본 연구에서 금잔화(Calendula arvensis)에 대한 다양한 생리, 화학적 활성을 시험하여 기능성소재 가능성을 검토하였다. 금잔화 추출물은 낮은 세포독성을 나타냈다. 세포독성이 거의 없는 농도에서 금잔화 추출물 처리 시, 산화방지 활성, tyrosinase 활성저해 및 멜라닌 함량 저하를 보여주었다. 금잔화 추출물 농도에 따라 tyrosinase 단백질 발현이 억제되었으며, 이는 금잔화 추출물이 tyrosinase의 활성 및 단백질 발현을 억제시키거나 혹은 멜라노좀 수송 저해 등 다른 요인에 의해 멜라닌 합성을 저해하는 것으로 생각된다. 또한, 금잔화 추출물 처리 시, 항균활성이 나타남을 확인하였다. 따라서 금잔화 추출물은 향후 기능성 소재에 활용할 수 있는 효과적인 물질이 될 수 있다고 판단된다.
본 연구에서 금잔화(Calendula arvensis)에 대한 다양한 생리, 화학적 활성을 시험하여 기능성소재 가능성을 검토하였다. 금잔화 추출물은 낮은 세포독성을 나타냈다. 세포독성이 거의 없는 농도에서 금잔화 추출물 처리 시, 산화방지 활성, tyrosinase 활성저해 및 멜라닌 함량 저하를 보여주었다. 금잔화 추출물 농도에 따라 tyrosinase 단백질 발현이 억제되었으며, 이는 금잔화 추출물이 tyrosinase의 활성 및 단백질 발현을 억제시키거나 혹은 멜라노좀 수송 저해 등 다른 요인에 의해 멜라닌 합성을 저해하는 것으로 생각된다. 또한, 금잔화 추출물 처리 시, 항균활성이 나타남을 확인하였다. 따라서 금잔화 추출물은 향후 기능성 소재에 활용할 수 있는 효과적인 물질이 될 수 있다고 판단된다.
At concentrations with little or no cytotoxicity, C. arvensis extract indicates the ability of high DPPH radical scavenging, inhibited tyrosinase activity, and decreased melanin content. The treatment of B16F10 cells with C. arvensis extract suppressed the protein expression of tyrosinase a dose-dep...
At concentrations with little or no cytotoxicity, C. arvensis extract indicates the ability of high DPPH radical scavenging, inhibited tyrosinase activity, and decreased melanin content. The treatment of B16F10 cells with C. arvensis extract suppressed the protein expression of tyrosinase a dose-dependent manner. These results suggest that C. arvensis extract inhibits melanin synthesis by inhibiting tyrosinase expression and tyrosinase activity. In addition, C. arvensis extract showed antimicrobial activities against bacteria and yeast. These results indicate that C. arvensis extract may serve as nutraceutical and cosmeceutical agents.
At concentrations with little or no cytotoxicity, C. arvensis extract indicates the ability of high DPPH radical scavenging, inhibited tyrosinase activity, and decreased melanin content. The treatment of B16F10 cells with C. arvensis extract suppressed the protein expression of tyrosinase a dose-dependent manner. These results suggest that C. arvensis extract inhibits melanin synthesis by inhibiting tyrosinase expression and tyrosinase activity. In addition, C. arvensis extract showed antimicrobial activities against bacteria and yeast. These results indicate that C. arvensis extract may serve as nutraceutical and cosmeceutical agents.
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문제 정의
이와 같이 다방면의 생리, 화학적 기능이 보고되어 있음에도 불구하고 미백활성 등 기능성소재에 활용하기 위한 연구는 미미하다. 따라서 본 연구에서는 금잔화 지상부 추출시료를 가지고 생리활성 및 미백시험, 멜라닌 생성 억제시험 및 항균시험을 조사하여 기능성 소재로서의 활용 가능성을 검토하고자 하였다.
제안 방법
Tyrosinase 단백질 발현에 미치는 금잔화 추출물에 의한 영향을 조사하였다(Fig. 5).
금잔화 추출물에 대한 세포독성 실험 측정에서 정한 독성이 없는 농도에서 멜라닌 생성 저해 활성을 측정하였다(Fig. 4).
시간별로 항균작용이 어떤 변화를 보이는지 알아보기 위해 timecurve를 작성하였다. 방법은 Ahn 등에 명기된 방법[7]에 의해 수행하였다.
대상 데이터
금잔화(Calendula arvensis) 지상부에 대한 추출물은 국립원예특과학원 인삼특작부추출물은행에서 분양받은 시료를 실험에 이용하였으며 제시된 추출방법은 Kim의 연구시료를 Ahn의 연구에서 명기된 방법[7]에 의해 수행되었다.
본 연구의 재료인 금잔화는 국화과의 한해살이풀로 남유럽이 원산지이다. 금잔화는 주성분인 사포닌(saponins)에 의한 부종에 의해 원인이 되는 염증성 질환에 효과[5]가 있으며 항균효과[6]가 있다고 알려져 있다.
데이터처리
모든 실험은 독립적으로 3회 반복 시행하고 실험결과는 평균 ± 표준편차로 표기하였으며, 통계처리는 Kim의 연구에서 명기된 방법[8]에 의해 수행하였다. 즉, GraphPad Prism 5 program(GraphPad Software, Inc.
05 미만일 때 통계적으로 유의하다고 판단하였다. 일원 배치 분산분석(one-way analysis of varience)을 한 후, 각 시료간의 통계적 유의성은 Bonferroni’s multiple comparison test를 이용하여 수행하였다.
모든 실험은 독립적으로 3회 반복 시행하고 실험결과는 평균 ± 표준편차로 표기하였으며, 통계처리는 Kim의 연구에서 명기된 방법[8]에 의해 수행하였다. 즉, GraphPad Prism 5 program(GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, USA)을 이용하여 p 값이 0.05 미만일 때 통계적으로 유의하다고 판단하였다. 일원 배치 분산분석(one-way analysis of varience)을 한 후, 각 시료간의 통계적 유의성은 Bonferroni’s multiple comparison test를 이용하여 수행하였다.
이론/모형
DPPH 라디칼(Radical) 소거능 실험은 Kim의 연구에서 명기된 방법[8]에 의해 수행하였다. 산화방지력은 [1−(시료첨가구의 흡광도/무첨가구의 흡광도)]×100의 계산식에 의해 활성(%)을 구하였다.
금잔화 추출물에 의한 tyrosinase 단백질 발현을 분석하기 위하여 western blot을 시행하였으며 방법은 Kim의 연구에서 명기된 방법[8]에 의해 수행하였다. 1차 항체(mouse anti-tyrosinase: 1:200, Abcam, Cambridge, UK; mouse anti-β-actin: 1:1000, Sigma-Aldrich Co.
멜라닌 정량은 Kim의 연구에서 명기된 방법[8]에 의해 수행하였다. 추출물을 처리하지 않은 시료군을 대조군으로 하고 결과는 %로 환산하였다.
시간별로 항균작용이 어떤 변화를 보이는지 알아보기 위해 timecurve를 작성하였다. 방법은 Ahn 등에 명기된 방법[7]에 의해 수행하였다. 각각 균주 배양액에 금잔화 추출물 최종농도가 100 mg/L 이 되도록 처리한 후, 일정 시간별로 배양액을 채취하여 평판배지에 접종 후, 생성되는 군락(colony)의 수를 측정하고 cfu/mL로 환산하였다.
세포독성 시험은 Kim의 연구에서 명기된 방법[8]에 의해 수행하였다. 즉, 세포내의 미토콘드리아 수소제거효소에 의해 수용 테트라졸륨염(water soluble tetrazolium salts) (WST-1)에서 불용성의 포마진(formazan)결정으로 변환되는 원리를 이용하였다 [9].
타이로시네이즈 저해활성 측정은 Kim의 연구에서 명기된 방법[8]에 의해 수행하였다.
성능/효과
7%의 저해활성을 나타내었다. Kojic acid와 비교했을 때, 금잔화 추출물 저해활성 농도가 약간 낮았으며, 우수한 미백활성 효과로서 연구된 바[12] 있는 녹나무과 추출 물 100 μg/L의 경우에 52.8% tyrosinase 저해활성을 보고한 것을 고려하면, 미백 기능성 소재로서의 가능성이 높다고 생각된다
대조군의 경우 시간이 경과함에 따라 균의 성장에 변함이 없었으나 금잔화 추출물 시료처리 경우는 배양 12시간 경과 후, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Candida albicans 각각 대조군에 대하여 40.7, 35.2, 27.5%의 증식 억제가 확인되었다 (Fig. 6).
대조군 대비하여 α-MSH 와 함께 각각 무처리, 10, 50, 100 µg/mL의 CAE 농도에서 각각 141, 132, 127, 114%로 농도 의존적으로 tyrosinase 발현이 억제되었다. 따라서 금잔화 추출물의 경우, tyrosinase 활성저해는 tyrosinase 단백질 발현억제 효과[14] 혹은 멜라노좀 수송 저해[15] 등 다른 요인에 의해 멜라닌 생성이 억제된 것으로 판단된다. 한편, 금잔화 꽃 추출물 연구[16]에서 산화방지 활성 및 tyrosinase 활성저해 등을 보고한 것에 비해 본 연구의 지상부 추출물에서 좋은 활성을 보인 것으로 볼 때 꽃 이외의 지상부에 활성성분이 많이 포함되어 있을 것으로 예상된다.
3% 멜라닌 생성 저해활성을 보이는 것을 고려하면 멜라닌 생성 저해 활성이 매우 우수함을 의미한다. 즉, 본 연구의 금잔화 추출물의 경우도 멜라닌 저해 활성이 우수하였으며 이에 따른 tyrosinase 저해활성도 높았다.
후속연구
따라서 금잔화 추출물의 경우, tyrosinase 활성저해는 tyrosinase 단백질 발현억제 효과[14] 혹은 멜라노좀 수송 저해[15] 등 다른 요인에 의해 멜라닌 생성이 억제된 것으로 판단된다. 한편, 금잔화 꽃 추출물 연구[16]에서 산화방지 활성 및 tyrosinase 활성저해 등을 보고한 것에 비해 본 연구의 지상부 추출물에서 좋은 활성을 보인 것으로 볼 때 꽃 이외의 지상부에 활성성분이 많이 포함되어 있을 것으로 예상된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
아토피 피부염(atopic dermatitis)은 무엇인가?
아토피 피부염(atopic dermatitis)은 심한 소양증, 피부 병변의 특정적인 모양 및 분포를 갖는 만성 재발성 피부염이며, 유전적, 면역적인 원인과 관련되어 있다고 알려져 있다[1]. 환경오염, 식습관 및 스트레스 등으로 인해 아토피 피부염 환자는 급속히 증가할 것으로 전망되고 있다.
금잔화 추출물이 멜라닌 생성 억제용으로 적합한 이유는 무엇인가?
4). 대조군 대비하여 10, 50, 100 µg/mL의 CAE 농도에서 각각 31.5, 44.3, 67.9%의 멜라닌 생성 억제 활성을 보였다. 다른 천연소재 중 미백활성 효과로서 보고된 바[13] 있는 솔잎 발효액 100 µg/mL의 경우 53.3% 멜라닌 생성 저해활성을 보이는 것을 고려하면 멜라닌 생성 저해 활성이 매우 우수함을 의미한다. 즉, 본 연구의 금잔화 추출물의 경우도 멜라닌 저해 활성이 우수하였으며 이에 따른 tyrosinase 저해활성도 높았다.
아토피 피부염 환자가 급속히 증가할 것으로 전방되는 이유는?
아토피 피부염(atopic dermatitis)은 심한 소양증, 피부 병변의 특정적인 모양 및 분포를 갖는 만성 재발성 피부염이며, 유전적, 면역적인 원인과 관련되어 있다고 알려져 있다[1]. 환경오염, 식습관 및 스트레스 등으로 인해 아토피 피부염 환자는 급속히 증가할 것으로 전망되고 있다. 또한, 현대사회에 동양권 여성들을 중심으로 아토피피부를 개선하고 미백효과가 있는 무독성인 천연물 소재에 대한 관심이 증가하고 있다[2].
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