해보아 melanin을 합성하는 첫 번째 단계인 tyrosine에서 tyrosinase가 작용하여 hydroxyl 작용기를 결합시켜 3,4-dihydroxy phenylalanine (DOPA)가 생성되는 과정에서의 tyrosinase 활성에는 MIXEE가 관여하지 않았지만 두 번째 과정인 DOPA에서 dopaquinone을 거쳐 melanin 이 생성되는 과정에 관여하는 효소인 TRP-2 활성에 크게 영향에 미치는 것으로 판단된다.
본 실험에서는 in vitro 상에서 melanin 생성을 촉진시키는 tyrosinase의 활성과 L-dopa 에서 melanin합성에 대한 MIXEE의 효과를 측정하는 실험을 수행 하였다. 먼저 Tyrosinase 활성에 대한 MIXEE의 효과를 조사하기 위하여 tyrosinase activity를 측정한 결과 Fig. 2A에서 보는 바와 같이 공시험군에 비해서 음성대조군인 0.1% vitamim C는 80%의 tyrosinase 활성을 억제시켰다. MIXEE군은 tyrosinase 활성에는 영향을 주지 않았지만 Fig.
MIXEE는 특히 TRP-2의 단백질 발현을 증가시켰으나 TRP-1의 단백질 발현은 차이가 없었고, tyrosinase는 단백질 발현이 감소되었다. 본 연구결과에서 MIXEE는 TRP-2의 단백질 발현을 증가시켜 melanin 합성을 촉진시키는 것으로 나타났다.
기존 연구에서 서목태는 tyrosinase 활성을 증가시키는 연구결과가 알려져 있으며[17], 적하수오는 in vitro L-DOPA 실험에서 melanin 생성을 증가시켜 흑모의 발생을 촉진시킨다고 보고되었다[7]. 본 연구에서 MIXEE가 단백질 발현에 미치는 영향을 분석한 결과 항산화 단백질인 SOD-2, SOD-3 단백질의 발현은 증가하였지만 H₂O₂를 가수분해시키는 catalase의 발현은 단백질 발현이 감소하였다. 이러한 결과는 MIXEE의 항산화 활성에 의하여 H₂O₂를 제거함으로써 이를 분해하는 catalase의 필요성이 감소되어 발현이 줄어든 것으로 추론된다.
비록 MIXEE의 세포독성이 8 μg/ml부터 64 μg/ml까지 최고 40%의 세포사멸을 나타내지만 이러한 결과는 MIXEE의 농도가 증가함에 따라 melanin 생성을 촉진시키는 유효성분과 세포독성을 유발하는 물질이 같이 증가함을 알 수 있다.
이러한 결과는 MIXEE의 항산화 활성에 의하여 H₂O₂를 제거함으로써 이를 분해하는 catalase의 필요성이 감소되어 발현이 줄어든 것으로 추론된다. 세포 내에서 melanin 합성에 영향을 미치는 tyrosinase, TRP-1, TRP-2의 단백질 발현을 분석한 결과 MIXEE는 tyrosinase의 발현을 감소시키고 TRP-1의 발현에는 영향을 주지 않았으나, dopachrome이 DHICA로 전환될 때 촉매하는효소인 TRP-2의 발현은 증가시켰다. 그러므로 MIXEE는 tyrosine 에서 DOPA로의 전환은 촉매할 수 없었으나 melanin 합성의 중간 매개물인 DOPA에서 melanin 합성은 촉진한 것으로 추론된다.
양성대조군으로 사용된 6 μM의 α-MSH, 2.5 μM의 imatinib mesylate, 160 μM의 IBMX는 대조군에 비하여 tyrosinase와 TRP-2의 발현을 증가시켰고, TRP-1 의 단백질 발현은 α-MSH의 존재하에서만 증가되었다.
양성대조군으로 사용된 6 μM의 α-MSH, 2.5 μM의 imatinib mesylate, 160 μM의 IBMX는 대조군에 비하여 항산화 단백질인 SOD-2의 발현이 증가되었고, SOD-3의 단백질의 발현은 차이가 없는 반면에 catalase의 발현은 IBMX 처리군 에서만 증가되었다.
다음으로 MIXEE가 in vitro 상에서 melanin 생성을 촉진하는 tyrosinase 활성과 L-dopa에서 melanin생성 측정실험을 수행 한 결과 MIXEE는 tyrosinase 활성에는 영향을 주지 않았지만 L-dopa에서 melanin 합성은 촉진 시켰다. 이 결과로 유추해보아 melanin을 합성하는 첫 번째 단계인 tyrosine에서 tyrosinase가 작용하여 hydroxyl 작용기를 결합시켜 3,4-dihydroxy phenylalanine (DOPA)가 생성되는 과정에서의 tyrosinase 활성에는 MIXEE가 관여하지 않았지만 두 번째 과정인 DOPA에서 dopaquinone을 거쳐 melanin 이 생성되는 과정에 관여하는 효소인 TRP-2 활성에 크게 영향에 미치는 것으로 판단된다. 기존 연구에서 서목태는 tyrosinase 활성을 증가시키는 연구결과가 알려져 있으며[17], 적하수오는 in vitro L-DOPA 실험에서 melanin 생성을 증가시켜 흑모의 발생을 촉진시킨다고 보고되었다[7].
본 연구에서 MIXEE는 모낭에 축적된 H₂O₂를 제거하여 tyrosinasee 효소를 정상적으로 작동시켜 melanin 생성을 촉진시켰다. 이러한 추론을 뒷받침하기 위하여 세포 내에 H₂O₂를 처리하여 MIXEE의 항산화 효능을 세포내에서 조사한 결과 탁월한 H₂O₂ 제거 효능을 확인하여 이상의 추론이 입증됨을 확인하였다. 다음으로 MIXEE가 in vitro 상에서 melanin 생성을 촉진하는 tyrosinase 활성과 L-dopa에서 melanin생성 측정실험을 수행 한 결과 MIXEE는 tyrosinase 활성에는 영향을 주지 않았지만 L-dopa에서 melanin 합성은 촉진 시켰다.
첫째, 흑미는 α, β, γ, δ-tocopherol, 식물성 스테롤, 그리고 다양한 페놀성 화합물이 함유되어 있고, 특히 흑미의 겨층에는 다른 곡류에 비하여 flavonoid 와 anthocyanin이 더 풍부하다[24].
비록 MIXEE는 고농도에서 세포독성을 나타내었으나 동시에 melanin 생성을 촉진시키는 유효성분의 농도도 함께 증가함을 알수 있다. 한편 MIXEE에 의하여 감소된 tyrosinase의 발현수준이 MIXEE에 의한 tyrosinase 활성 증가로 인한 melanin 합성 촉진에는 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 그러므로, 이상의 결과는 MIXEE가 백발화과정을 가역화시키는 과정에서 주요한 역할을 하는 melanin 생성을 촉진하는 하나의 약학 소재로 응용될 수 있다는 것을 시사하고 있다.

후속연구

한편 MIXEE에 의하여 감소된 tyrosinase의 발현수준이 MIXEE에 의한 tyrosinase 활성 증가로 인한 melanin 합성 촉진에는 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 그러므로, 이상의 결과는 MIXEE가 백발화과정을 가역화시키는 과정에서 주요한 역할을 하는 melanin 생성을 촉진하는 하나의 약학 소재로 응용될 수 있다는 것을 시사하고 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	민간에서 백모발생을 억제하고 흑모발생에 효능이 있다고 알려진 천연물은 어떤 것이 있는가?	그러므로 본 연구에서는 항산화 효능이 탁월하고 tyrosinase 활성을 촉진하여 melanin 합성을 증가시키는 천연소재를 발굴하고자 하였다. 민간에서 백모발생을 억제하고 흑모유발을 촉진하는 소재로 흑미, 흑임자, 서목태, 현미, 적하수오가 가장 잘 알려져 있었다. 그리하여 이들 소재의 혼합물이 melanin 생성에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 항산화 활성 및 melanin 생성 촉진효과에 대한 연구를 수행하였다.
	흑모는 노화됨에 따라 어떻게 변하는가?	흑모는 노화됨에 따라 모발의 모낭 세포에 있는 멜라닌 함량이 감소하면서 결국 백색으로 변한다. 그러므로 백모를 다시 흑모로 되돌리기 위해서는 모낭에 있는 melanocyte가 melanin색소를 생성해야 한다.
	백모를 흑모로 돌리기 위해서는 무엇을 생성해야 하는가?	흑모는 노화됨에 따라 모발의 모낭 세포에 있는 멜라닌 함량이 감소하면서 결국 백색으로 변한다. 그러므로 백모를 다시 흑모로 되돌리기 위해서는 모낭에 있는 melanocyte가 melanin색소를 생성해야 한다. 뿐만 아니라 피부 기저층에 있는melanocyte는 자외선과 같은 유해한 자극으로부터 피부를 보호하기 위하여 방어기전으로 melanin을 합성한다[2].

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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