[논문]흰무늬엉겅퀴 열매 추출물의 자외선에 대한 피부 보호 효과

김대현; 배우리; 김윤선; 신동원; 박선규; 강내규

doi:10.15230/scsk.2019.45.2.209

초록
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자외선은 피부 광노화를 일으키며 홍반, 일광 화상 등 피부 광손상의 원인이 된다. 실리마린은 밀크 씨슬로도 알려져 있는 흰무늬엉겅퀴(Silybum marianum; S. m) 추출물에 존재하는 폴리페놀 화합물로 항산화 효과 및 자외선에 대한 피부 보호 효과가 알려져 있다. 본 연구에서는 피부의 표피층에서 실리마린을 함유하는 S. m 추출물의 광보호 효과를 이해하고자 하였다. 표피층을 구성하는 세포들이 자외선에 노출되면 DNA 손상이 발생하는데 S. m 추출물이 DNA repair를 촉진할 뿐만 아니라 UV filter로 작용하여 DNA 손상을 방지하는 것도 확인할 수 있었다. 특히, 홍반이 발생하지 않는 suberythemal dose (SED)의 자외선 노출에도 각질 산화와 DNA 손상이 일어날 수 있으며, S. m 추출물이 이런 미세 손상이 발생하는 것을 억제하는 것도 확인하였다. 또한 자외선에 의하여 각질이 산화되어 카르보닐화 단백질(protein carbonylation)이 증가하는 현상도 S. m 추출물을 도포한 경우는 억제됨을 확인하였다. S. m 추출물은 흡광의 성질이 있지만 광독성 유발 가능성은 낮은 것으로 평가되었다. 따라서 S. m 추출물은 광노화를 방지하고 피부를 보호하는데 활용 될 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Ultraviolet rays (UV) cause photoaging by inducing skin photodamages such as erythema and sunburn. Silymarin is a mixture of antioxidant polyphenols extracted from Silybum marianum fruit (S. m), which is known as milk thistle. It is known to protect skin tissues from UV treatment and antioxidant eff...

Ultraviolet rays (UV) cause photoaging by inducing skin photodamages such as erythema and sunburn. Silymarin is a mixture of antioxidant polyphenols extracted from Silybum marianum fruit (S. m), which is known as milk thistle. It is known to protect skin tissues from UV treatment and antioxidant effects. In this study, we aimed to identify the photoprotective effects of S. m extract, which has silymarin in the epidermis layer of the skin. We found that the extract can function as a UV filter, so it can reduce DNA damage by UV treatment. Especially, we found that, in the stratum corneum, the extract can suppress the protein carbonylarion and DNA damages caused by suberythemal dose of UV treatment which does not induce erythema in the skin. UV treatment also increased protein carbonylation levels in the stratum corneum by oxidation, but it was prevented by applying the extract. The extract can absorb UV with minimal phototoxicity. Together, our study suggests that S. m extract can be used as a photo-protective ingredient to avoid photoaging of the skin.

주제어

표/그림 (6)

그림 Figure 1. S. m extract increases DNA repair activity. (A) CPD generation by different doses of UVB was measured in HaCaT cells. Narrow band of (312 nm) UVB was irradiated as indicated doses. (B) Cytotoxic effect of S. m extract was tested by MTT assay. (C) S. m extract inhibited UVB-induced CPDs generation. (^*p < 0.05, ^**p < 0.01, ^***p < 0.001)
그림 Figure 2. UV absorbing property of S. m extract.
그림 Figure 3. Experimental model for evaluate UV filter activity. (A) The amount of CPDs was measured right after irradiation with narrow-band (312 nm) UVB on Micropig^Ⓡ skin. (B) 30 mins after treatment of TiO₂, Micropig^Ⓡ skin was irradiated with UVB. (^**p < 0.005).
그림 Figure 4. UV filter activity of S. m extract. (A, B) Micropig^Ⓡ skin was irradiated with broad-band UVA and UVB at indicated doses. Before irradiation, S. m extract was applied on Micropig^Ⓡ skin for 30 mins (^*p < 0.05, ^**p < 0.005, ^***p < 0.001 compared to the irradiated control)
표 Table 1. Phototoxicity Test of S. m Extract
그림 Figure 5. Protein carbonylation of Stratum corneum (A) Increase of protein carbonylation levels by sunlight at different skins. (B) Protein carbonylation at different places of face. (C) Increase of protein carbonylation at stratum corneum by UV. (D) Decrease of protein carbonylation at stratum corneum by S. m extract.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 실리마린이 포함되어있는 S. m 추출물이 자외선에 의한 DNA 손상을 방지하고 회복에 도움이 되는지 Micropig^Ⓡ skin 모델과 in vitro 세포 실험을 통해 확인해 보았다. 또한 피부 최외각에 존재하는 각질의 산화를 방지할 수 있는지도 비침습적 방법을 통해 연구하였다.

제안 방법

4 μg/mL의 DNA 시료를 OxiSelect™ UV-Induced DNA Damage ELISA Kit (Cell Biolabs, USA)에서 반응시키고 흡광도를 Epoch (BioTek Instruments, USA)로 측정하여 CPDs 양을 정량하 였다. DNA repair가 반영된 결과를 평가하기 위해 자외선 조사 후 24 h 후에 CPDs를 측정하였다.
m 추출물이 자외선에 의한 DNA 손상을 방지하고 회복에 도움이 되는지 Micropig^Ⓡ skin 모델과 in vitro 세포 실험을 통해 확인해 보았다. 또한 피부 최외각에 존재하는 각질의 산화를 방지할 수 있는지도 비침습적 방법을 통해 연구하였다. 그결과, 홍반을 일으킬 수 있는 minimal erythermal dose (MED)의 자외선만이 아닌 예방을 소홀히 할 수 있는 SED 자외선에서도 S.
자외선의 산화 스트레스가 의한 각질에 미치는 영향 연구는 IRB 심의 후 피험자 동의를 얻어 수행되었다 (LG-WRNK-2018-0411). 셀로판 테이프(3M)로 각질을 떼어낸 후 fluorescein-5-thiosemicarbazide (FTSC) (Sigma-Aldrich, USA)을 이용하여 각질 단백질 카르보닐화 정도를 평가하 였다. 0.

대상 데이터

m 추출물은 dipropylene glycol (DPG, 삼광켐, Korea)에 녹여 사용하였다. Titanium dioxide (TiO₂)는 UV M 170을 사용했고 케미랜드(Korea)에서 구매하였다.
본 실험에 사용된 Silybum marianum (S. m) 추출물은 Indena (Italy)사가 Silybum marianum의 열매에서 추출한 추출물이고, 실리마린이 50 ∼ 60% 함유되어 있다. S.

데이터처리

본 연구의 실험은 두 번 이상 수행하였으며, 이때 결과 값들은 mean ± standard deviation (SD)으로 나타내었다. 실험군에 따른 데이터 사이의 통계적 유의성 검정은two-tailed Student’s t-test를 통하여 검증하였고, p 값이 0.05이하일 경우 통계학적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 판단하였다.

이론/모형

광독성 평가는 화장품의 동물 대체 시험법 국외 가이드 라인을 따르며 in vitro 3T3 NRU 광독성 시험법(OECD TG 432)으로 평가하였다. 쥐의 섬유아세포 세포주인 3T3을 두개의 플레이트에 배양 후 시험 물질을 45 min 처리하였다.

성능/효과

S. m 추출물은 항산화 기능의 폴리페놀 화합물인 실리 마린을 주성분으로 하여, 자외선에 의해 손상 받은 DNA의 repair를 촉진하는 기능이 있었다. 뿐만 아니라, 실리마린과 마찬가지로 폴리페놀성분의 흡광 능력을 통해 UV filter로도 작용할 수 있다는 것을 밝혔다.
또한 피부 최외각에 존재하는 각질의 산화를 방지할 수 있는지도 비침습적 방법을 통해 연구하였다. 그결과, 홍반을 일으킬 수 있는 minimal erythermal dose (MED)의 자외선만이 아닌 예방을 소홀히 할 수 있는 SED 자외선에서도 S. m 추출물이 피부 손상을 억제 할 수 있음을 알 수 있었다.
m 추출물은 항산화 기능의 폴리페놀 화합물인 실리 마린을 주성분으로 하여, 자외선에 의해 손상 받은 DNA의 repair를 촉진하는 기능이 있었다. 뿐만 아니라, 실리마린과 마찬가지로 폴리페놀성분의 흡광 능력을 통해 UV filter로도 작용할 수 있다는 것을 밝혔다. 과거에 발표된 in vitro 세포 연구에서는 UV filter의 기능보다 DNA repair 기능이 주로 연구되었다.

후속연구

또한 자외선으로부터 피부를 보호할 수 있는 안전하고 효과적인 성분에 대한 관심도 증가하고 있다[11]. S. m 추출물은 실리마린과 마찬가지로 자외선에 대해 피부 보호 효과가 있으므로 여러 타입의 스킨케어 제품에서 피부를 자외선으로부터 보호하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	실리마린은 무엇인가?	자외선은 피부 광노화를 일으키며 홍반, 일광 화상 등 피부 광손상의 원인이 된다. 실리마린은 밀크 씨슬로도 알려져 있는 흰무늬엉겅퀴(Silybum marianum; S. m) 추출물에 존재하는 폴리페놀 화합물로 항산화 효과 및 자외선에 대한 피부 보호 효과가 알려져 있다. 본 연구에서는 피부의 표피층에서 실리마린을 함유하는 S.
	실리마린의 효과는 무엇인가?	실리마린은 밀크 씨슬로도 알려져 있는 흰무늬엉겅퀴(Silybum marianum; S. m) 추출물에 존재하는 폴리페놀 화합물로 항산화 효과 및 자외선에 대한 피부 보호 효과가 알려져 있다. 본 연구에서는 피부의 표피층에서 실리마린을 함유하는 S.
	자외선을 파장에 따라 분류하면 어떻게 나눌 수 있는가?	자외선에 의한 피부 손상으로는 일반적으로 광노화, 홍반, 일광 화상 등이 있으며 심한 경우 피부암까지 이어질 수 있다[1]. UVC (200 ∼ 280 nm), UVB (280 ∼ 320 nm) 및 UVA (320 ∼ 400 nm) 파장으로 나누어진다. UVC는 오존층에 의해 대부분 흡수되고, 지표에 도달하는 자외선은 UVA (90 ∼ 95%) 및 UVB (5 ∼ 10%)이다[2].

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