• 제목/요약/키워드: photoprotective

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Photosynthetic characteristics and chlorophyll of Vitex rotundifolia in coastal sand dune

  • Byoung-Jun Kim;Sung-Hwan Yim;Young-Seok Sim;Yeon-Sik Choo
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제47권3호
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    • pp.103-116
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    • 2023
  • Background: This study analyzed the physiological adaptations of a woody plant, Vitex rotundifolia, in Goraebul coastal sand dunes from May to September 2022. Environmental factors and physiological of plants growing under field and controlled (pot) conditions were compared. Results: Photosynthesis in plants growing in the coastal sand dunes and pots was the highest in June 2022 and July 2022, respectively. Chlorophyll fluorescence indicated the presence of stress in the coastal sand dune environment. The net photosynthesis rate (PN) and Y(II) were highest in June in the coastal sand dune environment and July in the pot environment. In August and September, Y(NPQ) increased in the plants in the coastal sand dune environment, showing their photoprotective mechanism. Chlorophyll a and b contents in the pot plant leaves were higher than those in the coastal sand dune plant leaves; however, chlorophyll-a/b ratio was higher in the coastal sand dune plant leaves than in the pot plant leaves, suggesting a relatively high photosynthetic efficiency. Carotenoid content in the coastal sand dune plant leaves was higher in August and September 2022 than that in the pot plant leaves. Leaf water and soluble carbohydrate contents of the coastal sand dune plant leaves decreased in September 2022, leading to rapid leaf abscission. Diurnal variations in photosynthesis and chlorophyll fluorescence in both environments showed peak activity at 12:00 hour; however, the coastal sand dune plants had lower growth rates and Y(II) than the pot plants. Plants in the coastal sand dunes had higher leaf water and ion contents, indicating that they adapted to water stress through osmotic adjustments. However, plants growing in the coastal sand dunes exhibited reduced photosynthetic activity and accelerated decline due to seasonal temperature decreases. These findings demonstrate the adaptation mechanisms of V. rotundifolia to water stress, poor soils, and high temperature conditions in coastal sand dunes. Conclusions: The observed variations indicate the responses of the V. rotundifolia to environmental stress, and may reveal its survival strategies and adaptation mechanisms to stress. The results provide insights into the ecophysiological characteristics of V. rotundifolia and a basis for the conservation and restoration of damaged coastal sand dunes.

포도전정가지 추출물이 UVB에 유도된 HR-1 mice의 피부손상에 대한 광보호 효과 (Photoprotective Effect of Grape Pruning Stem Extracts on the UVB Induced HR-1 Mice Skin)

  • 김정희;김종국;김선건;정승일;장민정;김길수;김극준;곽승준
    • 생명과학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.383-389
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    • 2017
  • 본 연구는 포도수확 후 버려지는 가지를 이용한 포도전정가지 추출물(Grape Pruning Stem Extracts, GPSE)에 함유된 polyphenol류 중 항산화, 항염증, 항암 등의 효과가 있다고 알려진 rutin, procyanidin B3, quercetin, kaempferol의 함량을 분석하고, UVB로 유도된 HR-1 mice의 손상된 피부에 대한 피부 보습, 피부 증식 억제, 항염증 등의 효과를 측정하여 기능성식품, 기능성 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하고자 하였다. 포도전정가지에서 polyphenol 성분을 80% EtOH로 추출하고 여과하여 농축한 후, 동결건조하여 $-20^{\circ}C$에 보관하면서 사용하였다. GPSE의 유효성분 함량은 HPLC를 사용하여 분석하였다. 피부손상을 유도하기 위해 UVB를 실험동물에 조사하였고, GPSE의 효능을 확인하기 위하여 TEWL assay, 피부조직의 H&E staining 및 COX-2 단백 발현 측정을 위한 면역조직화학적염색(immunohistochemical stain) 등을 실시하였다. 포도전정가지 시료 53 kg에서 EtOH 분획 추출물 2.34 kg을 추출하여 4.42%의 수율 결과를 얻었다. 유효성분 분석 결과, procyanidin B3, 0.28 mg/g, rutin 12.81 mg/g, quercetin 0.51 mg/g 및 kaempferol 8.24 mg/g로 나타났다. TEWL assay 결과 대조군과 비교, GPSE와 serum base의 혼합물이 도포된 그룹(농도 2,000 mg/kg~125 mg/kg)에서 모두 보습효과가 있는 것을 확인하였다(p<0.05). GPSE의 피부증식억제를 통한 광보호 효과를 확인한 결과 epidermis에는 GPSE 농도 2,000 mg/kg의 농도에서 suncream과 유사한 결과를 얻을 수 있었고(p<0.05), dermis의 두께를 측정한 결과 GPSE 농도 2,000 mg/kg~125 mg/kg 모든 농도에서 UVB 조사한 그룹 두께 $800{\mu}m$와 비교하여 suncream 도포군이 $580{\mu}m$, GPSE 2,000 mg/kg~125 mg/kg 모든 농도에서 $600{\mu}m$이하로 나타나 UVB에 의해 손상된 HR-1 mice의 피부증식 억제를 확인할 수 있었다(p<0.05). GPSE가 UVB에 의해 손상된 HR-1 mice 피부에 항염증 정도를 확인하기 위해 COX-2 단백발현을 보기위해 immunohistochemical stain한 결과 UVB를 조사한 대조군에 비해 GPSE를 도포한 그룹 모두에서 항염증 효과를 보였지만, GPSE의 농도 1,000 mg/kg에서는 suncream 22%보다 낮은 8%에서 COX-2의 단백발현이 낮은 것으로 나타나 우수한 항염증효과를 얻을 수 있었다(p<0.05). 본 연구 결과에서, GPSE 내 rutin, kaempferol, quercetin, procyanidin B3와 같은 유효성 페놀성 화합물이 확인되었으며, GPSE는 보습효과, 피부증식억제효과, 염증발현억제효과 및 자외선 손상에 의한 피부장벽 기능 개선효과 등이 있는 것으로 확인되었다. 결론적으로 GPSE는 피부보호 효과의 가능성이 있는 기능성 물질로서 기능성 식품 및 기능성 화장품 등의 원료로 활용성이 높을 것으로 판단된다.

황기의 볶음 조건에 따른 성분 및 자외선 광보호 활성 변화 (Changes in the constituents and UV-photoprotective activity of Astragalus membranaceus caused by roasting)

  • 박정용;이지연;김형돈;장귀영;서경혜
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제52권5호
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    • pp.413-421
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    • 2019
  • 본 연구는 황기의 최적의 볶음 공정을 하였을 때 항산화 활성의 변화를 확인하기 위해 DPPH, ABTS radical scavenging assay, 총 폴리페놀 함량 및 calycosin, formononetin과 이의 배당체인 calycosin-7-O-${\beta}$-D-glucoside, Formononetin7-O-${\beta}$-D-glucoside의 분석을 실시하였다. 또한 UVB 처리로 산화적 스트레스를 유발한 HDF 세포에 추출물을 처리하여 DNA의 손상을 억제하는지 확인하였다. DPPH, ABTS radical scavenging assay 는 2R-AM 추출물에서 항산화 활성이 가장 좋았으며, 총 폴리페놀 함량은 1R-AM 추출물이 NR-AM과 비교하였을 때 월등히 증가하였지만, 2R-AM과 3R-AM과는 크게 차이가 없었다. 볶음 공정을 통한 황기는 calycosin와 formononetin의 함량이 2R-AM 추출물에서 가장 높게 측정되었다. HDF 세포에서 추출물들은 $200{\mu}g/mL$까지 독성을 나타내지 않았으며, 추출물 모두 자외선에 의해 손상된 HDF 세포에서 DNA 보호효능을 유의성 있게 증가시켰다. 특히 2R-AM 추출물의 활성은 정상세포와 유사한 수준으로 보호효과를 나타내었다. 결과를 종합해봤을 때, 볶음공정을 통한 황기 추출물은 지표 성분의 변화로 인하여 자외선에 의한 피부보호효과를 증가하였을 것이라 판단되며 이는 건강기능식품이나 화장품 원료로써 가능성을 시사한다.

치마버섯을 이용한 진피 발효 배양물의 항산화 및 항염 효과 (Anti-Oxidant Effect and Anti-Inflammatory of Fermented Citrus unshiu Peel Extract by using Schizophyllum commune)

  • 송민현;배준태;고현주;장용만;이종대;이근수;표형배
    • 대한화장품학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.351-356
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    • 2011
  • 감귤은 국내 및 동남아시아 지역에서 많이 즐기는 식품 중 하나이며, 이러한 감귤류의 껍질을 건조시킨 것을 진피라고 한다. 이러한 진피는 한방에서는 이뇨작용, 비장기능을 강화하는 것으로 알려져 있으나, 천연 플라보노이드를 다량 함유하고 있어 학계에서 여러 분야로 연구가 되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 플라보노이드 배당체를 함유한 진피 추출물을 ${\beta}$-glucosidase 효소를 이용하여 아글리콘(aglycone)으로 변환 할 수 있도록 치마버섯 배양을 실시하였다. 진피 발효 배양액을 HPLC를 이용하여 분석하였으며, UVA에 의한 광손상 보호능을 섬유아세포를 이용하여 측정하였다. 진피 발효 배양액은 COX-2, LOX-5와 같은 항염증 관련 대사에도 관여하여 염증완화에도 도움을 줄 수 있음을 확인하였다. 또한 각질 형성세포를 이용한 interleukin-$1{\alpha}$를 측정한 결과 진피발효배양액 처리군의 저해활성이 더 높았다. 이러한 결과로 미루어 볼 때, 진피발효 배양액은 피부에 대한 항염 및 항산화 효과가 우수한 것으로 사료된다.

자외선 유도 피부주름 및 암발생에 대한 누에동충하초($Paecilomyces$ $japonica$)의 보호효과 평가 (Evaluation of the Photoprotective Effect of Dongchongxiacao ($Paecilomyces$ $japonica$) Extract against Ultraviolet Radiation-induced Skin Wrinkling and Cancer)

  • 이해준;문창종;김종춘;정우희;조성기;장종식;김성호
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제37권1호
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    • pp.50-55
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    • 2012
  • 자외선에 의한 만성 피부손상에 대한 누에동충하초($Paecilomyces$ $japonica$)추출물(PJE)의 방어효과를 피부주름 및 암발생을 지표로 관찰하였다. 자외선 단독 조사마우스에서 피부노화의 지표인 피부주름이 형성되었으며, PJE투여에 따라 주름등급은 낮게 나타났다. 실험 22주에 자외선 단독조사군에서 부형제 복강내주사군은 88.9%, 연고기재 피부도포군에서는 44.4%의 동물에서 1개 이상의 피부암이 발생되었다. PJE 복강내 주사의 경우 암발생 개시시간이 지연되었으며, 발생율은 PJE 복강내 주사군 및 피부도포군에서 공히 감소하였고, PJE 복강내 주사군의 경우 마리당 발생암의 수도 감소하였다. 실험 22주에 PJE 복강내 주사군에서는 80.0%, 피부도포군에서는 75.0%의 동물에서 암은 발생되지 않았다. 결론적으로 자외선 만성 노출에 의해 피부의 광노화 및 광발암이 나타났고 PJE에 의해 피부만성 손상이 완화됨을 알 수 있었다.

폐석지내(廢石地內) 광(光) 저해(沮害)에 대한 사방오리나무 잎의 항산화(抗酸化) 보호(保護) (Antioxidant Protection of Alnus firma Sieb. et Zucc Leaves against Photoinhibition in Tailings)

  • 한심희;이재천;이위영;박영기;오창영;김종갑
    • 한국산림과학회지
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    • 제95권1호
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    • pp.124-130
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    • 2006
  • 광 저해에 대한 보호 메커니즘을 구명하기 위하여, 폐석지내 선구수종인 사방오리나무를 대상으로 수목의 활력과 잎 발달 단계에 따라 잎 내 엽록소 형광, 엽록소와 카로테노이드 함량 및 항산화 효소 활성을 분석하였다. 활력이 높은 개체는 오후 12시에 활력이 낮은 개체는 오후 2시에 가장 낮은 광화학효율을 나타냈으며, 두 개체 모두 오후 6시에 광화학효율을 완전히 회복하였다. 성숙 잎은 어린잎보다 전 측정 시간에 걸쳐 광화학 효율이 높았다. 엽록소, 베타카로틴 및 크산토필 함량은 활력이 높은 개체와 성숙한 잎에서 높았으며, 특히 크산토필 함량은 활력이 높은 개체가 활력이 낮은 개체보다 어린잎에서는 8.7배, 성숙 잎에서는 18.8배 높았다. 항산화효소는 SOD만이 활력이 높은 개체에서 잎의 연령 간 활성 차이를 나타냈다.

자외선에 의해 유도된 인간 피부 섬유아세포의 산화 스트레스에 대한 후코이단의 보호효과 (Protective Effects of Fucoidan against UVB-Induced Oxidative Stress in Human Skin Fibroblasts)

  • 구미정;이명숙;문희정;이용환
    • 생명과학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.27-32
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    • 2010
  • 자외선 B는 반응성 산소종(reactive oxygen species, ROS)의 발생을 유도하고 세포내 항산화 물질의 저장을 방해한다. 후코이단은 L-fucose와 황 에스터기를 포함하는 다당류로서 갈조류의 주요 성분으로 알려져 있다. 본 연구에서는 인간 피부 섬유아세포인 HS68세포에 자외선을 조사하여 산화 스트레스를 유도한 후 후코이단의 보호효과를 확인하고자 하였다. 후코이단의 전처치로 malondialdehyde (MDA)의 양이 용량-의존적으로 감소하였고, 세포내 glutathiopne도 후코이단 $100\;{\mu}g/ml$을 투여하였을 때 후코이단을 투여하지 않고 자외선만 조사한 군에 비하여 21.5% 감소하였다. 후코이단을 10, $100\;{\mu}g/ml$의 용량으로 투여하였을 경우 자외선 B에 의한 ROS 생성이 자외선만 조사하였을 때 보다 각각 40.1%와 68.4%로 유의하게 감소하였다. 세포노화와 관련된 $\beta$-galactosidase의 양성 염색률은 후코이단을 10, $100\;{\mu}g/ml$ 투여하였을 경우 자외선만 조사하였을 때보다 각각 23.1%, 16.4% 감소하였다. 이러한 결과로 미루어 후코이단은 자외선에 의한 산화 스트레스에 대하여 광보호 효과가 있는 것으로 생각된다.

Photoprotective Potential of Penta-O-Galloyl-β-D-Glucose by Targeting NF-κB and MAPK Signaling in UVB Radiation-Induced Human Dermal Fibroblasts and Mouse Skin

  • Kim, Byung-Hak;Choi, Mi Sun;Lee, Hyun Gyu;Lee, Song-Hee;Noh, Kum Hee;Kwon, Sunho;Jeong, Ae Jin;Lee, Haeri;Yi, Eun Hee;Park, Jung Youl;Lee, Jintae;Joo, Eun Young;Ye, Sang-Kyu
    • Molecules and Cells
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    • 제38권11호
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    • pp.982-990
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    • 2015
  • Exposure of the skin to ultraviolet radiation can cause skin damage with various pathological changes including inflammation. In the present study, we identified the skin-protective activity of 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-${\beta}$-D-glucose (pentagalloyl glucose, PGG) in ultraviolet B (UVB) radiation-induced human dermal fibroblasts and mouse skin. PGG exhibited antioxidant activity with regard to intracellular reactive oxygen species (ROS) generation as well as ROS and reactive nitrogen species (RNS) scavenging. Furthermore, PGG exhibited anti-inflammatory activity, inhibiting the activation of nuclear factor-kappaB (NF-${\kappa}B$) and mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling, resulting in inhibition of the expression of pro-inflammatory mediators. Topical application of PGG followed by chronic exposure to UVB radiation in the dorsal skin of hairless mice resulted in a significant decrease in the progression of inflammatory skin damages, leading to inhibited activation of NF-${\kappa}B$ signaling and expression of pro-inflammatory mediators. The present study demonstrated that PGG protected from skin damage induced by UVB radiation, and thus, may be a potential candidate for the prevention of environmental stimuli-induced inflammatory skin damage.

토인삼 추출물의 항산화 및 항노화 효과 (Antioxidative and Anti-aging Effects of Extract from Talinum paniculatum)

  • 오정영;김진화;이근수;;표형배
    • 대한화장품학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.313-322
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    • 2013
  • 본 연구에서는 예로부터 민간에서 사용되어진 약초인 토인삼 추출물의 피부보호 효과를 측정하기위해 항산화, 자외선에 의해 유도된 matrix metalloproteinases-1 (MMP-1) 발현저해효과, 자외선에 대한 세포보호효과, 노화세포를 이용한 senescence-associated ${\beta}$-galactosidase (SA-${\beta}$-gal) 활성을 사람 섬유아세포(HDF)를 이용하여 확인하였다. 그 결과, 토인삼 추출물의 free radical과 superoxide radical 소거효과는 처리농도가 증가함에 따라 농도 의존적으로 나타났으며, 토인삼 잎, 줄기 추출물(LSE) 500 ${\mu}g/mL$에서 98.45%와 97.01%의 DPPH와 superoxide radical을 소거하여 우수한 항산화 효과를 나타내었다. 토인삼 잎, 줄기 추출물(LSE)의 MMP-1의 발현 저해효과는 섬유아세포에서 UVA조사 실험에서 우수하게 나타났으며, UVB 조사에 의한 세포보호 효과도 우수하게 나타났다. 또한 노화세포를 이용한 SA-${\beta}$-gal활성은 토인삼 잎, 줄기 추출물(LSE)을 처리하였을 시 염색된 세포의 수가 감소하여 세포내 senescence를 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과들을 종합해 보면, 토인삼의 지상부분인 잎, 줄기 추출물(LSE)은 항노화 및 항산화제로서의 우수한 특성으로 피부손상에 의한 산화적 스트레스에 대응하는 새로운 기능성 소재로서의 가능성을 가지는 것으로 평가된다.

RAW 264.7 세포에서 담배잎산말의 TLR4/MAPKs/NF-κB 신호전달체계 조절을 통한 항염증 효과 (Desmarestia tabacoides Ameliorates Lipopolysaccharide-induced Inflammatory Responses via Attenuated TLR4/MAPKs/NF-κB Signaling Cascade in RAW264.7 Cells)

  • 윤현서;안현;박충무
    • 생명과학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.463-470
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    • 2023
  • Desmarestia tabacoides Okamura는 전 세계적으로 널리 분포하는 갈조류 중 하나이다. 몇몇 산말류의 항종양, 멜라닌 생성 억제 및 광보호 활성에 대한 연구는 있었으나 D. tabacoides Okamura의 항염증 기전에 대해서는 보고되지 않아 본 연구에서는 LPS (lipopolysaccharide)로 자극된 RAW 264.7 세포에서 D. tabacoides Okamura 에탄올 추출물(DTEE)의 항염증 기전을 inducible nitric oxide synthase (iNOS)와 cyclooxygenase (COX)-2의 발현 및 이들의 상위신호전달물질인 nuclear factor (NF)-κB, mitogen-activated protein kinase (MAPK) 그리고 phosphoinositide-3-kinase (PI3K)/Akt의 인산화 조절 정도를 통해 분석하였다. DTEE의 처리는 세포 독성 없이 LPS로 유도된 NO와 prostaglandin (PG) E2의 생성과 이들의 생성 효소인 iNOS 및 COX-2의 발현을 유의하게 억제하였다. 그리고 LPS에 의해 활성화된 NF-κB 및 상위 신호 전달 물질인 extracellular signal-regulated kinase (ERK), c-Jun NH2-terminal kinase (JNK) 및 p38은 DTEE 처리에 의해 유의적으로 억제되었다. DTEE의 처리는 RAW 264.7 세포에서 LPS에 의해 활성화되는 adaptor molecule인 Toll-like receptor (TLR) 4 및 myeloid differentiation primary response (MyD) 88 또한 유의적으로 억제하였다. 이 결과를 통해 DTEE는 LPS에 의해 유도된 TLR4와 NF-κB 및 MAPK의 활성을 억제함으로써 염증 매개인자의 발현을 조절하였고, 이는 DTEE가 염증을 완화할 수 있는 기능성 식품의 소재로써 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다.