[논문]만병초(Rhododendron brachycarpum) 추출물의 기능성 화장품 소재로써의 주름개선 활성에 관한 연구

염현지; 오민정; 채정우; 이진영

doi:10.5352/jls.2022.32.8.622

만병초(Rhododendron brachycarpum) 추출물의 기능성 화장품 소재로써의 주름개선 활성에 관한 연구
A Study of Anti-wrinkle Activities as a Functional Cosmetic Ingredient of Rhododendron brachycarpum Extracts 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.32 no.8, 2022년, pp.622 - 632

염현지 (호서대학교 화장품생명공학부) , 오민정 (호서대학교 화장품생명공학부) , 채정우 (경기도산림환경연구소) , 이진영 (호서대학교 화장품생명공학부)

초록
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본 연구는 많은 만병초의 종류 중 울릉도 만병초와 운금 만병초를 중심으로 주름개선 활성 검증을 통해 기능성 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하고자 하였다. 울릉도와 운금 만병초 추출물의 tyrosinase 저해활성 측정 결과 1,000 ㎍/ml의 농도에서 울릉도 만병초 추출물은 32.6%의 저해능을, 운금 만병초 추출물은 39.3%의 억제활성을 나타내었다. 또한 두 가지 추출물의 elastase 저해활성을 알아본 결과, 농도 의존적으로 활성을 억제하였으며 1,000 ㎍/ml에서 28.3%, 36.2%의 억제활성을 확인할 수 있었다. Collagenase 저해활성을 측정한 결과, 울릉도 및 운금 만병초 추출물 1,000 ㎍/ml의 농도에서 각각 77.7%, 80.7%의 우수한 저해활성을 확인할 수 있었다. 만병초 추출물들의 주름개선 활성을 알아보기 위해, 섬유아세포인 CCD-986Sk의 세포 생존율을 MTT assay에 의해 확인한 결과 울릉도와 운금 만병초 추출물 모두 모든 농도구간에서 80% 이상의 생존율을 보였으며, 이하의 실험은 100%에 가까운 생존율을 나타낸 25, 50, 100 ㎍/ml의 농도구간으로 설정하여 진행하였다. Western blot을 통해 주름개선 관련 인자인 MMP-1, MMP-2, MMP-3의 단백질 발현양을 측정한 결과 두 추출물 모두 농도가 증가함에 따라 발현양이 감소하였으며, 100 ㎍/ml의 농도에서 울릉도 만병초는 67.2%, 65.5%, 13.6%, 운금 만병초는 89.1%, 85.0%, 62.7%의 발현양을 나타내었다. Reverse transcription-PCR을 통해 동일한 인자의 mRNA 발현양을 측정한 결과, 울릉도와 운금 만병초 추출물 모두 농도 의존적으로 발현양이 감소되었으며, 100 ㎍/ml의 농도에서 울릉도 만병초는 70.1%, 9.1%, 37.9%, 운금 만병초는 38.2%, 8.3%, 57.3%의 발현양을 나타내었고 MMP-3 인자에서 대조군에 비해 우수한 mRNA 발현 억제율을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과로 울릉도 만병초와 운금 만병초의 주름개선 활성을 검증함으로써 기능성 화장품 소재로써의 이용 가치를 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate activities as functional cosmetic materials, focusing on Rhododendron brachycarpum (RB) and Rhododendron fortunei (RF). The tyrosinase inhibitory effect, related to skin-whitening, was 32.6% and 39.3% respectively at the concentration of 1,000 ㎍/ml. The elastase inhibitory effect, related to skin anti-wrinkling activity, was 30% and 36.2% at 1,000 ㎍/ml concentration. Collagenase inhibitory activity showed 77.7%, and 80.2% respectively at 1,000 ㎍/ml concentration, which demonstrated excellent inhibitory activity. For a cell viability test, that measured on fibroblast cells by RB and RF extracts. Furthermore, the cell viability test showed 100.9% and 98.9% with cell viability at 100 ㎍/ml concentration in CCD-986Sk. The protein expression inhibitory effect of RB and RF extracts was measured by western blot at 25, 50, and 100 ㎍/ml concentrations, and the β-actin was used as a positive control. As a result, western blot of RB and RF extracts was measured by the expression inhibition rate of the MMP-1, MMP-2, MMP-3 protein, and was decreased by 67.2%, 65.5%, 13.6%, and 89.1%, 85.0%, and 62.7% at 100 ㎍/ml concentration. The mRNA expression inhibitory effect of RB and RF extracts was measured by RT-PCR at 25, 50, and 100 ㎍/ml concentrations, and the GAPDH was used as a positive control. According to the results of RT-PCR of RB and RF extracts, the expression inhibition rate of the MMP-1, MMP-2, and MMP-3 mRNA was decreased by 70.1%, 9.1%, 37.9%, and 38.2%, 8.3%, 57.3% at 100 ㎍/ml concentrations. So, RB and RF extracts showed the anti-wrinkle effectiveness as a functional cosmetic material.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. Sequence of the primers used for RT-PCR
그림 Fig. 1. Inhibition rate of extracts from Rhododendron brachycarpum on tyrosinase. ☐ RB: Rhododendron brachycarpum, ☐ RF: Rhododendron fortunei. Result are means ± SD of triplicate data.
그림 Fig. 2. Inhibition rate of extracts from Rhododendron brachycarpum on elastase. ☐ RB: Rhododendron brachycarpum, ☐ RF: Rhododendron fortunei. Result are means ± SD of triplicate data.
그림 Fig. 3. Inhibition rate of extracts from Rhododendron brachycarpum on collagenase. ☐ RB: Rhododendron brachycarpum, ☐ RF: Rhododendron fortunei. Result are means ± SD of triplicate data.
그림 Fig. 4. Cell viability of extract from Rhododendron brachycarpum on fibroblast cell (CCD-986Sk). CCD-986Sk cells were incubated for 24 hr in DMEM containing 10% FBS, were treated with various concentrations of Rhododendron brachycarpum for 24 hr and cell viability was measured by MTT reagent. Each values represents mean ± SD of three individual experiments.
그림 Fig. 5. Cell viability of extract from Rhododendron fortunei on fibroblast cell (CCD-986Sk). CCD-986Sk cells were incubated for 24 hr in DMEM containing 10% FBS, were treated with various concentrations of Rhododendron fortunei for 24 hr and cell viability was measured by MTT reagent. Each values represents mean ± SD of three individual experiments.
그림 Fig. 6. MMP-1, MMP-2 and MMP-3 protein expression rate of extract from Rhododendron brachycarpum on fibroblast cell (CCD-986Sk). After CCD-986Sk cell (1×10⁶ cells) were incubated in DMEM containing 10% FBS for 24 hr, the cells were treated Rhododendron brachycarpum extract of 25, 50 and 100 μg/ml concentrations for 24 hr. Results are means ± SD of three individual experiments.
그림 Fig. 7. MMP-1, MMP-2 and MMP-3 protein expression rate of extract from Rhododendron fortunei on fibroblast cell (CCD-986Sk). After CCD-986Sk cell (1×10⁶ cells) were incubated in DMEM containing 10% FBS for 24 hr, the cells were treated Rhododendron fortunei extract of 25, 50 and 100 μg/ml concentrations for 24 hr. Results are means ± SD of three individual experiments.
그림 Fig. 8. MMP-1, MMP-2 and MMP-3 mRNA expression rate of extract from Rhododendron brachycarpum on fibroblast cell (CCD-986Sk). After CCD-986Sk cell (1×10⁶ cells) were incubated in DMEM containing 10% FBS for 24 hr, the cells were treated Rhododendron brachycarpum extract of 25, 50 and 100 μg/ml concentrations for 24 hr. Results are means ± SD of three individual experiments.
그림 Fig. 9. MMP-1, MMP-2 and MMP-3 mRNA expression rate of extract from Rhododendron fortunei on fibroblast cell (CCD-986Sk). After CCD-986Sk cell (1×10⁶ cells) were incubated in DMEM containing 10% FBS for 24 hr, the cells were treated Rhododendron fortunei extract of 25, 50 and 100 μg/ml concentrations for 24 hr. Results are means ± SD of three individual experiments.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 다양한 만병초 중 대량 생산이 가능하고 채취가 쉬운 울릉도 만병초와 운금 만병초를 소재로 하여 주름 개선 활성을 검증함으로써 기능성 화장품 소재로서의 응용 가능성 및 이용가치를 확인하고자 하였다.

제안 방법

울릉도 만병초 추출물은 모든농도 구간에서 90% 이상, 운금 만병초 추출물은 80% 이상의 생존율을 나타내었으며 이하의 실험에서는 추출물이 세포 증식에 영향을 거의 미치지 않아 생존율이 100%에 가까운 농도인 25, 50, 100 μg/ml를 사용하여 진행하였다.
울릉도와 운금 만병초 추출물이 주름개선 관련 인자인 MMPs (MMP-1, MMP-2, MMP-3)에 대한 mRNA 발현양에 미치는 영향을 알아보기 위하여 reverse transcription-PCR 을 진행하였다. 섬유아세포인 CCD-986Sk에 울릉도와 운금 만병초 추출물 25, 50, 100 μg/ml의 농도로 처리하였으며, positive control로 GAPDH를 사용하였다.

대상 데이터

본 실험의 소재인 울릉도 만병초와 운금 만병초는 경기도산림환경연구소에서 받아 다음의 공정에 따라 추출하였다. 건조된 시료를 각각 파쇄한 후 10배의 70% ethanol을 가하여 실온에서 24시간 침지하였다.
본 연구에서 사용된 섬유아세포인 CCD-986Sk는 10% FBS와 1% penicillin/streptomycin (100 U/ml)을 첨가한 DMEM 배지를 사용하여 37℃의 온도와 5% CO 조건의 2 incubator에 적응시켜 계대 배양하였다.
본 연구에서 세포 배양 및 세포 독성 측정에 사용된 fibroblast cell line인 CCD-986Sk는 American Type Culture Collection (ATCC, USA)에서 구입하여 사용하였다. Dul- becco’s Modified Eagle Medium (DMEM), penicillin/strep- tomycin, fetal bovine serum (FBS), trypsin, phosphate buffered saline (PBS)는 Thermo Fisher Scientific (HyCloneTM, USA) 및 GIBCO BRL Co.

이론/모형

멜라닌(melanin) 생합성 경로에 관여하는 중요한 효소인 tyrosinase 저해 활성을 측정하는 실험은 Yagi 등[37]의방법에 따라 진행하였다. 농도별 시료용액 40 μl에 67 mM sodium phosphate buffer (pH 6.
울릉도 만병초와 운금 만병초 추출물이 섬유아세포인 CCD-986Sk cell의 증식에 미치는 영향을 확인하였기 위하여 MTT assay를 이용하여 측정하였다. 시료용액을 Fig.
피부 주름 생성의 원인으로 작용하는 elastase의 저해활성을 Cannell 등[2]의 방법에 따라 측정하였다. 일정 농도가 되도록 각 시험용액을 희석한 후 40 μl씩 96-well plate에 취하고, 50 mM의 tris-HCl buffer (pH 8.

성능/효과

울릉도와 운금 만병초 에탄올 추출물이 elastase 활성에 미치는 영향을 측정한 결과 Fig. 2와 같이 농도가 증가함에 따라 elastase 저해활성이 높아지는 것을 확인할 수 있 었다. 울릉도 만병초 추출물은 최고 농도인 1,000 μg/ml에서 30%에 가까운 저해능을 보였으며, 운금 만병초 추출물은 같은 농도에서 36.
그 결과 Fig. 8, 9와 같이 MMP-1, MMP-2, MMP-3의 mRNA 발현양이 농도 의존적으로 억제됨을 확인하였다. 울릉도 만병초 추출물에 대해 MMP-2가 100 μg/ml에서 50%의 mRNA 억제율을 보여 가장 우수한 발현 억제를 나타내었으며, 운금 만병초 추출물에 대해서는 MMP-1과 MMP-3가 각각 100 μg/ml에서 61.
두 가지 추출물을 25, 50, 100 μg/ml의 농도로 처리한 결과, 모두 농도 의존적으로 모든 인자에 대해 단백질 발현량이 감소함을 확인할 수 있었다
4%의 우수한 단백질 발현 억제를 보였으며, MMP-3는 대조군과 유의한 결과를 나타내었다. 운금 만병초 추출물은 MMP-1 과 MMP-2는 대조군인 EGCG와 유의한 결과를 보였고, MMP-3는 대조군에 비해 높은 단백질 발현 억제율을 확인할 수 있었다.
울릉도 만병초 추출물에 대해 MMP-2가 100 μg/ml에서 50%의 mRNA 억제율을 보여 가장 우수한 발현 억제를 나타내었으며, 운금 만병초 추출물에 대해서는 MMP-1과 MMP-3가 각각 100 μg/ml에서 61.9%, 42.6%의 mRNA를 억제하여 대조군과 비교하였을 때 높은 발현 억제를 확인할 수 있었다
두 가지 추출물을 25, 50, 100 μg/ml의 농도로 처리한 결과, 모두 농도 의존적으로 모든 인자에 대해 단백질 발현량이 감소함을 확인할 수 있었다. 울릉도 만병초 추출물은 MMP-2 인자에 대해 86.4%의 우수한 단백질 발현 억제를 보였으며, MMP-3는 대조군과 유의한 결과를 나타내었다. 운금 만병초 추출물은 MMP-1 과 MMP-2는 대조군인 EGCG와 유의한 결과를 보였고, MMP-3는 대조군에 비해 높은 단백질 발현 억제율을 확인할 수 있었다.
울릉도 만병초 추출물은 최고 농도인 1,000 μg/ml에서 30%에 가까운 저해능을 보였으며, 운금 만병초 추출물은 같은 농도에서 36.2%의 억제활성을 나타내었다
저해활성이 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었으며 1,000 μg/ml에서 울릉도 만병초는 32.6%, 운금 만병초는 39.3% 로 40%에 가까운 억제활성을 나타내었다
최고 농도인 1,000 μg/ml에서 울릉도와 운금 만병초 추출물은 각각 77.7%, 80.2%의 collagenase 억제 효과를확인할 수 있었다

후속연구

6%의 mRNA를 억제하여 대조군과 비교하였을 때 높은 발현 억제를 확인할 수 있었다. 이로써 울릉도와 운금 만병초 추출물의 주름 예방 및 개선 효과를 통해, 향후 항주름 관련 기능성 화장품 소재로서의 활용 가능성 및 가치를 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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