[논문]현지초(Geranium thunbergii) 추출물의 생리활성 및 Raw 264.7 cells에서의 항염활성 검증

박승미; 오민정; 이진영

doi:10.5352/jls.2024.34.1.28

현지초(Geranium thunbergii) 추출물의 생리활성 및 Raw 264.7 cells에서의 항염활성 검증
Verification of the Physiological Activity of Geranium thunbergii Extract and Anti-inflammatory Activity in Raw 264.7 Cells 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.34 no.1, 2024년, pp.28 - 36

박승미 (충북대학교 간호학과) , 오민정 (호서대학교 화장품생명공학부) , 이진영 (호서대학교 화장품생명공학부)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 현재까지 화장품 소재로써 다양한 연구가 진행되지 않은 현지초 추출물의 효능평가 및 항염 관련 활성 연구를 진행하였다. 현지초 추출물의 항산화능을 확인하기 위해 전자공여능 및 ABTS⁺ 라디칼 소거능을 측정한 결과, 각각 50 ㎍/ml의 농도에서 91%, 94%를 나타내어 항산화능이 우수함을 확인할 수 있었다. 미백활성 측정을 위해 tyrosinase 저해활성 측정을 실시하였으며 최고 농도인 1,000 ㎍/ml에서 24.8%의 저해능이 나타났다. 현지초 추출물의 주름개선 활성을 알아보기 위해 elastase 및 collagenase 저해활성 측정을 실시하였으며 그 결과, 각각 최고 농도인 1,000 ㎍/ml에서 30.6%, 90%의 저해능이 나타났고 collagenase 저해활성에서 우수한 저해능을 확인할 수 있었다. 세포 실험 진행을 위해 현지초 추출물 처리에 따른 대식세포 Raw 264.7의 생존율을 MTT assay에 의거하여 진행하였으며 100 ㎍/ml의 농도에서 83.6% 이상의 세포 생존율을 나타내어 이하의 세포 관련 실험 진행은 100 ㎍/ml 이하의 농도의 현지초 추출물을 가하여 실험을 실시하였다. NO assay에 의하여 현지초 추출물 처리에 따른 NO 생성 저해 활성을 측정한 결과, 100 ㎍/ml의 농도에서 74.9%의 저해율을 확인하였다. 단백질 발현 억제능을 알아보기 위해 western blot을 진행하였으며 현지초 추출물은 COX-2 및 iNOS 두 인자 모두 농도의존적으로 단백질 발현량이 저해됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들에 의해 현지초 추출물은 항염 관련 기능성 화장품 소재로써 활용 가능성이 있다고 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

We evaluated the efficacy of Geranium thunbergii (GT), which has so far been understudied as a cosmetic material, and conducted anti-inflammatory-related activity studies. We measured the electron donation ability and ABTS+ radical scavenging ability to confirm the antioxidant ability of GT and found values of 91% and 94% at a concentration of 50 ㎍/ml, respectively, confirming that GT had excellent antioxidant ability. Tyrosinase inhibitory activity was measured to evaluate whitening activity, and it was found that inhibitory activity was 24.8% at the highest concentration of 1,000 ㎍/ml. Elastase and collagenase inhibitory activity were measured to determine the wrinkle improvement activity of the GT; 30.6% and 90% inhibitory activity were shown at the highest concentration of 1,000 ㎍/ml, respectively. Excellent inhibitory activity was confirmed through the measurement of collagenase inhibitory activity. Before the cell experiments were conducted, the survival rate of the macrophages Raw 264.7 according to GT treatment was determined based on the MTT assay, and the cell survival rate was greater than 83.6% at a concentration of 100 ㎍/ml. Subsequent cell-related experiments were conducted at concentrations of 100 ㎍/ml or less. The NO production inhibitory activity according to the GT treatment by NO assay was measured, and a 74.9% inhibitory rate was confirmed at a concentration of 100 ㎍/ml. Western blotting was performed to determine protein expression inhibition, and both COX-2 and iNOS factors were concentration-dependently inhibited in GT. Based on these results, GT is considered to have potential as an anti-inflammatory functional cosmetic material.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Electron donating ability of Geranium thunbergii extract. Electron donating ability for Geranium thunbergii from various concentration was determined with 0.2 mM DPPH ethanolic solution. Result are means ± SD of triplicate data. GT: Geranium thunbergii, BHA: Butylated hydroxy anisole.
그림 Fig. 2. ABTS⁺ radical scavenging ability of Geranium thunbergii extract. ABTS⁺ radical scavenging activity for Geranium thunbergii from various concentration was determined with ABTS⁺ radical solution. Result are means ± SD of triplicate data. GT: Geranium thunbergii, BHT: Butylated hydroxytoluene.
그림 Fig. 3. Inhibition rate of extract from Geranium thunbergii on tyrosinase. Inhibition rate of tyrosinase for Geranium thunbergii from various concentration was determined with 200 U/ml mushroom tyrosinase solution. Result are means ± SD of triplicate data. GT: Geranium thunbergii, KA: Kojic acid.
그림 Fig. 4. Inhibition rate of extract from Geranium thunbergii on elastase. Inhibition rate of elastase for Geranium thunbergii from various concentration was determined with 2.5 U/ml porcine pancreas elastase solution. Result are means ± SD of triplicate data. GT: Geranium thunbergii, UA: Ursolic acid.
그림 Fig. 5. Inhibition rate of extract from Geranium thunbergii on collagenase. Inhibition rate of collagenase for Geranium thunbergii from various concentration was determined with 0.2 mg/ml collagenase solution. Result are means ± SD of triplicate data. GT: Geranium thunbergii, EGCG: Epigallocatechin gallate.
그림 Fig. 6. Cell viability of extract from Geranium thunbergii on macrophage cell (Raw 264.7). Raw 264.7 cells were incubated for 24 hr in DMEM containing 10% FBS, were treated with various concentrations of Geranium thunbergii for 24 hr and cell viability was measured by MTT reagent. Each values represents mean ± SD of three individual experiments.
그림 Fig. 7. Effect of Geranium thunbergii extract on production of nitric oxide in macrophage cell (Raw 264.7). Raw 264.7 cells were incubated with 1 μg/ml of LPS for 24 hr and then treated with six concentrations of extract for 24 hr. CON: control, treated with LPS, NOR: normal, not treated with LPS. Each values represents mean ± SD of three individual experiments.
그림 Fig. 8. COX-2 protein expression rate of extract from Geranium thunbergii on macrophage cell (Raw 264.7). Raw 264.7 cells were incubated with 1 μg/ml of LPS for 24 hr and then treated with three concentrations of extract for 24 hr. CON: control, treated with LPS, NOR: normal, not treated with LPS. Each values represents mean ± SD of three individual experiments.
그림 Fig. 9. iNOS protein expression rate of extract from Geranium thunbergii on macrophage cell (Raw 264.7). Raw 264.7 cells were incubated with 1 μg/ml of LPS for 24 hr and then treated with three concentrations of extract for 24 hr. CON: control, treated with LPS, NOR: normal, not treated with LPS. Each values represents mean ± SD of three individual experiments.

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서, 본 연구에서는 현재까지 다양한 연구가 활발히 진행되지는 않은 현지초를 효소 활성을 통하여 항산화, 미백 및 주름개선 효능에 대해 스크리닝 후 항염과 관련하여 세포차원에서 기능성 메커니즘을 분석한 뒤 화장품 소재로써의 적용 가능성을 확인하고자 한다.

제안 방법

항산화능을 알아보기 위해 진행된 전자공여능(EDA: electron donating abilities) 측정은 Blois의 방법[3]을 변형하여 진행하였다. 실험조건에 맞게 희석한 DPPH용액 60 μl와 농도별로 희석한 현지초 추출물 120 μl를 넣어 혼합하고 상온의 암실 조건에서 15분간 반응시켰다.
현지초 추출물 처리에 따른 대식세포 Raw 264.7의 생존율을 알아보기 위해 MTT assay를 진행하였으며 그 결과, Fig. 6과 같이 나타났다.

대상 데이터

본 연구의 진행을 위해 시료로써 사용된 현지초는 동광 한방몰에서 구매하였다. 시료를 세척 후 건조하여 분쇄하였으며 시료 무게 10배 정도의 70% ethyl alcohol을 가하여 상온의 조건에서 24시간 동안 침지 과정을 거쳤다.
세포실험을 진행하기 위해 대식세포 Raw 264.7은 ATCC (USA)사에서 구입하였으며, Thermo Scientific Hyclone (USA)에서 dulbecco`s modified eagle medium (DMEM), fetal bovine serum (FBS), penicillin/streptomycin 및 trypsin을 구매, phosphate buffered saline (PBS)는 Lonza (Switzerland)에서 구입 후 세포 배양에 사용하였다. 세포 생존율 측정을 위해 사용된 dimethyl sulfoxide (DMSO)와 3-(4,5-Dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT) 시약은 Sigma-Aldrich Co.

이론/모형

미백활성 측정을 위해 Yagi 등[37]의 방법을 이용하여 tyrosinase 저해활성을 측정하였다. 67 mM의 sodium phosphate buffer (pH 6.
주름개선 측정을 위해 elastase 저해활성을 측정하였으며, Cannell 등의 방법[4]에 의거하여 실험을 진행하였다. 현지초 추출물을 농도별로 희석한 후 40 μl씩 96 well plate에 가하고, pH 8.
Western blot을 통한 현지초 추출물의 단백질 발현

현지초 추출물의 단백질 발현 억제능을 알아보기 위해 western blot을 진행하였으며, 현지초 추출물 처리에 따른 염증관련 인자 COX-2 및 iNOS로부터의 단백질 발현 억제능을 Fig. 8, 9와 같이 나타났다.

성능/효과

7과 같이 확인되었다. LPS를 자극군으로 사용함으로써 LPS를 처리한 구간은 처리하지 않은 구간에 비해 NO 발현량이 높았음을 확인할 수 있었고 현지초 추출물 처리의 농도가 증가함에 따라 NO 발현이 저해되는 것을 확인할 수 있었다. 현지초 추출물은 100 μg/ml의 농도에서 74.
대조군으로 사용된 EGCG는 최고농도인 1,000 μg/ml에서 92.1%의 저해능이 나타났으며 현지초 추출물과 유의한 결과를 나타내어 현지초 추출물이 collagenase 저해활성에 효능이 있다는 것을 확인할 수 있었다.
이후의 농도에서도 90% 이상의 우수한 항산화능을 확인할 수 있었으며, 대조군으로 사용된 butylated hydroxy anisole (BHA)와 비교하였을 때 50 μg/ml 농도 이상부터 유의한 효능이 나타났다
현지초 추출물은 100 μg/ml의 농도에서 74.9%의 저해율을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 항염증 작용에 효능이 있을 것으로 생각된다.
현지초 추출물은 100 μg/ml의 농도에서 83.6% 이상의 세포 생존율이 나타났으며 독성이 미미한 것으로 판명되어졌다
현지초 추출물은 25, 50 및 100 μg/ml의 농도로 처리하였으며, COX-2 및 iNOS 두 인자 모두 농도의존적으로 단백질 발현량이 저해되었으며, COX-2 인자는 100 μg/ml의 농도에서 41.3% 감소, iNOS 인자는 같은 농도에서 8.9%가 감소되는 것을 확인할 수 있었다
현지초 추출물의 농도가 증가할수록 elastase 저해능도 증가하였으며, 최고 농도인 1,000 μg/ml에서 30.6%의 저해능을 확인하였다
현지초 추출물의 농도가 증가할수록 항산화능도 증가하였으며, 50 μg/ml의 농도에서는 91%의 효과를 나타내었다
현지초 추출물의 농도가 증가함에 따라 collagenase 저해능도 증가하였으며, 최고 농도인 1,000 μg/ml에서 90%의 저해능이 나타났다
현지초 추출물의 농도가 증가함에 따라 tyrosinase 저해능이 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 최고 농도인 1,000 μg/ml에서 24.8%의 저해능이 나타났다

참고문헌 (38)

Akira, S. and Takeda, K. 2004. Toll-like receptor signaling.？Nature Reviews Immunology 4, 499-511.
Albina, J. E. and Reichner, J. S. 1995. Nitric oxide in？inflammation and immunity. New Horizons 3, 46-64.

상세보기
Blois, M. S. 1958. Antioxidant determination by the use of a stable free radical. Nature 181, 1199-1120.
Cannell, R. J. P., Kellan, S. J., Owsianks, A. M. and？Walker, J. M. 1988. Results of a largescale screen of microalgae for the production of protease inhibitors. Planta？Med. 54, 10-14.

상세보기
Carmichael, J., DeGraff, W. G., Gazdar, A. F., Minna, J.？D. and Mitchell, H. B. 1987. Evaluation of a tetrazolium？based semiautomated colorimetric assay: assessment of？chemosensitivity testing. Cancer Res. 47, 936-942.

상세보기
Denizot, F. and Lang, R. 1986. Rapid colorimetric assay？for cell growth and survival: Modifications to the tetrazolium dye procedure giving improved sensitivity and reliability. J. Immunol. Methods 89, 271-277.

상세보기
Gomez, P. F., Pilllinger, M. H., Attur, M., Marjanovic, N.,？Dave, M., Park, J., Binagham, C. O., Al Mussawir, H.？and Abramson, S. B. 2005. Resolution of inflammation:？prostaglandin E2 dissociates nuclear trafficking of individual NF-kappaB subunits (p65, p50) in stimulated？rheumatoid synovial fibroblasts. J. Immunol. 175, 6924-6930.
Green, L. C., Wagner, D. A., Glogowski, J., Skipper, P.？L., Wishnok, J. S. and Tannenbaum, S. R. 1982. Analysis？of nitrate, nitrite, and [15N] nitrate in biological fluids.？Anal. Biochem. 126, 131-138.

상세보기
Guo, L. Y., Hung, T. M., Bae, K. H., Shin, E. M., Zhou,？H. Y., Hong, Y. N., Kang, S. S., Kim, H. P. and Kim,？Y. S. 2008. Anti-inflammatory effects of schisandrin isolated from the fruit of Schisandra chinensis Baill. Eur. J.？Pharmacol. 591, 293-299.

상세보기
Guzik, T. J., Korbut, R. and Adamek-Guzik, T. 2003.？Nitric oxide and superoxide in inflammation and immune？regulation. J Physiol Pharmacol. 54, 469-487.
Higuchi, M., Higashi, N., Tak, H. and Osawa, T. 1990.？Cytolytic mechanisms of activated macrophages. Tumor？necrosis factor and L-arginine-dependent mechanisms act？synergistically as the major cytolytic mechanisms of activated macrophages. J. Immunol. 144, 1425-1431.

상세보기
Kang, H., Lee, S. G., Song, G. J. and Jung, M. S. 2018.？Antioxidant and anti-aging activities of ethanol extracts？from defatted Perilla frutescens. J. Naturopathy 7, 70-74.
Kim, H. S., Park, M. J., Kim, S. J., Kim, B. K., Park,？J. H., Kim, D. H. and Cho, S. J. 2021. Antioxidant effects？of Stewartia koreana Nakai leaves and branch extracts.？J. Life Sci. 31, 229-236.
Kim, J. E., Ko, Y. R., Boo, S. H., Kang, S. H. and Lee,？N. H. 2022. Anti-inflammatory and anti-oxidative activities for the subcritical water extract of Camellia japonica？flowers. J. Soc. Cosmet. Sci. Korea 48, 97-104.
Kim, J. Y., Jung, K. S, and Jeong, H. G. 2004. Suppressive？effects of the kahweol and cafestol on cyclooxygenase-2？expression in macrophages. FEBS Lett. 569, 321-326.

상세보기
Kim, O. K. 2005. Antidiabetic and antioxidative effects？of Corni fructus in streptozotocin-induced diabetic rats.？KSAST. 22, 157-167.
Kim, S. G., Lamichhane, B., Sharma, D. K., Lee, K. H.,？Cho, J. W. and Jung, H. J. 2014. Anti-obesity and anti-hyperlipidemic effects of butanol soluble fraction from methanol extract of Geranium thunbergii in sprague-dawley？rats. Kor. J. Pharmacogn. 45, 69-76.
Kwak, C. G. 2009. Analysis on the contents and tyrosinase？inhibitory effect of Calystegia japonica. Daegu Haany？Univ., master's thesis.
Lee, H. J. 2009. General experiment and antioxidant activity of Dioscorea rhizoma and Polygonum multiflorum？thunb in study. Daegu Haany Univ., master's thesis.
Lee, Y. S., Kim, H. S., Kim, S. K. and Kim, S. D. 2000.？IL-6 mRNA expression in mouse peritoneal macrophages？and NIH3T3 fibroblasts in response to Candida albicans. J. Microbiol. Biotechnol. 10, 8-15.

원문보기 상세보기
Lim, A. K., Kim, J. O., Jung, M. J., Jung, H. K., Hong,？J. H. and Kim, D. I. 2008. Functional biological activity？of hot water and ethanol extracts from Taraxaci herba. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 37,1231-1237.
Lim, S. M., Park, H. J. and Cho, Y. J. 2017. Antioxidative？and biological activity of extracts from Orostachys japonicus. J. Appl. Biol. Chem. 60, 293.
Liu, Q. H., Jeong, J. E., Choi, E. J., Moon, Y. H. and Woo,？E. R. 2006. A new furofuran lignan from Geranium thunbergii Sieb. et Zuccc. Arch. Pharm. Res. 29, 1109-1113.

원문보기 상세보기
Masferrer, J. L., Zweifel, B. S., Manning, P. T., Hauser,？S. D., Leahy, K. M., Smith, W. G., Isakson, P. C. and？Seibert, K. 1994. Selective inhibition of inducible cyclooxygenase 2 in vivo is antiinflammatory and nonulcerogenic. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 91, 3228-3232.

상세보기
Moon, E. J., Youn, Y. S., Choi, B. Y., Jeong. H. U., Park,？J. H., Oh, M. S., Soh, Y. J. and Kim, S. Y. 2010. Extracts？of Sorbus commixta and Geranium thunbergii inhibit osteoclastogenesis and stimulate chondrogenesis. JKAIS. 11, 3358-3365.
Pokharel, Y. R., Liu, Q. H., Oh, J. W., Woo, E. R. and？Kang, K. W. 2007. 4-Hydroxykobusin inhibits the induction of nitric oxide synthase by inhibiting NF-kappaB？and AP-1 activation. Biol. Pharm. Bull. 30, 1097-1101.
Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang,？M. and Rice-Evans, C. 1999. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay.？Free Radic. Biol. Med. 26, 1231-1237.

상세보기
Seibert, K., Zhang, Y., Leahy, K., Hauser, S., Masferrer,？J., Perkins, W. Lee, L. and Isakson, P. 1994. Pharmacological and biochemical demonstration of the role of cyclooxygenase 2 in inflammation and pain. Proc. Natl. Acad.？Sci. U. S. A. 91, 12013-12017.

상세보기
Shim, J. H. 2019. Anti-inflammatory effect of zeaxanthin？in RAW264.7 cells. Asian J. Beauty Cosmetol. 17, 431-439.
Suzanne, E. G. F., James, V., Subhash, C. D., Sewon, K.,？Gary, J. F. and John, J. 2003. Collagen degradation in？aged/photodamaged sin in vivo and after exposure to matrix metalloproteinase-1 in vitro. J. Invest. Dermatol. 120, 842-848.
Takuo, O., Kazuko, M., Kaoru, S. and Tsutomu, H. 1979.？Constituents of Geranium thunbergii Sieb. et Zucc. : VII.？High-Performance reversed-phase liquid chromatography？of hydrolysable tannins and related polyphenols. J.？Chromatogr. A. 171, 313-320.
Takuo, O., Takashi, Y. and Kazuko. M. 1975. Brevifolin,？corilagin and other phenols from Geranium thunbergia. Phytochemistry 14, 1877-1878.
Vane, J. R., Mitchell, J. A., Appleton, I., Tomlinson, A.,？Bishop-Bailey, D., Croxtall, J. and Willoughby, D. 1994.？Inducible isoforms of cyclooxygenase and nitric-oxide？synthase in inflammation. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 91, 2046-2050.

상세보기
Vile, G. F. and Tyrrell, R. M. 1995. UVA radiation-induced？oxidative damage to lipid and protein in vitro and in human skin fibroblast is dependent on iron and singlet？oxygen. Free Radic. Biol. Med. 18, 721-730.
Wunsch, E. and Heidrich, H. C. 1963. Zur quantitativen？bestimmung der kollagenase. Hoppe Seylers Z Physiol.？Chem. 333, 149-151.
Xiufen, W., Hiramatsu, N. and Matsubara, M. 2004. The？antioxidative activity of traditional Japanese herbs. Biofactors 21, 281-284.

상세보기
Yagi, A., Kanbara, T. and Morinobu, N. 1987. Inhibition？of mushroom-tyrosinase by Aloe extract. Planta Med. 53, 515-517.

상세보기
Yi, H. S., Yun, H. J., Heo, S. K., Choi, J. W., Jung, J.？H. and Park, S. D. 2008. Anti-oxidative and anti-inflammatory effects of Draconis resina in mouse macrophage cells. Kor. J. Herbology 23, 179-192.

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증