The effects of antioxidant and anti-aging treatment of UVB-irradiated human HaCaT keratinocytes with ethanol extracts of colored rice varieties

In this study, we investigated the antioxidant activities and anti-aging efficacy in terms of suppression of matrix metalloproteinases (MMPs) in UVB-irradiated HaCaT cells by adding the ethanol extracts of Josaengheogchal (JE) and Shintoheug rice (SRE). In the electron-donating ability and ABTS radical-scavenging assays, we observed that both JE and SRE had scavenging activities and in a collagenase inhibition assay, both extracts showed inhibition effects of over 73% at $1,000{\mu}g/mL$ concentration. The expression of MMP-1 and -3, when the extracts were treated with UVB $50mJ/cm^2$, irradiated human HaCaT keratinocytes, was analyzed by western blotting and reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). The results showed that MMP-1 and -3 proteins and mRNAs were downregulated in a concentration-dependent manner in response to both extracts. Therefore, we expect that these compounds have a potential for the use as functional ingredients with anti-aging effects in the cosmetic and food industries.

유색미 에탄올 추출물의 산화방지 효과와 UVB에 유도된 인간유래 피부각질형성세포에서의 항노화 효과

본 연구에서는 선별된 유색미 2품종에 대한 자외선 조사에 따른 노화 억제 메커니즘을 확인하고자 산화방지 활성을 분석하였으며, JE와 SRE 모두 $500{\mu}g/mL$ 농도에서 88.5%와 88.9% 이상의 높은 DPPH 라디칼 억제능을 보였으며, ABTS 억제활성 실험에서는 $100{\mu}g/mL$ 이상의 농도에서 93.5%와 95.7% 이상의 ABTS 라디칼 억제능을 나타내었다. collagenase 억제 활성 실험 결과, JE와 SRE 모두 $1,000{\mu}g/mL$의 농도에서 각각 73.2%, 74.4% 이상의 효소 억제능을 나타내었다. 또한 MMPs의 단백질과 mRNA의 발현억제를 확인한 결과, MMP-1과 -3의 단백질 발현은 농도의존적으로 억제되었음을 확인할 수 있었고, 특히 MMP-1은 JE와 SRE의 $50{\mu}g/mL$의 농도에서 각각 약 29.8%와 33.2%의 억제효과를 나타내었고, $100{\mu}g/mL$의 농도에서는 각각 78.3%와 70.8%의 우수한 억제효과를 나타내었다. 또한 MMP-1과 -3의 mRNA의 발현은 농도의존적으로 감소시켰으며 특히 JE $100{\mu}g/mL$의 농도를 처치한 경우에 mRNA 발현이 매우 유의하게 감소(약 50.7%와 37.9%)되었음을 확인하였다. SRE는 MMP-3 mRNA의 발현이 농도의존적으로 억제되었고 $100{\mu}g/mL$의 농도에서 약 39.7%가 억제되었으며, MMP-1 mRNA의 발현은 $100{\mu}g/mL$의 농도에서 약 66.4%가 억제되었음을 알 수 있었다. 본 연구에서 선별된 유색미 2종인 조생흑찰과 신토흑미의 에탄올 추출물이 산화방지 및 항노화 효능을 확인함에 따라 기능성 식품 화장품 분야에서 주름개선 및 항노화 소재로서의 가능성을 확인하였다.