[논문]큰달맞이꽃 지상부 추출물의 피부 관련 생리활성 효과

양지영; 김진우; 이평재

doi:10.7318/kjfc/2019.34.5.645

큰달맞이꽃 지상부 추출물의 피부 관련 생리활성 효과
The Skin-Related Biological Activities of Aerially Extract of Oenothera lamarckiana 원문보기

韓國食生活文化學會誌 = Journal of the Korean Society of Food Culture, v.34 no.5, 2019년, pp.645 - 650

양지영 (연세대학교 보건과학대학 임상병리학과) , 김진우 (세명대학교 바이오제약산업학부) , 이평재 (세명대학교 바이오제약산업학부)

Abstract ▼ AI-Helper

Skin plays important roles in protecting the internal organs from the chemical-biological risk factors and ultraviolet light. Exposure to the chemical and biological stimuli has a detrimental effect on skin's structure and physiological regulation. Therefore, much attention has been paid to natural products that show biological activities such as anti-oxidation, anti-aging and anti-bacterial activities. In this study, we investigated the skin-related biological activities of Oenothera lamarckiana aerial part extract. The extract contained 229.35 mg TAE (tannic acid equivalents)/g total polyphenolic compounds and the extract showed relative high antioxidant activity ($SC_{50}$ value: $8.52{\mu}g/mL$). The $IC_{50}$ value against tyrosinase and elastase were 307.94 and $181.51{\mu}g/mL$, respectively. This suggested that O. lamarckiana can be applied to whiten skin and slow the aging of skin. O. lamarckiana extract showed a growth inhibitory effect on Staphylococcu epidermidis (minimum inhibitory concentration: $250{\mu}g/mL$). Interestingly, O. lamarckiana extract showed no inhibitory effect on Pseudomonas aeruginosa on the paper disc assay. Yet the extract inhibited the growth of Pseudomonas aeruginosa on the broth dilution assay in a dose-dependent manners. Taken together, O. lamarckiana could have good potential for development as an additive in the cosmetic industry.

주제어

표/그림 (5)

그림 The effect of O. lamarckiana extract on DPPH radical.
표 Microorganism used for anti-biotic effect of O. lamarckiana extract
그림 The inhibitory effect of O. lamarckiana extract on tyrosinase (A) and elastase (B).
표 Clear zone (mm) of treatment with O. lamarckiana against bacteria
그림 Determination of MIC of O. lamarckiana against S. epidermidis (A) and P. aeruginosa (B) by broth dilution method.

AI 본문요약
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문제 정의

Oenothera속 달맞이꽃 중 O. lamarckiana 지상부의 메탄올 추출물을 한국식물추출물은행에서 구입하여 피부와 관련된 생리활성을 실험하여 화장품 등에 이용할 수 있는 가능성을 확인하고자 하였다. O.
2007, Kim & Lee 2016). Oenothera속에 속한 종들간의 항균효과가 다르게 나타날 수 있지만 위와 같은 항균효과를 보인다는 점에서 다른 피부상재균이나 식품 오염과 관련된 박테리아들에 대해 항균 효과를 가질 수 있다고 생각하여 이에 대한 연구를 계획하고 있다.

제안 방법

0.1M sodium phosphate buffer (pH 6.8) 150 μL에 2 mML-dopa (67 mM sodium phosphate buffer, pH 6.8) 20 μL, 시료 10 μL, tyrosinase (1,000 U/mL) 20 μL를 순서대로 넣고 37oC에서 빛을 차단한 상태에서 30분간 반응시킨 후 490nm에서 흡광도를 측정하였다.
Paper disc를 세균을 도말한 평판배지 위에 올려놓고 밀착시켰다. 37^oC에서 18시간 동안 배양한 후 disc 주변에 생성된 생육저해환(clear zone)의 지름을 측정하였다.
부유액을 100 μL, 농도별 추출물을 96 well plate에 각각 100 μL씩 접종하였다. 37^oC에서18시간 배양 후 600 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 균의 저해가 일어나는 최소값을 최소저해농도(MIC)로 결정하였다.
Elastase (0.1 U/mL in 0.1M Tris-Cl buffer, pH8.0)를 10 μL를 첨가한 후 25oC에서 30분간 방치 후 410nm에서 흡광도를 측정하였다.
L-dopa를 기질로 하여 tyrosinase의 활성을 확인하였다. 0.
O. lamarckiana 지상부 추출물 3.125, 6.25, 12.5, 25, 50 μg/mL 농도에서 DPPH radical의 소거 효과를 실험하였다.
2016). O. lamarckiana 추출물을 paper disc 방법으로 S. epidermidis와 P. aeruginosa에 대한 항균효과를 알아보았다. S.
O. lamarckiana의 미백효과와 항노화 효과를 갖는지 알아보기 위해 O.lamarckiana 지상부 추출물 31.25, 62.5, 125, 250, 500 μg/mL 농도에서 tyrosinase와 elastase의 활성 저해 효과를 확인하였다.
Tannic acid (62.5 μg/mL~500 μg/m)를 이용한 검량선을 작성하여 총 폴리페놀 화합물 함량을 계산하였다.
13 mg/mL에서 최대 농도 2 mg/mL의 범위 내에서 MH 액체 배지에 단계 희석하였다. 대조군과 각 실험군에 동일한 최종 용매의 농도(%)가 되도록 DMSO를 첨가하였다. 부유액을 100 μL, 농도별 추출물을 96 well plate에 각각 100 μL씩 접종하였다.
대조군에는 시료를 녹일 때 사용한 DMSO 10 μL를 넣어주었으며 모든 군에서 DMSO의 최종 농도를 2.5%로 맞추었다.
5×10⁸/mL)를 맞추어 세균 부유액을 준비하였다. 멸균된 면봉을 세균 부유액 내에 잠기도록 한 후 꺼내어 Mueller-Hinton (MH) 평판배지 표면에 3회 반복하여 도말하였다. DMSO에 녹인 20 mg/mL과 동일 용매로 희석한 2mg/mL 10 μL를 paper disc (6 mm)에 처리한 후 건조하여 용매를 제거하였다.
배양된 세균의 집락 3~5개를 채취하여 멸균 생리식염수로 옮겨 각각의 균수를 McFarland 탁도 0.5 (1.5×108/mL)를 맞추어 세균 부유액을 준비하였다.
2018). 본 연구에 사용한 O. lamarckiana는 제주도에서 채집된 것으로 제주 자생식물들을 고압용매로 추출하여 측정한 tyrosinase와 elastase 저해효과와 비교해 보았다. 자금우가 가장 낮은 802 ppm의 IC₅₀를 보였는데 이는 O.
부유액을 100 μL, 농도별 추출물을 96 well plate에 각각 100 μL씩 접종하였다.
큰달맞이꽃은 2015년 제주도에서 채집되어 증거표본(KRIB 0084331)이 한국생명공학연구원 식물표본관에 보관되어 있다. 식물을 음지에서 건조하여 분쇄한 후 분말시료 80 g에 메탄올 1 L를 가한 후 초음파추출기를 이용하여 상온에서 30회(15분 추출-120분 정지) 반복추출하였다. 이 후 추출액을 여과한 다음 감압농축하여 추출물을 얻었다.
총폴리페놀 화합물 함량은 folin-denis 방법을 변형하여 측정하였다. 큰달맞이꽃 추출물을 1 mg/mL 농도로 메탄올에 희석 시킨 후 150 μL와 folin-ciocalteu’s phenol reagent 150 μL를 혼합하여 5분간 반응시켰다.
큰달맞이꽃(Oenothera lamarckiana)은 주로 유전학관련 연구의 대상이었나 생리활성과 관련해서 물 추출물의 항산화 작용과 산화 스트레스로 자극한 인체피부흑생종세포에서 멜라닌 생성을 억제하는 미백효능이 보고되어(Oh & Choi 2011) 피부 관련한 기능성이 있음이 알려졌다. 하지만 화장품등에 이용하기 위한 기능성에 대한 연구는 부족한 상태로 기초적인 O.lamarckiana의 기능성에 대한 연구가 필요할 것으로 생각하여 항산화, 효소활성억제, 항균 실험을 진행하였다.

대상 데이터

균들을 각각의 배양 배지와 조건에서 배양한 후, 세균의 집락을 취하여 각각의 균수를 최종 5×105/mL이 되도록 MH 액체 배지(Becton-Dickinson)에 세균 부유액을 준비하였다.
대조군으로 DMSO 10 μL를 paper disc에 처리하여 건조한 것을 사용하였다.
양성 대조군으로 kojic acid(25 μg/mL)을 사용하였으며 저해율은 다음과 같은 방법으로 계산하였다.
모든군에서 DMSO의 최종농도는 5%로 맞추었다. 양성대조군으로 ursolic acid를 사용하였다. 저해율은 위 tyrosinase 저해율 계산방법과 동일하다.
큰달맞이꽃(Oenothera lamarckiana)의 지상부 추출물은 한국생명공학연구원의 한국식물추출물은행(Daejeon, Korea)에서 구매하여 사용하였다. 큰달맞이꽃은 2015년 제주도에서 채집되어 증거표본(KRIB 0084331)이 한국생명공학연구원 식물표본관에 보관되어 있다.
본 실험에 사용한 표준균주정보는 [Table 1]과 같다. 한천배지(Becton-Dickinson, NJ, USA)에 세균을 도말한 후37^oC에서 18시간 배양하였다. 배양된 세균의 집락 3~5개를 채취하여 멸균 생리식염수로 옮겨 각각의 균수를 McFarland 탁도 0.

데이터처리

시료들 간의 통계분석은 Prism 6(GraphPad Sofware Inc., SanDiego, USA)을 이용하여 일원 분산분석과 Tukey’s honestly significant difference test로 이뤄졌다(p<0.05).

성능/효과

2012). O. laciniata 전초의 80% 에탄올 추출물과 O. lamarckiana 지상부 추출물의 총페놀성물질 함량과 DPPH SC₅₀ (50% scavenging concentration)을 비교했을 때 Oenothera속 달맞이꽃에서 페놀성물질 함량과 DPPH 소거능은 일정 비례관계가 있을 것으로 생각한다.
O. lamarckiana 지상부 메탄올 추출물의 총페놀성물질의 함량은 229.35 mg TAE (tannic acid equivalent)/g었고 DPPH에 대한 SC50은 8.52 μg/mL으로 상대적으로 높은 총페놀성물질함량과 항산화 효과가 있었다.
5, 125, 250, 500 μg/mL 농도에서 tyrosinase와 elastase의 활성 저해 효과를 확인하였다. Tyrosinase의 경우 각 처리농도에서 저해율은 6.08,17.59, 29.43, 43.44, 63.29%로 농도 의존적으로 tyrosinase의 활성을 억제함을 확인하였다. 양성대조군으로 사용한 kojicacid (25 μg/mL)는 80.
5, 25, 50 μg/mL 농도에서 DPPH radical의 소거 효과를 실험하였다. 각 농도군에서 DPPH 소거율은 18.79, 36.11, 65.88, 83.99, 86.46%로 농도 의존적으로 DPPH radical이 소거됨을 확인하였다(Fig. 1). 양성대조군으로 사용한 ascorbic acid (75 μg/mL)는 87.
lamarckiana는 제주도에서 채집된 것으로 제주 자생식물들을 고압용매로 추출하여 측정한 tyrosinase와 elastase 저해효과와 비교해 보았다. 자금우가 가장 낮은 802 ppm의 IC₅₀를 보였는데 이는 O. lamarckiana 추출물보다는 높은 수치로 O. lamarckiana가 좋은 효과를 보이는 것으로 보인다. 하지만 elastase에 대해서 자금우는 66 ppm의 IC₅₀을 보여 O.
항균효과와 관련하여 피부 염증의 원인이 될 수 있는 S. epidermidis에 대해 20과 200 μg/disc paper disc assay에서 각각 지름 8과 15 mm의 clear zone을 보였으며 250 μg/mL의 최소저해농도를 보여 피부상재균에 대한 항균 효과를 보였으며 P. aeruginosa에 대해서는 paper disc에서 항균효과를 확인할 수 없었으나 최소저해농도측정실험에서는 2 mg/mL까지 농도의존적으로 저해하는 효과를 보여 화장품 보존제로서 이용 가능성을 보였다.

후속연구

laciniata 추출물의 경우 또 다른 ECM 분해 효소인 matrix metalloproteinase (MMP)-1의 발현을 억제하는 항노화 효과가 있음이 보고되었다. 본 연구에서 tyrosinase와 elastase 억제 효과를 보인 O. lamarckiana 추출물의 향후 미백과 항노화 효과에 대한 추가적 연구가 필요해 보이며 준비 중에 있다.
aeruginosa의 경우에는 paper disc에서 20, 200 μg/disc 에서 clear zone을 보이지 않았으나 2 mg/mL까지 농도 의존적으로 생존이 줄어드는 양상을 보였다. 본 연구에서는 피부상재균으로 염증을 일으킬 수 있는 S.epidermidis와 화장품 오염의 원인이 되는 P. aeruginosa를 대상으로 하여 항균 효과를 확인할 수 있어 O. lamarckiana 추출물이 염증 억제 및 화장품 보존제로서 이용가능성이 있을 것으로 생각한다. Oenothera속에 속하는 다른 종의 추출물이 S.
aeruginosa에 대해서는 paper disc에서 항균효과를 확인할 수 없었으나 최소저해농도측정실험에서는 2 mg/mL까지 농도의존적으로 저해하는 효과를 보여 화장품 보존제로서 이용 가능성을 보였다. 추후 실험으로 미백 및 노화 관련된 실험이 좀 더 진행 되어야 할 것으로 보이며 다른 Oenothera속 식물, 부위별, 추출방법별 기능성 비교와 효능물질에 대한 연구 또한 필요할 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	피부란 무엇인가?	피부는 신체를 둘러싸고 있는 가장 넓은 면적을 차지하는 기관으로 각종 화학물질과 박테리아, 곰팡이 등의 생물학적 침입을 방어하고 자외선을 포함한 빛으로 부터도 내부기관을 보호하는 1차 방어기관이라 할 수 있다. 이와 동시에 피부는 밖으로 보이는 부분으로 미적가치의 척도가 되기도 한다.
	사람들이 기능성 화장품을 찾는 피부 내 근본적 이유는 무엇인가?	또한 미세먼지와 자외선 등의 화학적, 물리적 자극에 지속적으로 노출되면 활성산소종(Reactive Oxygen Species, ROS) 생성과 제거의 평형이 깨진다. 이로 인해 세포의 기능 저하와 세포 외 기질의 구성 분자들의 변성으로 피부의 탄력이 떨어지고 주름이 생기며 장벽의 기능 상실로 염증의 증가 등 피부에 다양한 문제가 발생한다(Bocheva et al. 2019, Zouboulis et al.
	피부는 어떤 기능을 하는가?	피부는 신체를 둘러싸고 있는 가장 넓은 면적을 차지하는 기관으로 각종 화학물질과 박테리아, 곰팡이 등의 생물학적 침입을 방어하고 자외선을 포함한 빛으로 부터도 내부기관을 보호하는 1차 방어기관이라 할 수 있다. 이와 동시에 피부는 밖으로 보이는 부분으로 미적가치의 척도가 되기도 한다.

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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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