[논문]신품종 그린볼 사과의 광노화인자 조절효과

이은호; 이승열; 정희영; 강인규; 안동현; 조영제

doi:10.3839/jabc.2020.010

신품종 그린볼 사과의 광노화인자 조절효과
Photo-aging regulation effects of newly bred Green ball apple 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.63 no.1, 2020년, pp.75 - 82

이은호 (School of Food science & Biotechnology, Kyungpook National University) , 이승열 (School of Applied Biosciences, Kyungpook National University) , 정희영 (School of Applied Biosciences, Kyungpook National University) , 강인규 (Department of Horticultural Science, Kyungpook National University) , 안동현 (Department of Food Science and Technology, Pukyong National University) , 조영제 (School of Food science & Biotechnology, Kyungpook National University)

초록
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본 연구에서는 한국에서 육종한 신육성품종 그린볼 사과 껍질 추출물(GBE)이 피부 광노화 인자조절에 대한 억제효과를 확인하였다. 피부에서 광노화 인자 조절에 대한 억제 효과를 확인하기 위해 CCD986sk fibrobalst cell에 UVB로 광노화를 유도시킨 후 세포에 GBE를 처리하였다. 광노화 인자 조절 효과를 측정한 결과 GBE가 COL1A2, MMP-1, MMP-9, TIMP-1 단백질 발현량에서 UVB에 의해 자극된 MMP-1, MMP-9 단백질 합성을 억제하였으며, COL1A2, TIMP-1 단백질의 경우 발현량이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다. Photoaging-related factors인 COL1A2, MMP-1, MMP-9, HAS2, TGF-β, TIMP-1의 mRNA 발현량을 측정한 결과 GBE에 의해 MMP-1, MMP-9 단백질 발현을 효과적으로 억제하였으며, MMPs와 type procollagen 발현에 관여하는 조절인자인 TIMP-1과 TGF-β의 발현량이 증가함에 따라 COL1A2의 생성량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 피부를 구성하는 구조 단백질 중 하나인 hyaluronic acid 생성에 관여하는 HAS2의 발현량 증가도 확인하였다. 따라서 GBE는 광노화의 인자 억제 조절에 대한 우수한 효능을 가졌으며, 피부 노화를 예방하는 기능성 소재로서 활용이 가능할 것으로 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, extracts from the Green ball apple peel (GBE) and the newly bred green ball apple from Korea showed inhibition effects on photo-aging factor regulation associated with skin aging. To investigate the inhibition effect on photo-aging factor regulation in skin, GBE was treated with UVB to induce photo-aging related factors in CCD986sk fibroblast cells. Photo-aging factor regulation effects showed that GBE inhibited UVB-stimulated matrix metalloproteinase (MMP)-1 and MMP-9 protein synthesis in collagen type I alpha 2 chain (COL1A2), MMP-1, MMP-9, and tissue inhibitors of metalloproteinase (TIMP)-1 protein expression. The expression of COL1A2 and TIMP-1 protein was significantly increased. The mRNA expression levels of COL1A2, MMP-1, MMP-9, hyaluronan synthase (HAS)2, transforming growth factor (TGF)-β, and TIMP-1 were decreased by GBE. The expression of TIMP-1 and TGF-β, which are regulators involved in matrix metalloproteinase and type I procollagen expression, was found to increase with increasing expression of COL1A2. The expression of HAS2, which is involved in the production of hyaluronic acid, one of the structural proteins constituting the skin, was also confirmed. Therefore, GBE showed excellent efficacy against photo-aging factor regulation and could be used as functional material to prevent and treat skin aging.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 실험에서는 신육성품종 그린볼 사과 껍질의 주름개선 효능을 확인하고 광노화 인자 억제 효과를 검정함으로서 기능성 소재로서 개발을 시도하였다.

제안 방법

Blocking이 끝난 membrane에 COL1A2,MMP-1, MMP-9, TIMP-1, β-actin antibody를 사용하여 4 ^oC에서 over night 한 후, TBST buffer를 이용하여 3회 세척하였다. Goat anti-mouse IgG secondary antibody를 1시간동안 반응시킨 후 TBST buffer를 이용하여 3회 세척하였으며, ECLkit (Millipore Corp.)와 반응시켜 Azure Biosystems (C300,Azure Biosystems inc., Dublin, CA, USA)를 이용하여 가시화 및 정량을 하였다.

대상 데이터

American Type Culture Collection에서 CCD-986sk (Human fibroblasts) 세포를 구매하였다. 세포는 Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium (HyClone Laboratories, Inc, Logan, Utah, USA)에 10% fetal bovine serum (HyClone Laboratories, Inc.
본 연구에서 사용된 시험 재료인 그린볼 사과는 경북 군위군 소재의 사과연구소에서 재배되고 있는 그린볼 사과 나무로부터 9월에 완숙한 사과를 수확한 후 이물질을 제거하고 동결건조(freeze dryer, FD8518, Ilshinbiobase, Yangju, Korea)하여 수분을 제거한 후 40 mesh로 분쇄하였다. 분쇄한 사과 분말과 ethanol 용액을 일정 비율 (1:100)로 첨가하여 4 ^oC의 shakingincubator에서 24시간 동안 교반 추출한 후 Whatman No.

데이터처리

실험결과는 3번 이상 반복하여 측정한 후 평균값으로 나타내었으며, 실험결과의 통계분석은 SPSS 23 (Statistical Package forSocial Science, Chicago, IL, USA)의 Duncan’s multiple rangetest one way ANOVA를 이용하여 시료 간의 유의성 검정(p <0.05, p <0.01)을 하였다.

이론/모형

GBE와 정제물의 세포독성을 평가하기 위해 Carmichael 등의 방법[14]에 준하여 MTT assay를 실시하였다. CCD986sk 세포(5×104 cells/mL)를 96 well plate에 분주하고 5% CO2 incubator(311, Thermo Fisher Scientific)에서 24시간 배양 후, 추출물과 정제물을 농도별로 첨가하여 48시간 배양하였다.
위의 결과에 따라 GBE가 CCD986sk cell에 대한 세포독성을 가지지 않음을 확인하여 500 µg/mL을 최고 농도로 설정하여 추후 western blot 및 real-time PCR 측정 실험을 진행하였다.

성능/효과

59%에비해 우수한 TIMP-1 생성 효과를 확인하였다. UVB에 의해 자극된 MMP-1, MMP-9 protein 모두 농도 의존적으로 발현량이 감소하였으며, COL1A2, TIMP-1 protein의 경우 농도 의존적으로 발현량이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다.
또한 GBE가 MMP-1, MMP-9을 효과적으로 억제하였으며, MMPs와 type I pro-collagen 발현에 관여하는 조절인자인 TIMP-1과 TGF-β의 발현량이 증가함에 따라 COL1A2의 생성량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 피부를 구성하는 구조 단백질 중 하나인 hyaluronic acid 생성에 관여하는 HAS2의 발현량 증가를 확인하였다. 따라서 GBE가 주름생성에 영향을 미치는 인자와 주름개선에 영향을 미치는 인자 모두에 관여한다고 판단되었다.
위의 결과에 따라 UVB에 의해 자극된 photoaging-related factors 모두 유의적으로 발현량이 감소하거나 증가하는 것을 확인하였으며, UVB 자극만 처리한 Con군의 발현량과 비교하였을 때 유의적으로 더 우수한 효과를 나타내었다. 또한 GBE가 MMP-1, MMP-9을 효과적으로 억제하였으며, MMPs와 type I pro-collagen 발현에 관여하는 조절인자인 TIMP-1과 TGF-β의 발현량이 증가함에 따라 COL1A2의 생성량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 피부를 구성하는 구조 단백질 중 하나인 hyaluronic acid 생성에 관여하는 HAS2의 발현량 증가를 확인하였다.
위의 결과에 따라 GBE가 MMP-1 protein을 억제하였으며, MMP-1의 활성억제에 의해 COL1A2의 합성량이 증가되는 것을 확인하였다. 따라서 GBE가 type I collagenase group의 MMP-1 억제와 이와 관련된 COL1A2 합성에 모두 관여한다고 판단되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	피부는 어떤 기능을 수행하고 있는가?	인체의 장기 중 최외각에 위치한 피부는 우리 몸의 항상성을 저해하는 외부 인자의 침입을 막아주는 일차적인 보호기관이다. 피부는 외부의 화학적, 물리적, 생물학적 장벽기능을 수행하고 있으나 다양한 환경적 요인과 접촉하고 있기 때문에 손상을 받기 쉽다[1,2]. 피부 노화는 크게 내인성 노화와 외인성 노화로 구분되는데, 시간적 유전적 요소에 의해 발생되는 전자와 달리 후자인 외인성 노화는 자외선(ultraviolet; UV) 노출, 대기 오염, 흡연, 알코올 남용, 영양 부족 등 외부 환경에 의한 것으로 알려지고 있다[3,4].
	피부란 무엇인가?	인체의 장기 중 최외각에 위치한 피부는 우리 몸의 항상성을 저해하는 외부 인자의 침입을 막아주는 일차적인 보호기관이다. 피부는 외부의 화학적, 물리적, 생물학적 장벽기능을 수행하고 있으나 다양한 환경적 요인과 접촉하고 있기 때문에 손상을 받기 쉽다[1,2].
	분류학상 장미과에 속하는 사과나무의 과실에는, 영양학적으로 어떤 성분이 함유되어 있는가?	)는 분류학상 장미과에 속하는 다년생 목본식물로서 유럽, 아시아 및 북아메리카의 북반구에서 재배된다[9-12]. 사과 과실은 관능특성이 좋고 영양학적으로 유기산과 당류와 같은 기호성 성분 이외에도 비타민, 미네랄, 칼륨, 나트륨 성분 및 폴리페놀화합물과 같은 생리활성물질들을 함유하고 있다. 사과의 과육과 껍질에는 폴리페놀화합물과 같은 생리활성물질들(procyanidin, chlorogenic acid, caffeic acid, epicatechin, catechin, p-coumaroyl qunic acid, rutin, phloridzin, quercetin etc.

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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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