• 대한화장품학회지
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• 제42권4호
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• pp.403-412
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• 2016

밀착연접(tight junction, TJ)은 인접하는 표피 세포 사이를 서로 연결 및 접합하여 전해질과 수분의 이동을 조절할 뿐만 아니라 세포 내 신호를 전달하고 세포분열을 조절하는 등 다양한 기능을 갖고 있는 것으로 알려졌다. 또한 최근 연구에 따르면 TJ 관련 단백질들의 비정상적 발현은 암 발생 및 진행과 밀접한 관련이 있는 것으로 보고되었으며, TJ 구성 단백질의 발현 조절은 피부 장벽 강화 및 보습 조절과 연관된 것으로 알려졌다. 본 연구에서는 세포 장벽 조절을 통해 피부 보습 조절에 관여하는 새로운 화장품 소재를 발굴하기 위해 여러가지 소재들에 대한 스크리닝을 수행하였다. 이 중 인공 감미료 소재로 널리 사용되는 스테비올 및 당 유도체(스테비오사이드)의 미백 및 주름 개선 등의 효능에 대한 기존 보고에 따라, 이들에 의한 TJ 조절 메커니즘을 확인하기 위해 다양한 세포 활성 기능 시험을 수행하였다. MTS (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium, inner salt)를 이용한 실험을 통하여 스테비올은 human keratinocyte cell line인 HaCaT 세포에 $250{\mu}M$ 까지 독성을 나타내지 않음을 확인하였다. Quantitative real-time PCR을 이용한 TJ 관련 단백질들의 mRNA 발현 변화를 통하여 스테비올에 의한 TJ 조절 기능을 확인하였다. 그 결과, 스테비올은 TJ 관련 단백질 중 특이적으로 claudin 8을 대조군 대비 30% 수준까지 감소시키는 것을 관찰하였다. 또한, 세포이동에 의한 영향을 관찰한 결과 스테비올 처리에 의해 세포이동이 현저히 저해되는 것을 확인하였다. 마지막으로 세포 장벽의 투과성 변화를 관찰하기 위해 표피세포 피부저항(transepithelial electric resistance, TEER) 분석 결과 스테비올에 의한 세포투과성(cell permeability) 또한 증가되는 것을 관찰하였다. 이에 반해, 스테비올 유도체(스테비오사이드, 리바우디오사이드)에서는 $1000{\mu}M$까지 세포 독성이 거의 나타나지 않을 뿐만 아니라 claudin 8 발현 억제 및 세포이동 저해현상도 관찰되지 않았다. 스테비올은 HaCaT 세포의 세포 독성, claudin 8 발현 억제, 그리고 세포 이동의 저해효과를 보이는 반면 스테비올 당 유도체인 스테비오사이드, 리바우디오사이드는 세포 독성 및 세포이동에 영향이 없는 것으로 나타난 본 연구 결과들은 스테비올 당 유도체가 향후 화장품 원료로써 스테비올보다 적합한 소재임을 시사한다.

• 대한화장품학회지
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• 제30권2호
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• pp.253-261
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• 2004

피부는 외부에 노출되어 있기 때문에 외부로부터의 자극에 의하여 손상 받기 쉽다 그러한 외부적 자극 중 자외선은 피부노화의 주요한 원인으로 손꼽힌다. 자외선 중 특히 280-320 nm의 파장을 갖는 UVB (ultraviolet-B)는 피부노화의 가장 중요한 요인으로서 피부화상이나 피부암을 유발한다. 고설량의 자외선에 노출된 세포는 복구할 수 없는 심각한 DNA 손상을 입게 되는데, 이 경우 세포사멸(apoptosis) 현상은 이러한 세포들의 죽음을 유도하여 이들이 종양으로 발전하는 것을 막는다. 따라서 세포손상 정도에 따라 특이적으로 세포사멸을 유도하거나 막는 것이 암 발생을 억제하면서 세포의 항상성을 유지하는데 매우 중요하다. 이러한 세포 사멸을 조절하는데 가장 중요한 단백질로 알려진 것이 Bcl-2이다. Bcl-2는 피부세포에서 자외선 조사에 의해 그 발현이 급격히 감소되며 이를 통해 피부세포가 사멸한다. 따라서, 자외선 조사시에 Bcl-2의 발현감소를 막을 수 있다면 피부세포의 사멸을 막을 수 있고, 이를 통해 자외선에 의한 피부손상을 방지하여 노화를 억제할 수 있을 것으로 기대한다. 본 연구에서는 인삼의 진세노사이드 Fl(20-O-$\beta$-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사트리올)과 녹차의 주요 효능 성분인 EGEG ((-) 에피갈로카테킨-3-갈레이트)을 함유하는 조성물이 자외선조사에 의한 피부세포사멸을 억제하여 그 손상을 방지하는데 탁월한 효과가 있음을 밝힌 것이다. 즉, 진세노사이드 Fl과 EGCG을 단독으로 처리했을 때에는 효과가 없는 낮은 농도의 두 화합물을 동시에 처리하게 되면, 상승작용을 통해 자외선 조사시 유발되는 Bcl-2의 발현 감소 및 그의 전사인자인 Brn-3a의 발현 감소를 억제함과 동시에, Rb 단백질의 탈인산화를 저해함으로써 자외선에 의한 세포사멸을 방지하였다 본 연구결과를 통해 낮은 농도의 진세노사이드 Fl과 EGCG를 동시에 처리함으로써 자외선 노출에 의한 세포손상을 방지하여 피부 노화를 억제할 수 있는 물질로서 활용할 수 있다는 가능성을 제시하였을 뿐만 아니라, 단가가 높은 두 화합물을 낮은 농도(단독 사용시 각각 2.5배, 5배 농도 필요)로 사용함으로써 원료비를 낮추어 고기능성 제품을 보다 저렴한 가격에 공급할 수 있는 기회를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제21권4호
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• pp.270-276
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• 2013

Fucoxanthin is an important carotenoid derived from edible brown seaweeds and is used in indigenous herbal medicines. The aim of the present study was to examine the cytoprotective effects of fucoxanthin against hydrogen peroxide-induced cell damage. Fucoxanthin decreased the level of intracellular reactive oxygen species, as assessed by fluorescence spectrometry performed after staining cultured human HaCaT keratinocytes with 2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate. In addition, electron spin resonance spectrometry showed that fucoxanthin scavenged hydroxyl radical generated by the Fenton reaction in a cell-free system. Fucoxanthin also inhibited comet tail formation and phospho-histone H2A.X expression, suggesting that it prevents hydrogen peroxide-induced cellular DNA damage. Furthermore, the compound reduced the number of apoptotic bodies stained with Hoechst 33342, indicating that it protected keratinocytes against hydrogen peroxide-induced apoptotic cell death. Finally, fucoxanthin prevented the loss of mitochondrial membrane potential. These protective actions were accompanied by the down-regulation of apoptosis-promoting mediators (i.e., B-cell lymphoma-2-associated ${\times}$ protein, caspase-9, and caspase-3) and the up-regulation of an apoptosis inhibitor (B-cell lymphoma-2). Taken together, the results of this study suggest that fucoxanthin defends keratinocytes against oxidative damage by scavenging ROS and inhibiting apoptosis.

• 대한화장품학회지
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• 제37권1호
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• pp.61-66
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• 2011

본 연구는 이질풀 추출물의 항산화 효능에 관한 연구로, 항산화 및 항노화의 기능성 화장품 소재로서의 개발 가능성을 확인하고자 하였다. 이질풀의 주요 성분으로는 tannin, (-)epicatechin, kaempferitin, kaepferol-7-rhamnoside, brevifolin, corilagin, pyrogallol, ellagitannin, geraniin, gallic acid, succinic acid, quercetin, protocatechuic acid 등이 보고되어 있다. DPPH 라디칼 소거능 평가를 통한 이질풀 추출물의 항산화 효능을 측정한 결과, 대조군인 quercetin과 비교하여 우수한 소거 활성을 확인할 수 있었다. 동일 농도($50\;{\mu}g/mL$)를 처리하였을 때 이질풀 추출물의 DPPH 라디칼 소거능은 약 98.33 %로 측정되었으며, quercetin의 경우 78.05 %로 측정되었다. Human keratinocyte (HaCaT)에 이질풀 추출물을 처리하여 세포내 Reactive Oxygen Species (ROS) 생성 저해능을 측정한 결과, $IC_{50}$값은 이질풀 추출물과 quercetin에서 각각 43.22, $102.35\;{\mu}g/mL$로 측정되어 이질풀 추출물의 우수한 항산화 효능을 확인할 수 있었다. 또한 피부 자극 테스트 및 세포 독성 평가를통하여 이질풀 추출물이 피부에 자극을 유발시키지 않는 안전한 소재임을 확인하였다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권1호
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• pp.84-93
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• 2024

Rosmarinic acid (RA) is a phenolic ester that protects human keratinocytes against oxidative damage induced by ultraviolet B (UVB) exposure, however, the mechanisms underlying its effects remain unclear. This study aimed to elucidate the cell signaling mechanisms that regulate the antioxidant activity of RA and confirm its cyto-protective role. To explore the signaling mechanisms, we used the human keratinocyte cell line HaCaT and SKH1 hairless mouse skin. RA enhanced glutamate-cysteine ligase catalytic subunit (GCLC) and glutathione synthetase (GSS) expression in HaCaT cells in a dose- and time-dependent manner. Moreover, RA induced nuclear factor erythroid-2-related factor 2 (NRF2) nuclear translocation and activated the signaling kinases protein kinase B (AKT) and extracellular signal-regulated kinase (ERK). Treatment with the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) inhibitor LY294002, the ERK inhibitor U0126, and small interfering RNA (siRNA) gene silencing suppressed RA-enhanced GCLC, GSS, and NRF2 expression, respectively. Cell viability tests showed that RA significantly prevented UVB-induced cell viability decrease, whereas the glutathione (GSH) inhibitors buthionine sulfoximine, LY294002, and U0126 significantly reduced this effect. Moreover, RA protected against DNA damage and protein carbonylation, lipid peroxidation, and apoptosis caused by UVB-induced oxidative stress in a concentration-dependent manner in SKH1 hairless mouse skin tissues. These results suggest that RA protects against UVB-induced oxidative damage by activating AKT and ERK signaling to regulate NRF2 signaling and enhance GSH biosynthesis. Thus, RA treatment may be a promising approach to protect the skin from UVB-induced oxidative damage.

• 대한화장품학회지
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• 제42권2호
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• pp.173-181
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• 2016

피부 기저막(basement membrane, BM)이란 표피와 진피 사이에 존재하는 특별한 구조물로 표피와 진피를 단단히 고정시켜 피부 구조를 유지하는 데에 중요한 역할을 수행한다. 노화 및 자외선 노출에 의한 피부 기저막의 구조적 변화와 파괴는 피부 주름 형성과 탄력 저하를 포함하는 피부노화 현상의 요인으로 여겨지고 있다. Laminin-332 (LN-332)는 피부 기저막을 구성하는 주성분으로 피부에서 표피와 진피를 단단히 고정시키는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 왕불유행 헥산 분획물(Melandrium firmum hexane fraction, MFHF)이 각질형성세포에서 LN-332 발현에 미치는 효과를 확인하였다. 정량적 real-time PCR (RT-PCR)과 단백질 발현 분석을 통해서 MFHF가 LN-332의 mRNA 발현 및 단백질 발현을 촉진시키는 것을 확인하였다. 또한 MFHF가 어떤 신호전달 경로를 통해 LN-332 발현을 조절하는지 확인하기 위하여 p38 MAPK 억제제인 SB202190과 ERK1/2 억제제인 U0126을 처리한 결과, p38 MAPK 억제제에 의해서 LN-332 발현이 완벽히 억제됨을 확인하였다. 또한, 피부 기저막을 구성하고 있는 콜라겐 타입 VII과 integrin ${\alpha}6$의 mRNA 발현 역시 MFHF에 의해 증가하는 것을 확인하였다. 우리는 본 연구를 통해 MFHF가 각질형성세포에 작용하여 피부 기저막을 구성하는 성분들의 생성을 촉진할 수 있는 소재로 작용할 수 있다는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 기저막의 구조적, 기능적 이상에 의해 나타나는 피부노화 현상의 개선을 위해 활용할 수 있을 것이라 제안한다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제29권2호
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• pp.227-233
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• 2021

Benzo[a]pyrene (B[a]P) is a polycyclic aromatic hydrocarbon and ubiquitous environmental toxin with known harmful effects to human health. Abnormal phenotypes of keratinocytes are closely associated with their exposure to B[a]P. Resorcinol is a component of argan oil with reported anticancer activities, but its mechanism of action and potential effect on B[a]P damage to the skin is unknown. In this study, we investigated the effects of resorcinol on B[a]P-induced abnormal keratinocyte biology and its mechanisms of action in human epidermal keratinocyte cell line HaCaT. Resorcinol suppressed aryl hydrocarbon receptor (AhR) activity as evidenced by the inhibition of B[a]P-induced xenobiotic response element (XRE)-reporter activation and cytochrome P450 1A1 (CYP1A1) expression. In addition, resorcinol attenuated B[a]P-induced nuclear translocation of AhR, and production of ROS and pro-inflammatory cytokines. We also found that resorcinol increased nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) activity. Antioxidant response element (ARE)-reporter activity and expression of ARE-dependent genes NAD(P)H dehydrogenase [quinone] 1 (NQO1), heme oxygenase-1 (HO-1) were increased by resorcinol. Consistently, resorcinol treatment induced nuclear localization of Nrf2 as seen by Western analysis. Knockdown of Nrf2 attenuated the resorcinol effects on ARE signaling, but knockdown of AhR did not affect resorcinol activation of Nrf2. This suggests that activation of antioxidant activity by resorcinol is not mediated by AhR. These results indicate that resorcinol is protective against effects of B[a]P exposure. The mechanism of action of resorcinol is inhibition of AhR and activation of Nrf2-mediated antioxidant signaling. Our findings suggest that resorcinol may have potential as a protective agent against B[a]P-containing pollutants.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권6호
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• pp.1383-1392
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• 2021

호장근, 적하수오, 대황, 알로에 등과 같은 생약재의 주요 약리 활성 성분인 emodin은 항산화, 항균, 항염, 항암, 간보호 등에 효능이 있는 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 emodin의 피부 질환 및 기능성 소재로서의 활용 가능성을 알아보기 위해 염증 개선과 피부장벽기능 개선 관련 활성을 확인하였다. human keratinocyte인 HaCaT 세포에 대하여 항염효과를 관찰하기 위해 cytokine억제능은 ELISA kit로, 단백질 발현은 western blot으로 확인하였다. TNF-α (10 ng/mL)/IFN-γ (10 ng/mL)로 활성화된 HaCaT 세포에서 emodin을 농도별(5, 10, 20, 40) µM로 처리한 결과 TNF-α, IL-1β 및 IL-6의 생성량은 emodin의 농도가 증가함에 따라 감소됨을 확인하였다. 염증관련 단백질인 iNOS, COX-2 발현량에 대한 실험결과에서도 emodin 20 µM 농도에서 control 대비 iNOS는 48%, COX-2는 29%가 저해됨을 확인하였다. 피부장벽기능 개선의 지표로써 filaggrin, involucrin, loricirn의 mRNA 발현 정도와 filaggrin, involucrin, loricirn의 생성량을 확인한 결과 에모딘 농도에 의존적으로 증가하는 우수한 결과가 얻어졌다. 특히 20 µM 농도에서 대조군 대비 2배의 생성량 증가를 보인 filaggrin은 천연보습인자인 NMF의 형성에 관계되는 단백질로 각질층의 보습에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 결론적으로 emodin의 피부 질환 및 기능성 소재로서의 활용 가능성 중 염증 개선 및 피부장벽기능 개선 소재로 활용될 수 있음을 확인하였으며 향후 추가적인 연구가 수행되면 그 활용 범위가 더 넓어질 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권10호
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• pp.1589-1598
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• 2015

In this work, the anti-aging skin effects of bacteriochlorophyll a isolated from Rhodobacter sphaeroides are first reported, with notably low cytotoxicity in the range of 1% to 14% in adding 0.00078 (% (w/w)) of the extracts, compared with the normal growth of both human dermal fibroblast and keratinocyte cells without any treatment as a control. The highest production of procollagen from human fibroblast cells (CCD-986sk) was observed as 221.7 ng/ml with 0.001 (% (w/w)) of bacteriochlorophyll a, whereas 150 and 200 ng/ml of procollagen production resulted from addition of 0.001 (% (w/w)) of the photosynthetic bacteria. The bacteriochlorophyll-a-induced TNF-α production increased to 63.8%, which was lower secretion from HaCaT cells than that from addition of 0.00005 (% (w/w)) of bacteriochlorophyll a. Additionally, bacteriochlorophyll a upregulated the expression of genes related to skin anti-aging (i.e., keratin 10, involucrin, transglutaminase-1, and MMPs), by up to 4-15 times those of the control. However, crude extracts from R. sphaeroides did not enhance the expression level of these genes. Bacteriochlorophyll a showed higher antioxidant activity of 63.8% in DPPH free radical scavenging than those of water, ethanol, and 70% ethanol extracts (14.0%, 57.2%, and 12.6%, respectively). It was also shown that the high antioxidant activity could be attributed to the skin anti-aging effect of bacteriochlorophyll a, although R. sphaeroides itself would not exhibit significant anti-aging activities.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제20권1호
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• pp.57-61
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• 2012

The matrix metalloproteinase (MMP) family is involved in the breakdown of the extracellular matrix during normal physiological processes such as embryonic development, reproduction, and tissue remodeling, as well as in disease processes such as pathological aging, arthritis, and metastasis. Oxidative conditions generate reactive oxygen species (ROS) (e.g., hydrogen peroxide [$H_2O_2$]) in cells, which subsequently induce the synthesis of matrix metalloproteinase-1 (MMP-1). MMP-1, an interstitial collagenase, in turn stimulates an aging phenomenon. In this study, baicalein (5,6,7-trihydroxyfl avone) was investigated for its in vitro activity against $H_2O_2$-induced damage using a human skin keratinocyte model. Baicalein pretreatment signifi cantly inhibited $H_2O_2$-induced up-regulation of MMP-1 mRNA, MMP-1 protein expression and MMP-1 activity in cultured HaCaT keratinocytes. In addition, baicalein decreased the transcriptional activity of activator protein-1 (AP-1) and the expression of c-Fos and c-Jun, both components of the heterodimeric AP-1 transcription factor. Furthermore, baicalein reduced phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) and c-Jun-N-terminal kinase (JNK), which are upstream of the AP-1 transcription factor. The results of this study suggest that baicalein is involved in the inhibition of oxidative stress-induced expression of MMP-1 via inactivation of the ERK/JNK/AP-1 signaling pathway.