CCAAT/enhancer-binding protein beta, delta ($C/EBP{\beta}$, ${\delta}$)는 지방세포분화 과정의 초기에 필수적으로 요구되며 지방생성 주요 조절인자인 proliferator-activated receptor gamma ($PPAR{\gamma}$) and CCAAT/enhancer-binding protein-alpha ($C/EBP{\alpha}$)의 발현을 유도한다. 본 연구에서는 silibinin의 지방세포 분화 억제 효과 및 이러한 효과가 지방세포 분화초기에 $C/EBP{\beta}$ 및 $C/EBP{\delta}$의 발현 조절을 통해 일어난 다는 것을 확인하였다. Silibinin은 지방세포 내 지질축적을 억제하고 세포분화 과정 동안 관여하는 다양한 유전자의 mRNA 발현을 억제하였다. 또한 lipoprotein lipase (LPL), fatty acid binding protein 4 (AP2) 및 adiponectin과 같은 지방세포 분화 관련 유전자의 발현을 억제시켰다. 따라서, Silibinin의 지방세포 분화 억제효과는 $C/EBP{\beta}$ 및 $C/EBP{\delta}$의 발현억제에 의한 것으로 보인다. 더불어, Silibinin은 capspase-3 활성을 통해 분화하는 세포에 특이적으로 세포사멸을 유도하는 것을 확인하였다.
천연물로부터 새로운 미백 소재를 개발하기 위하여 식물 추출물들의 미백활성을 조사한 결과, 엉겅퀴의 열매로부터 추출한 silymarin이 우수한 미백효과를 나타내는 것을 발견하였다. Silymarin으로부터 유효 성분을 분리하기 위하여 각종 컬럼 크로마토그래피 및 HPLC 등의 기법을 실시하여 silybin과 isosilybin을 분리한 후 이성질체인 silybin A와B, 그리고 isosilybin A와 B를 각각 순수 분리하였다. Silymarin은 Mel-Ab melanocyte에서 세포독성에 영향을 주지 않는 동시에 멜라닌의 생성을 억제하였고 $IC_{50}$ 값은 28.2 ${\mu}g/mL$이었다. 또한 Silymarin은 cell-based tyrosinase의 활성을 저해하고, western blot 분석 결과 tyrosinase 단백질의 발현을 감소시키는 것을 확인하였다. Silymarin으로부터 분리한 활성 화합물인 silybin 및 isosilybin의 미백 효과를 측정한 결과, 각각 42.25 ${\mu}M$ 및 16.32 ${\mu}M$의 $IC_{50}$ 값을 가지며 멜라닌의 생성을 억제하였으며 tyrosinase 단백질의 발현을 감소시켰다. Diastereoisomer 형태로 존재하는 silybin A 및 B, 그리고 isosilybin A 및 B의 멜라닌 저해활성을 측정한 결과, 네 가지 화합물 모두 농도 의존적으로 멜라닌의 생성을 억제하는 것으로 나타났다. 또한, 피부 미백 임상연구를 실시한 결과, silymarin 2 % 함유 크림을 사용할 경우 피부 미백 효과가 유효하게 나타남을 확인하였다. 이상의 결과로부터 본 활성물질 silymarin은 피부 미백 효과가 우수한 안전한 화장품 원료로서 사용할 수 있을 것으로 사료된다.
Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계는 세포의 분화와 증식, 기관의 발생과 조절을 담당하는 중요한 세포내 신호전달체계이다. 발생과정에서 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계의 작용이 지방세포로의 분화를 억제하고 조골세포와 신경세포로의 분화는 촉진한다는 많은 연구들이 보고되어 있으며, 현재 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계의 조절을 통한 여러 질병의 치료와 예방에 대한 관심이 대두되고 있다. 본 연구에서는 세포를 기반으로 한 초고속 저분자 스크리닝 시스템을 이용하여 Wnt의 상승제인 silybin을 발굴하였다. silybin은 Wnt가 존재 않을 경우에는 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준에 영향을 미치지 않지만 Wnt가 존재할 경우, mRNA 발현양의 변화 없이 세포질내의 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준을 증가시킨다. 또한 silybin에 의해 증가된 ${\beta}$-catenin으로 인해 지방세포분화에 중요한 전사인자라고 알려진 PPAR-${\gamma}$와 C/EBP-${\alpha}$의 발현을 억제한다. 따라서 이 연구에서는 silybin이 세포질내 ${\beta}$-catenin 단백질의 수준을 증가시킴으로써 Wnt/${\beta}$-catenin 신호전달체계를 활성한다는 사실을 제시하였다.
본 연구에서는 고지방식이(HFD)를 급식하여 제조한 비만마우스 모델을 사용하여 berberine (BBR)과 silibinin (SBN) 복합투여가 혈중 지질대사 및 항비만 개선 효능에 유의적인 시너지 효과가 있는지 조사하였다. HFD로 유도된 비만마우스를 8 주 동안 HFD의 지속적인 제공와 함께 BBR 및 SBN (BBR-SBN) 조합을 투여하였다. 실험이 진행되는 동안 체중과 식이량을 측정하였고 혈중 총 콜레스테롤, 중성지방 및 HDL 콜레스테롤 수준을 분석하였다. HFD를 제공한 마우스는 정상 대조군(NC) 그룹에 비해 체중과 총 콜레스테롤 및 중성지방 수치가 급격히 증가했다. 그러나 이러한 비만마우스에 BBR-SBN조합을 투여하였을 때 체중 증가가 현저하게 감소하였고 HDL 콜레스테롤 수치가 증가하였으며 총 콜레스테롤 및 중성지방 수치는 유의하게 억제되었다. HFD그룹의 복부지방 무게는 유의하게 증가했으며 부고환 지방조직 내의 지방세포의 크기가 NC 그룹에 비해 크게 확장된 것으로 나타났다. 그러나 BBR-SBN 그룹에서는 지방세포의 크기가 NC 그룹의 크기와 비슷했으며 복부지방 무게가 현저하게 감소하였다. 더불어, HFD 그룹에서 보이는 간 조직의 거대 소포성 지방구의 축적은 BBR-SBN 그룹에서 크게 감소되었다. 이러한 결과는 BBR-SBN 조합이 HFD 유발 비만마우스에서 체중 및 복부 지방 증가를 현저하게 감소시키는 경향이 있으며 혈청 내의 총 콜레스테롤 및 중성지방 수준을 낮추어 항비만 효능을 개선시킬 수 있는 가능성을 보여주는 것으로 앞으로 항비만 치료 및 개선제제로서의 잠재력을 가지고 있음을 시사한다.
Silymarin은 간 보호, 항산화, 항염, 항암 등 다양한 생리 활성을 나타내는 것으로 보고되었고, 본 연구에서는 산화 스트레스에 대한 항산화 잠재력과 그 기전을 세포 생존력 및 활성산소종 생성 분석과 Western blot 분석을 통해 RAW 264.7 세포에서 알아보고자 하였다. Silymarin은 세포 독성 없이 lipopolysaccharide(LPS)에 의해 자극된 세포 내 활성산소종을 농도 의존적으로 소거하였다. 그리고 항산화 효과를 보여주는 것으로 알려진 제2상 효소 중 하나인 heme oxygenase (HO)-1의 발현은 silymarin 처리에 의해 강하게 유도되었다. 또한 silymarin 처리는 항산화 효소의 전사인자인 nuclear factor-erythroid 2 p45-related factor (Nrf)-2의 발현을 유의미하게 유도하였고, 이는 HO-1 발현증가와 일치하였다. 세포내 산화와 환원 항상성 조절과 관련된 신호 전달물질인 mitogen activated protein kinase (MAPK)와 phosphoinositde 3-kinase (PI3K)의 인산화 정도 또한 Western blot으로 분석하였고, 그 결과 silymarin 은 p38 MAPK 인산화에 의해 HO-1 발현을 유도하는 것으로 나타났다. 그리고 tert-butyl hydroperoxide (t-BHP)를 이용하여 세포내 지질 과산화를 유도함으로써 silymarin에 의해 유도된 HO-1의 항산화 효과를 확인하였다. 그 결과 silymarin 처리에 의해 세포사멸이 유의적으로 억제되었고, p38의 선택적 저해제를 처리한 세포군에서는 t-BHP에 의해 유의적인 세포사멸이 발생하였다. 이 결과를 통해 silymarin은 Nrf-2/p38 MAPK 신호 전달 경로를 통해 HO-1의 발현을 유도하고, 이를 통해 항산화 효과를 높이는 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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