비쑥 추출물이 피부 흑색종 세포의 멜라닌 생성에 미치는 효과 :Effect of artemisia scoparia extracts on melanogenesis in mouse melanoma cells

양지호

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자료유형: 학위논문

저자정보: 양지호 (신라대학교, 신라대학교 일반대학원)

지도교수: 공창숙

발행연도: 2023

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2023

갯제비쑥 추출물이 피부 흑색종세포의 멜라닌 생성에 미치는 효과

양지호 , 이현정 , 주선용 외 6명 한국식품영양과학회지 2023.05 학술저널

비쑥 추출물이 피부 흑색종 세포의 멜라닌 생성에 미치는 효과

양지호 2023.01 학위논문

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피부색소물질인 멜라닌은 피부 표피층에 존재하는 색소로 자외선을 통해 멜라노사이트 신호가 전달되어 생성된다. 강한 자외선 또는 장시간 자외선에 노출되면 멜라노사이트의 수가 증가하여 멜라닌 생성이 활발해져 색소침착으로 이어진다. 따라서 피부에 기미, 주근깨, 검버섯과 같은 피부 장애를 유발할 수 있다. 최근에는 미백소재로 부작용이 적은 식물 추출물을 찾기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 염생식물은 육상과 해양으로부터 유입되는 무기염류 및 유기질이 혼합된 특수한 조건에서 생육하며 육상식물에서 볼 수 없었던 독특한 기능성 물질 및 이차대사산물을 가지고 있다. 염생식물인 비쑥은 국화과 쑥속에 속하는 여러해살이풀로서 바닷가 사구나 염전주변에서 주로 자생하며 한국, 일본, 시베리아, 유럽 등지에 넓게 분포하고 있으며, 요도염, 염증, 두통, 신경쇠약 뿐만 아니라 특히 여성 질병에 좋다고 하여 민간에서는 산후하혈, 자궁출혈 등 약용으로도 사용되었다. 또한 항산화, 항비만, 항염증, 항당뇨, 항고혈압, 간보호 효과를 가지고 있다고 알려져 있으나 피부의 미백 효능에 대한 연구는 보고되어 있지 않다. 이에 본 연구에서는 비쑥을 이용하여 용매 추출물 및 분획물(H2O, n-butanol, 85% aq. methanol, n-hexane)단계에서 B16F10 흑색종 세포의 피부색소 멜라닌 생성 억제에 미치는 효과를 확인하였다. 비쑥은 용매 추출물 및 분획물 단계에서 tyrosine 및 L-DOPA 산화를 농도 의존적으로 저해하였으며 세포 내의 멜라닌 생성을 담당하는 tyrosinase, tyrosinase-related protein-1, trp-2 발현도 억제하였다. 이는 세포신호 전달 경로인 MAPKs 조절에 의한 것으로 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 비쑥 용매 추출물 및 분획물 단계에서 멜라닌 생성 억제를 통한 미백효과를 확인하였으며, 향후 비쑥이 미백 효능을 지닌 천연물 유래 기능성 화장품 소재로서 활용이 가능할 것으로 사료된다.

Melanin is a skin pigment substance present in the epidermal layer of the skin and is produced by melanocytes against ultraviolet rays (UV). When exposed to UV, both the number of melanocytes and melanin production increases leading to pigmentation. Hyperpigmentation can cause skin disorders such as melasma, freckles, and age spots. Recent studies focus on discovering plant-origin whitening agents against hyperpigmentation with fewer side effects and higher biocompatibility. Salt marhs plants have unique functional secondary metabolites that are not present in land plants due to special conditions of their habitat consisting of mixed inorganic salts and organic substances. Artemisia scoparia is a perennial salt marsh plant belonging to the family Asteraceae. It grows naturally in coastal sand dunes and around salt ponds of Korea, Japan, Siberia, and Europe. It has been a part of traditional medicine recipes against postpartum hemorrhage and uterine hemorrhage and recently it has been introduced to industrial applications. Reports showed that A. scoparia exhibited antioxidant, anti-obesity, anti-inflammatory, anti-diabetic, anti-hypertensive, and hepatoprotective effects, but there is no report on its skin whitening effect, to the best of our knowledge. Therefore, in this study, the crude extract and solvent-fractionated extracts (H2O, n-butanol, 85% aq. methanol, n-hexane) were used to evaluate the melanogenesis inhibition effect of A. scoparia in B16F10 melanoma cells. The crude extract and solvent fractions of A. scoparia inhibited the oxidation of tyrosine and L-DOPA in a concentration-dependent manner suggesting an inhibitory effect on melanin production. They also inhibited the expression of proteins responsible for melanin synthesis, namely tyrosinase, tyrosinase-related protein (TRP)-1, and TRP-2. In addition, the regulation of MAPKs activation, a crucial signaling for melanogenesis stimulation, was suggested the be the mechanism by which A. scoparia exerted its anti-melanogenic effect. In conclusion, current study suggested that A. scoparia possess potential anti-melanogenic properties and it can be utilized as a natural source of cosmeceutical agents with skin-whitening effect.

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목 차
제1장 서 론 1
제2장 재료 및 방법 5
제1절 실험 재료 5
1. 실험 재료 5
2. 추출 방법 5
제2절 실험 방법 7
1. Tyrosinase 저해 시험 7
2. L-DOPA oxidation 저해 시험 7
3. 세포 배양 8
4. 세포 독성 평가 8
5. B16F10 세포 내 tyrosinase 활성 저해 측정 8
6. B16F10 세포 외 유출 멜라닌 함량 측정 9
7. B16F10 세포 내 멜라닌 함량 측정 9
8. RT-PCR(역전사 중합 효소 연쇄 반응) 10
9. Western blot 분석 12
10. 통계 처리 12
제3장 결과 및 고찰 13
제1절 비쑥 추출물이 시험관 내에서 tyrosinase 및 L-DOPA oxidation 저해에 미치는 영향 13
1. Tyrosinase 활성 저해 시험 13
2. L-DOPA oxidation 저해 시험 15
제2절 비쑥 추출물이 B16F10 세포에서 멜라닌 생성에 미치는 영향 17
1. 세포 독성 평가 17
2. 세포 내 tyrosinase 활성 19
3. 세포 외 유출 멜라닌 함량 21
4. 세포 내 멜라닌 함량 23
5. mRNA 발현에 멜라닌 합성 관련 인자가 미치는 효과 25
6. Protein 발현에 멜라닌 합성 관련 인자가 미치는 효과 27
7. MAPK 신호전달 경로에 미치는 효과 29
제3절 비쑥 분획물이 시험관 내에서 tyrosinase 및 L-DOPA oxidation 저해에 미치는 영향 31
1. Tyrosinase 저해 시험 31
2. L-DOPA oxidation 저해 시험 33
제4절 비쑥 분획물이 B16F10 세포에서 멜라닌 생성에 미치는 영향 35
1. 세포 독성 평가 35
2. 세포 내 tyrosinase 활성 37
3. 세포 외 유출 멜라닌 함량 39
4. 세포 내 멜라닌 함량 41
5. mRNA 발현에 멜라닌 합성 관련 인자가 미치는 효과 43
6. Protein 발현에 멜라닌 합성 관련 인자가 미치는 효과 45
7. MAPK 신호전달 경로에 미치는 효과 47
제4장 결 론 49
참고문헌 52

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