피부 미백 및 주름개선에 미치는 들쭉 성분의 효능 및 작용기전 : Skin whitening and anti-wrinkle activities of Vaccinium uliginosm L. and its action mechanism
저자
발행사항
서울 : 慶熙大學校 大學院, 2009
학위논문사항
학위논문(박사) -- 경희대학교 대학원 , 약학과 위생약학 전공 , 2009. 2
발행연도
2009
작성언어
한국어
DDC
613 판사항(22)
발행국(도시)
서울
형태사항
xiii, 114 p. : 삽도 ; 26 cm
일반주기명
경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
지도교수: 정세영
참고문헌 : p. 95-107
소장기관
피부 노화는 나이가 들어감에 따른 피부 기능 저하로 인한 내인성 노화, 자외선 노출에 따른 광노화 그리고 호르몬의 불균형으로 생기는 갱년기노화 등 여러 가지 원인이 복합적으로 작용하여 발생된다. 피부 노화현상 중 주름의 생성과 색소침착은 기능성 화장품, 기능성 식품 분야의 최대 관심사가 되고 있다.
들쭉 Vaccinium uliginosum L.은 Ericaceae과에 속하는 Vaccinium 속 베리류 중 하나이며 북한의 백두산에 자연 서식하고 있고, 유럽과 북미지역에도 분포하고 있다. 주요 성분으로는 유기산, 비타민, 배당체류와 안토시안류 등을 포함한다고 알려져 있으며 그 효능에 대한 연구는 전무한 실정이다.
본 연구에서는 들쭉 추출물, 들쭉 추출물의 분획들(polyphenol, pigment, carb./acid) 그리고 polyphenol 분획에서 분리한 활성 성분을 사용하여 항산화 효과, 피부미백효과, 주름개선효과에 대한 실험을 수행하였고 이들의 작용기전을 분자생물학적으로 규명하고자 하였다.
들쭉 추출물, 들쭉 추출물의 분획들(polyphenol, pigment, carb./acid), 그리고 polyphenol분획에서 분리한 단일 성분들 모두가 DPPH radical, superoxide anion, hydroxyl radical and singlet oxygen에 대하여 농도의존적으로 소거능을 나타내었다. 특히, 분획 중에서도 polyphenol 분획이 가장 강한 효능을 나타냈으며, 단일성분 중에서는 VU-EA-1, VU-EA-3, VU-EA-10이 가장 소거능이 강해 활성본체임을 확인할 수 있었다.
미백효과에 있어서는 tyrosinase 활성억제와 B16F10 melanoma의 melanin 생성억제가 들쭉 추출물, polyphenol 분획에서 매우 강하게 나타났으며, pigment 분획(anthocyan 화합물)에서도 강한 효과를 확인할 수 있었다. 단일 성분 중에서는 VU-EA-2, VU-EA-11이 매우 강한 미백 효능을 나타내 이들이 활성 성분임을 확인할 수 있었다.
미백효능 기전으로는 melanin 생합성에 직접적으로 관여하는 tyrosinase의 활성 억제뿐만이 아니라 tyrosinase, TRR-1, Dct 등 melanin 생합성 과정의 key enzyme 자체의 발현 감소가 melanin 생성 억제함을 규명할 수 있었다.
주름 개선에 있어서는 들쭉추출물, polyphenol 분획에서 collagen 전구체인 procollagen 생합성 증가와 collagen 분해효소인 MMP-1 효소 단백의 합성 억제가 강하게 나타남을 확인할 수 있었다. 단일성분 중에서는 VU-EA-5, VU-EA-11이 강한 활성을 보여 활성성분임을 확인할 수 있었으며 이것이 주름 개선 기전인 지표로 판단된다.
Hairless mouse에 UV B를 조사하며 polyphenol 분획 크림제제를 도포한 동물 실험에서 현재 임상적으로 가장 많이 사용되는 retinoic acid보다 polyphenol 분획이 더 강한 활성을 나타냄을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 기능성 화장품으로서 활용 가능성을 제시하여 주는 것이라 판단된다.
이상의 결과로부터 본 연구는 들쭉 추출물, polyphenol 분획 및 강한 활성을 가진 단일성분을 이용하여 피부미백 및 주름개선 효과를 가진 건강기능식품 또는 기능성 화장품으로의 개발 가능성을 확인하였다.
Aging of skin is a complex biological process originated from various factors including intrinsic aging with the decrement of skin function by age, photoaging induced by UV irradiation, and climacteric aging characterized by the imbalance of hormone levels. Among the aging process of skin, the formation of wrinkle and the deposition of pigment attract the biggest interest in the field of functional cosmetics and functional foods.
Vacciniumu uliginosum L. is one of the berries of Vaccinium genus in Ericaceae family and its habitat includes Backdoo Mountainin North Korea, Europe, and North America. Organic acids, vitamins, glycosides and anthocyanins were known as main components of this plant but few biological studies has been reported about it.
In this thesis, the total extract of V. uliginosum L. and its sub-fractions (polyphenol fr., pigment fr., and carb./acid fr.) were evaluated for their anti-oxidative activity, skin whitening effect, and the amelioration effect on the skin wrinkle. The molecular mechanisms underlying these effects were also elucidated.
Concentration-dependent scavenging activity against DPPH radical, superoxide anion, hydroxyl radical, hydrogen peroxide, and singlet oxygen were found from the total extract of V. uliginosum L., its sub-fractions, and isolated compounds from polyphenol sub-fraction. Among sub-fractions of V. uliginosum L., polyphenol fraction represented the strongest activity and VU-EA-1, VU-EA-3, VU-EA-10 showed most prominent scavenging activity amongst isolated compounds.
For skin whitening activity, total extract and polyphenol sub-fraction showed most significant inhibitory effects against tyrosinase and melanin formation in B16 melanoma. The pigment sub-fraction (anthocyanin fraction) also showed significant inhibitory effects on the same system. Among isolated compounds, VU-EA-2 and VU-EA-11 showed most prominent skin whitening activities. In underlying mechanism study, the decrease in the formation of melanin was evidenced by the inhibition of tyrosinase which directly relate to the biosynthesis of melanin as well as the decrease in the expression of key enzymes of melanin biosynthesis such as tyrosinase, TRR-1, and Dct. In the assessment of wrinkle amelioration effect, the total extract of V. uliginosum L. and polyphenol sub-fraction significantly inhibited the biosynthesis of procollagen, the precursor of collagen and suppressed the synthesis of MMP-1 enzyme which hydrolyze collagen. VU-EA-5 and VU-EA-11 showed the most significant activities amongst isolated compounds. From in vivo experiments with hairless mouse exposed on UV B irradiaton, polyphenol sub-fraction showed better activity as the commercial whitening creme, retinoic acid.
From these results, the potentials of V. uliginosum L. extract, its sub-fractions, and isolated compounds as new source of functional cosmetics and functional foods for skin beauty were positively verified.
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