[논문]에르고티오네인의 당화 억제 및 항산화 활성에 관한 연구

배준태; 이청희; 이근수; 김진화; 홍진태

doi:10.15230/scsk.2019.45.2.151

초록
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에르고티오네인은 생체 내에서 우수한 항산화제로서 산화스트레스로부터 세포 보호제로 알려져 있다. 본 연구에서는 에르고티오네인의 라디칼 소거 활성은 자외선에 조사된 사람 섬유아세포 생존율을 향상 시키는 것을 확인하였으며, 세포노화 지표물질인 senescence-associated ${\beta}$-galactosidase (SA-${\beta}$-gal) 활성을 사람 섬유아세포를 이용하여 확인한 결과, 에르고티오네인 $400{\mu}M$ 처리 농도에서 염색된 세포의 수가 약 45%의 SA-${\beta}$-gal의 레벨이 감소하여 세포 노화(senescence)를 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 에르고티오네인은 글리세르알데하이드에 의해 유도된 최종당화산물(AGEs) 생성을 저해하였으며, 카르복시메칠라이신(CML) 발현을 농도의존적으로 저해하는 것으로 나타내었다. 글리옥살에 의해 최종당화산물의 수용체(RAGE)가 발현된 사람 섬유아세포에 에르고티오네인을 처리하였을 때 RAGE의 발현이 농도의존적으로 감소하는 것을 확인하였다. 따라서, 본 연구결과를 바탕으로 에르고티오네인의 항노화 효과와 최종당화산물의 세포 내 축적을 저해할 수 있는 화장품 소재로서 활용가치가 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Ergothioneine has been known as an excellent antioxidant and a cellular protector against oxidative damage in vivo. In the present study, ergothioneine was demonstrated to possess antioxidant and anti-glycation activities. The radical scavenging activity of ergothioneine enhanced the viability of hu...

Ergothioneine has been known as an excellent antioxidant and a cellular protector against oxidative damage in vivo. In the present study, ergothioneine was demonstrated to possess antioxidant and anti-glycation activities. The radical scavenging activity of ergothioneine enhanced the viability of human dermal fibroblasts (HDFs) exposed to ultraviolet (UV) light. The UVA irradiation increased the proportion of senescence-associated ${\beta}$-galactosidase (SA-${\beta}$-gal) positive cells in comparison with the normal control group. The treatment of UVA-irradiated HDFs with ergothioneine decreased the level of SA-b-gal (by approximately 45% at an ergothioneine concentration of $400{\mu}M$) compared with the UVA-irradiated HDFs. We also found that ergothioneine inhibited production of glyceraldehyde-derived advanced glycation endproducts (AGEs) in a concentration-dependent manner. The ergothioneine educed carboxymethyl-lysine (CML) expression in comparison to the glyoxal treatment. In addition, in the Western blot analysis, treatment of glyoxal-stimulated HDFs with ergothioneine resulted in a dose-dependent decrease in the expression level of the receptor for AGE (RAGE). These results suggest that ergothioneine may have potent anti-aging effects and could be used as a cosmetic material against cellular accumulation of AGEs.

주제어

표/그림 (6)

그림 Figure 1. Chemical structure of ergothioneine.
그림 Figure 2. Anti-glycation effects of ergothioneine on glyceraldehyde-derived AGE formation. Collagen gel was incubated with glyceraldehydes in the absence (control) and presence of various concentrations from both ergothioneine and aminoguanidine (0.05 – 0.3 mM) for 24 h, respectively. aminoguanidine was used as a positive control. Fluorescence of samples was measured at Ex 330 nm and Em 420 nm. Results were expressed as the average of triple determinations with SD ^*p < 0.05, significantly different from control.
그림 Figure 3. The effects of ergothioneine on the production of intracellular ROS in human dermal fibroblasts. HDFs were incubated with 4 μ M CM-H₂DCFDA for 20 min, and irradiated by UVB 20 mJ/cm². Various concentrations of ergothioneine (EGT) were used for treatment. ROS generation was assessed by luminescence spectrophotometer. The values of DCF fluorescence are significant (^*p < 0.05). Values are means ± SD of at least triple.
그림 Figure 4. (A) Effects of ergothioneine on UVA-induced photoageing feature of HDFs tested by cytochemical staining of SA-β-gal (light microscopy, × 200). (B) Senescent cells were measured by HDFs pretreated with ergothioneine (EGT) and indicated by percentage of decrease in comparison with that of UVA-irradiated HDFs as a control. The activity is significant (^*p < 0.05) and values are means ± SD of at least triple.
그림 Figure 5. Effects of ergothioneine on N ε-CML formation to HDFs induced by glyoxal. (A) Cells were treated with various concentrations of glyoxal for Nε-CML production, (B) Inhibitory effect of ergothioneine (EGT) on glyoxal‐induced Nε-CML formation. Values are means ± SD of at least triple. ^*p < 0.05 compared with control.
그림 Figure 6. Effects of egrothioneine on RAGE expression in HDFs. The HDF cells were treated with different doses of ergothioneine for 24 h. Total RAGE expression was determined by western blotting. The band intensities were quantified by densitometry, normalized to the level of GAPDH. Values are means ± SD of at least triple. *p < 0.05 compared with control.

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문제 정의

Ergothioneine as a strong antioxidant agent suppressed AGEs production and RAGE‐induced fibroblast. To the best of our knowledge, this is the first report to demonstrate the protective effects of ergothioneine against AGEs formation in HDFs. Although the metabolic pathway of ergothioneine is still unclear, but it is indicate that ergothioneine is a potent inhibitor of AGEs formation and AGEs cross-linking with collagen in vitro.

제안 방법

In this research, we evaluated the antioxidant capacity of intracellular ROS in UV-irradiated HDFs and AGEs-inhibitory activity of ergothioneine. Ergothioneine as a strong antioxidant agent suppressed AGEs production and RAGE‐induced fibroblast.
UV irradiation of human keratinocytes and fibroblasts in the presence of AGEs led to increased ROS formation and decreased proliferation in vitro[22]. In this study, the possible photo-protective potential of ergothioneine against UVB-induced ROS formation in HDFs were examined. Ergothioneine is an antioxidant in vivo and a cellular protector against oxidative damage[23].
Therefore, this study examined the effects of ergothioneine on the formation of AGEs, and antioxidant activities in UV-irradiated HDFs.

대상 데이터

The UVA source was a Sankyo Denki F5T5BLB (Sankyo Co, Japan), a fluorescent bulb emitting 315 – 400 nm wave with a peak at 360 nm.
The UVB source was a Sankyo Denki G6T5E (Sankyo Co, Japan), a fluorescent bulb emitting 280 – 360 nm wave with a peak at 306 nm.

데이터처리

Statistical analysis was performed using Student’s t-test after ANOVA.

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