[논문]석류추출물의 항산화와 MMPs 단백질 발현 억제 및 액정 유화물에서의 안정화에 관한 연구

노진선; 염현지; 오민정; 이진영

doi:10.5352/jls.2021.31.2.164

[국내논문] 석류추출물의 항산화와 MMPs 단백질 발현 억제 및 액정 유화물에서의 안정화에 관한 연구
A Study on the Antioxidant and MMPs Protein Expression Inhibitive Effect of Punica granatum L. Extract and Its Stabilization with Liquid Crystal Emulsion 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.31 no.2, 2021년, pp.164 - 174

노진선 (호서대학교 화장품생명공학부) , 염현지 (호서대학교 화장품생명공학부) , 오민정 (호서대학교 화장품생명공학부) , 이진영 (호서대학교 화장품생명공학부)

초록
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본 연구에서는 석류추출물의 기능성 활성 검증 및 화장품 개발을 위한 이용 가능성을 확인하였다. 전자공여능을 측정한 결과, 1,000 ㎍/ml의 농도에서 60.6%의 효과를 나타내었고, ABTS 소거능을 측정한 결과, 1,000 ug/ml의 농도에서 93.9%의 소거능을 보였다. 또한 elastase 억제 활성과 collagenase 억제 활성은 1,000 ㎍/ml의 농도에서 각각 30%와 47.2%의 억제 활성을 보였다. 석류추출물이 섬유아세포(CCD-986sk)의 증식에 미치는 영향을 조사하기 위해 MTT법으로 세포 생존성을 측정한 결과, 500 ㎍/ml 이하의 농도에서 130% 이상의 생존율이 확인됐다. 석류추출물을 처리한 섬유아세포에서 MMP-1, MMP-2, MMP-3의 단백질 발현은 100 ㎍/ml의 농도에서 각각 23.2%, 81.9%, 69.2%의 저해율을 나타내었다. 위 결과를 바탕으로 석류추출물이 0.1% (w/v)의 농도로 함유된 O/W 액정크림을 제조하여 4, 25, 45, 50℃에서 pH, 시간에 따른 변화, 온도별 안정성 등의 안정성을 조사한 결과, 모두 1개월간 안정성이 있는 것으로 확인되었으며 석류추출물의 화장품 소재로서의 가능성을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study confirmed the potential of Punica granatum L. extract for functional activity verification and cosmetic development. The electron-donating ability of Punica granatum L. extract was shown 60.6% at a 1,000 ㎍/ml concentration. Its ABTS+ radical scavenging ability was shown 93.9% at a 1,000 ㎍/ml concentration. Additionally, the inhibitive effects of elastase and collagenase inhibition effects were measured as 30% and 47.2%, respectively, at a 1,000 ㎍/ml concentration. To determine the effect of Punica granatum L. extract on the proliferation of fibroblasts (CCD-986sk), cell viability was measured using a 3-[4,5-dimethyl-thiazol-2-yl]-2,5-diphenyl-tetrazoliumbromide (MTT) assay. As a result, survival rates of 130% or higher at a 500 ㎍/ml concentration or less were confirmed. According to the results of Western blot with Punica granatum L. extract, the expression inhibition rates of matrix metalloproteinase-1 (MMP-1), matrix metalloproteinase-2 (MMP-2), and matrix metalloproteinase-3 (MMP-3) were decreased by 23.2%, 81.9%, and 69.2%, respectively, at a 100 ㎍/ml concentration. Based on the results above, O/W liquid crystal cream with 0.1% Punica granatum L. extract was prepared. The stabilities were tested at 4, 25, 45, and 50℃. By checking the pH, change over time, and stability by temperature, it was confirmed that all were stable for one month. Thus, Punica granatum L. extract shows potential as a natural material for cosmetics.

주제어

표/그림 (15)

그림 Fig. 1. Manufacturing method of O/W liquid crystal emulsion containing Punica granatum L. extract.
표 Table 1. The experimental formulation of the liquid crystal O/W emulsion containing Punica granatum L. extract
그림 Fig. 2. Electron donating ability of Punica granatum L. extract. Each value represents mean ± SD of three individual experiments. Significant as compared to control (*p<0.05, **p<0.01).
표 Table 2. Check points in stability test of the O/W liquid crystal emulsion containing Punica granatum L. extract in con-stant temperature condition (4, 25, 45, 50℃)
그림 Fig. 3. ABTS⁺ radical scavenging ability of Punica granatum L. extract. Each value represents mean ± SD of three in-dividual experiments. Significant as compared to control (*p<0.05, **p<0.01).
그림 Fig. 4. Inhibition rate of Punica granatum L. extract on elastase activity. Each value represents mean ± SD of three in-dividual experiments. Significant as compared to control (*p<0.05, **p<0.01).
그림 Fig. 5. Inhibition rate of Punica granatum L. extract on collage-nase activity. Each value represents mean ± SD of three individual experiments. Significant as compared to con-trol (*p<0.05, **p<0.01).
그림 Fig. 6. Cell viability of extracts from Punica granatum L. on fibro-blast cell (CCD-986sk). Each value represents mean ± SD of three individual experiments. Significant as compared to control (*p<0.05, **p<0.01).
그림 Fig. 7. Effect of Punica granatum L. on MMP-1 (A), MMP-2 (B), MMP-3 (C) protein expression. Each value represents mean ± SD of three individual experiments.
그림 Fig. 8. Photographs of emulsified particles observed with an optical microscope. T-1 sample contained 0.1% carbom-er, T-2 sample did not contain extract and the carbomer content was 0.2%, T-3 sample contained carbomer con-tent 0.2% and the extract 0.1%. T-4 sample contains glyc-eryl stearate and PEG-100 stearate emulsifier in T-3 sample.
그림 Fig. 9. Photographs of liquid crystal structure observed with polarization microscope. T-1 sample contained 0.1% carbomer, T-2 sample did not contain extract and the carbomer content was 0.2%, T-3 sample contained carbomer content 0.2% and the extract 0.1%. T-4 sample contains glyceryl stearate and PEG-100 stearate emulsi-fier in T-3 sample.
그림 Fig. 10. pH changes on the T-3 formulation. (T-3 : formulation of the O/W liquid crystal emulsion containing 0.1% (w.v) Punica granatum L. extract).
그림 Fig. 11. pH changes on the T-2 formulation. (T-2 : formulation of the O/W liquid crystal emulsion without Punica granatum L. extract).
표 Table 3. Viscosity stability test of O/W liquid crystal emulsion according to polymer content in constant temperature condition (4, 25, 45, 50℃)
표 Table 4. Stability test of the O/W liquid crystal emulsion containing Punica granatum L. extract in constant temperature condition (4, 25, 45, 50℃)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 다양한 생리활성을 가진 석류추출물에 대한 화장품 제조를 위한 기능성 소재로의 활용 가능성을 검증하였고, 석류 추출물의 유효성분을 효율적으로 피부 깊숙이 전달할 수 있도록 O/W 액정유화 emulsion 에 첨가하여 제형의 안정성을 확인함으로써 기능성을 가진 천연 소재로서의 가능성을 검토하였다.

제안 방법

pH meter를 이용하여 화장품 제형의 pH를 측정하였다. 4℃, 25℃, 45℃, 50℃에 보관한 석류 추출물이 함유된 O/W liquid crystal emulsion의 pH와 대조군으로 석류추출물이 함유되지 않은 샘플의 pH를 측정하였다. 정확한 측정을 위해 calibration을 진행한 후 측정하였고 pH 측정은 모두 25℃에서 진행하였다.

대상 데이터

본 실험에서 사용된 석류 추출물은 K 한약재에서 동결 건조된 켈리포니아산 석류 열매를 구매하여 70% (v/v) 에탄올로 추출하여 제조하였다. 석류 열매를 파쇄시킨 후 70% (v/v) 에탄올을 시료의 10배의 양으로 첨가하여 상온에서 24 hr 동안 침지하였다.
본 실험에 이용한 섬유아세포인 CCD-986sk는 ATCC (Amer- ican Type Culture Collection, USA)에서 분양받았다.
주름 개선 활성 측정에 사용된 시약인 N-succinyl-L-ala-ala- ala-p-nitroanilide, 4-phenylazobenzyloxycarbonyl-Pro-Leu- Gly-Pro-D-Arg, elastase, collagenase 등은 Sigma-Aldrich Corporation (USA)에서 구입하였다. 주름과 관련된 단백질 발현 정도를 조사하기 위한 실험에 사용된 β-actin, MMP-1, MMP-2, MMP-3 primary antibody와 anti-mouse, anti-rabbit 등의 secondary antibody는 Santa Cruz (USA)에서 구입하여 사용하였다.
세포 배양에 사용한 dulbecco`s modified eagle medium (DMEM), fetal bovine serum (FBS), phosphate buffered saline (PBS), penicillin/streptomycin, trypsin은 Thermo Scientific Hyclone (USA)에서 구입하여 사용하였다. 세포독성 측정 실험에 사용된 시약인 3-[4, 5-dimethylthiazol]-2-yl]-2, 5-di- phenyl-tetrazoliumbromide (MTT)는 Sigma-Aldrich Corpo- ration (USA)에서 구입하였으며, dimethyl sulfoxide (DMSO) 는 BioShop (Canada)에서 구입하였다.

이론/모형

석류추출물이 섬유아세포(CCD-986sk)의 증식에 미치는 영향을 확인하기 위해 MTT assay를 이용하여 세포 생존율을 측정하였다. Fig.

성능/효과

이러한 연구 결과와 비교했을 때 석류 추출물의 elastase 저해활성이 유의한 것을 확인할 수 있었다.
5% (w/v)가 되도록 첨가하면 광학현미경으로 관찰했을 때는 유화 입자가 많고 크기가 작고 일정하였으며 유동성이 가장 적어 점도가 가장 높았지만 편광현미경으로 관찰했을 때는 액정 유화 입자는 거의 없거나 망가져 있었다. 그 결과 전체적으로 제형 안정도가 좋았고 액정이 오래 유지되며 석류추출물의 효능을 기대할 수 있는 T-3가 제품을 개발하는 데 있어 가장 적합하다고 판단된다.
1% (w/v)가 되게 첨가한 T-3 제형의 안정성을 평가한 결과를 Table 4에 나타내었다. 그 결과, 성상, 냄새, 점도가 온도에 따라 변화 없이 30일 동안 안정하다는 것을 확인할 수 있었다.

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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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