To evaluate the protective effect of collagen peptide-coated coffee extract on skin aging, cell viability was measured with a MTT assay using cultured CCD-986sk fibroblasts, and its effect on wrinkles in the skin of hairless mice induced by UVB-irradiation was examined. In addition, its effect on procollagen synthesis and anti-oxidative, and its inhibitory activity against collagenase, elastase, tyrosinase and MMP-1 were analysed. After the 30-minute topical treatment, the animals were exposed to UVB irradiation (60-100 mJ/cm2) for 4 weeks and its intensity increased during the period. Under the experimental conditions set in this study, the skin thickness of hairless mice significantly decreased (11.8-21.3%) compared to the control group. Based on these results, the prolonged oral intake of a collagen peptide mixture with coffee is expected to significantly increase the synthesis of procollagen in dermal fibroblasts, thereby contributing to the alleviation of wrinkling and lowered elasticity due to structural damage to the dermal layer caused by UV. The oral intake of collagen-coated coffee contributes to increasing collagen biosynthesis in a dose-dependent manner and alleviates the symptoms of thickened keratin caused by UV irradiation. However, it did not inhibit the enzymes involved in skin aging, whitening, wrinkle improvement, and antioxidation. Based on the these results, it can be concluded that the intake of collagen peptide-coated coffee extract can be utilized as an alternative material for the prevention or treatment of diseases associated with photoaging.
인간의 눈과 피부는 태양에너지에 노출이 되어진다. 특히 자외선 노출은 각막 질환에서 중요한 원인으로서 손상이 되어진다. 각막의 이러한 손상은 망막에 영향을 주게된다. 그러므로 눈의 기능은 매우 심각한 영양을 받게 된다. 결과적으로 눈에서 자외선의 보호는 눈 건강에 매우 중요하다. 그러므로 태양에너지네 의한 강한 자외선 환경에 생활하는 인간의 눈은 자외선 차단 선글라스, 안경렌즈, 그리고 콘택트렌즈에 의해서 각막과 안구를 보호하고 있다. 최종적으로 자외선 차단 렌즈 장치는 피검자를 위해 일시적으로 안경사들이 이용할 수가 있다. 물론 앞으로 이런 특수한 렌즈는 연구자들에 의해 개발과 연구가 되어야 한다.
Ultraviolet B (UVB) radiation induces the production of reactive oxygen species (ROS) that promote apoptotic cell death. We showed that cytosolic $NADP^+$-dependent isocitrate dehydrogenase (IDPc) plays an essential role in the control of cellular redox balance and defense against oxidative damage, by supplying NADPH for antioxidant systems. In this study, we demonstrated that knockdown of IDPc expression by RNA interference enhances UVB-induced apoptosis of immortalized human HaCaT keratinocytes. This effect manifested as DNA fragmentation, changes in cellular redox status, mitochondrial dysfunction, and modulation of apoptotic marker expression. Based on our findings, we suggest that attenuation of IDPc expression may protect skin from UVB-mediated damage, by inducing the apoptosis of UV-damaged cells.
노화는 크게 내인성 노화와 광노화로 분류된다. 내인성 노화는 시간이 지남에 따라 진행되는 자연적인 노화이며, 광노화는 자외선에 우리 몸이 노출되면서 발생되는 노화 현상으로 주로 피부에서 잘 나타난다. 대표적인 노화 기작으로는 체내 활성 산소의 증가로 인한 생체 구성 성분의 퇴화를 들 수 있다. 따라서, 효과적인 노화 방지를 위해서는 활성 산소를 억제할 수 있는 항산화제를 지속적으로 공급해 주어야 한다. 본 논문에서는 천연 식물 성분인 예덕나무 피 추출물이 노화 방지에 매우 우수한 효과가 있다는 실험 결과들을 보여준다. 먼저, 예덕나무 피 추출물(Mallotus japonicus bark extracts)은 hydroxy radical scavenging activity와 SOD like activity를 가지고 있으며 과산화 수소에 의해 발생하는 피부 손상을 억제하는 효과가 매우 뛰어나다. 또한 광노화 방지 효과도 매우 뛰어나 자외선 조사에 의해 발생할 수 있는 피부 세포 손상을 억제하여 주며 자외선에 의한 유전자 변이도 억제해 주는 것으로 나타났다. 결론적으로, 예덕나무 피 추출물은 피부에서 일어날 수 있는 노화 현상을 억제하는데 매우 뛰어난 효과를 가진 물질로서 화장품 원료로서의 이용 가능성이 매우 높다.
Long-term ultraviolet (UV) exposure accelerates the phenomenon of skin photo-aging by activating collagenase and elastase. In this study, we aimed to investigate the effects of a combination of grapefruit and rosemary extracts (cG&Re) on UVB-irradiated damage in HaCaT cells and dorsal mouse skin. In HaCaT cells, cG&Re recovered UVB-reduced cell viability and inhibited protein expression of mitogen-activated protein kinases (MAPKs), such as extracellular signal-regulated kinases (p-Erk), c-Jun N-terminal kinases (p-JNK), and a class of MAPKs (p-P38). Also, cG&Re suppressed UVB-induced collagen and elastin degradation by decreasing matrix metalloproteinases (MMPs) and nuclear factor kappa light chain enhancer of activated B cells (NF-κB) expression, which is a transcription factor. Similar results were observed in dorsal mouse skin. Taken together, our data indicate that cG&Re prevent UVB-induced skin photo-aging due to collagen/elastin degradation via activation of MAPKs, MMPs, and the NF-κB signaling pathway in vitro and in vivo.
다양한 약용식물의 피부노화에 미치는 영향을 평가하였으며, 이 중 권백(Selaginella tamariscina)은 동양에서 암환자 치료를 위한 전통약용식물로 알려져 있다. 우리는 피부노화에 대한 화장품 소재로 권백에 대한 다양한 생물학적 평가를 하였다. 권백의 항산화 효과를 알아보기 위해 DPPH radical과 superoxide anion radical 소거효과를 측정하였다. 그 결과 DPPH radical의 $IC_{50}$ 값은 $65.1{\mu}g/mL$이고, xanthine/xanthine oxidase에 의한 superoxide anion radical의 $IC_{50}$ 값은 $40.9 {\mu}g/mL$이었다. 세포내 활성산소 소거평가를 위해 사람 진피 섬유아세포(human dermal fibroblast)를 배양하여 UVB $20 mJ/cm^2$에 의해 증가된 세포내 활성산소(ROS)가 권백을 처리함으로써 활성산소 소거효과가 증가하였다. 사람 진피 섬유아세포에서 UVA에 의해 발현된 MMP-1 단백질과 mRNA가 권백에 의해 농도 의존적으로 감소하였다. 뿐만 아니라, 권백은 zymography와 semi-quantitative RT-PCR을 이용하여 UVA 조사된 사람 진피 섬유아세포에 MMP-2 (gelatinase)의 활성 감소를 확인하였다. 결론적으로 권백은 자외선에 의한 세포손상을 보호하여 항노화 화장품의 새로운 소재로 이용될 것으로 사료된다.
Chung, Ira;Lee, Jieun;Park, Young Sun;Lim, Yeji;Chang, Do Hyeon;Park, Jongil;Hwang, Jae Sung
Journal of Ginseng Research
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제39권4호
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pp.322-330
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2015
Background: UV-irradiated keratinocytes secrete various proinflammatory cytokines. UV-induced skin damage is mediated by growth factors and proinflammatory cytokines such as granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF). In a previous study, we found that the saponin of Korean Red Ginseng (SKRG) decreased the expression of GM-CSF in UVB-irradiated SP-1 keratinocytes. In this study, we attempted to find the inhibitory mechanism of SKRG on UVB-induced GM-CSF expression in SP-1 keratinocytes. Methods: We investigated the inhibitory mechanism of SKRG and ginsenosides from Panax ginseng on UVB-induced GM-CSF expression in SP-1 keratinocytes. Results: Treatment with SKRG decreased the expression of GM-CSF mRNA and protein induced by irradiation of UVB in SP-1 keratinocytes. The phosphorylation of ERK was induced by UVB at 10 min, and decreased with SKRG treatment in SP-1 keratinocytes. In addition, treatment with SKRG inhibited the UVB-induced phosphorylation of epidermal growth factor receptor (EGFR), which is known to be an upstream signal of ERK. From these results, we found that the inhibition of GM-CSF expression by SKRG was derived from the decreased phosphorylation of EGFR. To identify the specific compound composing SKRG, we tested fifteen kinds of ginsenosides. Among these compounds, ginsenoside-Rh3 decreased the expression of GM-CSF protein and mRNA in SP-1 keratinocytes. Conclusion: Taken together, we found that treatment with SKRG decreased the phosphorylation of EGFR and ERK in UVB-irradiated SP-1 keratinocytes and subsequently inhibited the expression of GM-CSF. Furthermore, we identified ginsenoside-Rh3 as the active saponin in Korean Red Ginseng.
UV irradiation is the main factor contributing to skin damages that are associated with an excessive production of matrix-degrading metalloproteinase (MMP)-1 and a deficient expression of collagens. To date, red ginseng has been revealed to possess many biomedical effects, such as anti-aging, anti-oxidation, and anti-inflammatory. In this study, we prepared the Korean Red Ginseng extracts treated with enzyme (KRGE) and investigated the effects of dietary KRGE on the formation of wrinkles generated by UVB irradiation in hairless mice. It was found that KRGE inhibited the UVB-induced formation of wrinkles, epidermal thickness, and skin dryness in hairless mice. Further results also showed that KRGE attenuated UVB-induced MMP-${\beta}$1 level, while accelerated procollagen type I, transforming growth factor-${\beta}$1 secretion. Interestingly, the expression of profilaggrin and filaggrin in both the epidermis and dermis were decreased due to UVB exposure and reversed by KRGE. The KRGE 0.06% was prior to KRGE 0.24%. In view of these results, which indicated that KRGE protected skin from UVB-induced photodamages, which may not only mediated by regulating of MMP-1 and procollagen type I, but also by increasing the production of profilaggrin and filaggrin. In conclusion, our results suggest that KRGE may be a promising agent for the treatment of skin photodamages. The challenge of KRGE will be expected as cosmeceuticals and nutraceuticals in order to intervene in aging-related degenerative skin changes.
본 연구에서는 피부의 표피와 진피에 분포하는 HaCaT 세포와 HDF 세포를 이용하여 항산화효과가 우수한 두릅순 추출물의 처리가 UVB에 의한 피부광노화를 억제할 수 있는지 알아보기 위하여 피부 염증반응과 관련한 사이토카인과 피부의 주요 구성 단백질인 collagen에 영향을 미칠 수 있는 MMP-1, type-I procollagen, TRPV-1 등의 단백질 발현에 미치는 영향을 분석하였다. HaCaT에 두릅순 추출물을 24시간 전처리한 경우 UVB ($55 mJ/cm^2$) 노출로 인해 증가한 염증매개인자인 IL-6, IL-8, $PGE_2$를 유의하게 감소시켰다. 또한, 피부 collagen의 정상적인 구조 및 양에 영향을 미치는 단백질들의 발현을 측정한 결과 HaCaT에서는 UVB 조사로 인해 증가한 TRPV-1과 MMP-1 단백질의 발현이 두릅순 에탄올 추출물의 전처리로 모두 감소하였고, HDF에서는 UVB를 조사한 대조군에 비하여 두릅순 추출물 처리가 MMP-1 단백질 발현을 감소시키는 동시에 collagen의 전구체인 type-I procollagen의 발현을 증가시키는 효과를 보였다. 이들 결과들로부터 항산화효과가 우수한 두릅순 70% 에탄올 추출물은 피부세포에서 UVB에 의한 염증반응을 억제시키는 동시에 피부 collagen의 감소를 억제시킴으로써 피부 광노화를 예방할 수 있는 천연 소재로 이용될 수 있다고 본다.
본 연구는 아직 기능성 입증이 미비한 녹차나무 씨 추출물을 사용하여 자외선을 조사한 인체 피부 섬유아세포에서 항산화 효능과 MMPs 및 collagen의 변화를 살펴봄으로써 광노화 억제 효능을 평가하였다. 녹차나무 씨 추출물 농도별 라디칼 소거능을 살펴보기 위하여 ABTS와 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과 녹차나무 씨 추출물 농도 의존적으로 소거능을 증가시켰다. 25 $mJ/cm^2$ 자외선을 조사한 인체 피부 섬유아세포에서 녹차나무 씨 추출물의 농도별(10 ${\mu}g/mL$, 30 ${\mu}g/mL$, 50 ${\mu}g/mL$) 처리가 미치는 영향을 살펴보았다. 항산화 효소(SOD, GPx, catalase) 활성의 변화를 측정한 결과에서 자외선 조사에 의하여 감소한 활성을 녹차나무 씨 추출물의 처리가 유의적으로 증가시켰음을 확인하였다. 또한 녹차나무 씨 추출물의 처리는 MMP-1의 합성을 감소시키고 collagen의 합성을 증가시켰으며, MMP-1, MMP-3, MMP-9의 mRNA 발현을 감소시키고 type-1 collagen의 mRNA 발현을 증가시켰다. 따라서 녹차나무 씨 추출물은 항산화 활성을 지녔으며 자외선 조사에 의한 활성산소종으로부터 보호하여 MMPs 발현을 감소시키고 collagen 분해를 억제시켜 피부 노화억제에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 이러한 기능성 입증으로 녹차나무의 활용 증가를 기대할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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