Naringenin이 NF-κB에 의해 유도된 인간진피섬유아세포 노화모델에서 가지는 노화억제 효과 = Anti-aging effects of naringenin on NF-κB-induced aging model of human dermal fibroblasts
Naringenin is a type of flavanone that is considered to have a bioactive effect as anti-oxidant and free radical scavenger. The anti-inflammatory genes were regulated by the transactivation of nuclear factor- кB (NF-кB) and were correlated in age-related symptoms and diseases. NF-кB is a key protein complex known to regulate various inflammatory responses including common skin diseases caused by harmful particulate matter, pollution, and environmental pollutant. Lipopolyscharide (LPS)-induced oxidative stress causes cellular aging and senescence responses in human dermal fibroblasts (HDFs). The cellular senescence produces senescence-associated secretory phenotype (SASP) factors, which in turn causes growth inhibitory effect and induces various inflammatory markers. In this study, the anti-oxidant, anti-inflammatory, and anti-senescence effects of naringenin were examined using LPS-induced cellular aging model of human dermal fibroblast. The effect of naringenin on LPS-induced cell senescence model of HDFs was evaluated by free radical analysis, WST-1 assay, luciferase reporter analysis driven the NF-кB response element, ELISA assay, NADPH oxidase assay, and qRT-PCR. Decreased cell viability was restored by naringenin in LPS-treated HDFs in a dose-dependent manner. To examine the anti-aging activity of naringenin on LPS-treated HDFs the expression of a extracellular matrix (ECM) modulating enzymes, MMP1 and MMP3 were analyzed. Naringenin decreaesed the transcriptional expression of MMP1 and MMP3 genes. To examine the anti-inflammatory activity of naringenin, luciferase reporter assay driven NF-кB responsive element was examined. As a result, the NF-кB promoter strength was decreased by naringenin. Moreover, transcriptinal expression of inflammatory cytokines TNF-α, IL-1β, IL-6, and IL-8 which are known to be regulated by NF-кB was suppressed by naringenin. Whereas SIRT1 gene which has a suppressive function in inflammation response was restored by naringenin in LPS-treated HDFs. In addition, the expression of COX2 and PGE2 was decreased by naringenin showing that naringenin has a inhibitory function of inflammatory response. Next, to examine the anti-oxidant activity of naringenin, the reactive oxyten species (ROS) level in cells were analyzed. Increased intracellular ROS level was inhibited by naringenin in LPS-treated HDFs. Also the NADPH oxidase activity was reduced by naringenin in LPS-treated HDFs. qRT-PCR analysis showed that naringenin decreased the expression of iNOS whareas increased the expression of HO-1 genes in LPS-treated HDFs. In conclusion, these results indicate that naringenin can be applied as a cosmetic ingredient with anti-aging and anti-inflammatory potentials.
더보기Naringenin은 플라바논 (flavanone)의 하나로 생리학적으로 항산화 효과와 활성산소 제거 효능을 가진다고 알려져 있다. 그 중 nuclear factor- кB (NF-кB)의 전사활동에 의해 조절되는 염증 억제 유전자는 노화 관련 증상과 질병과 상호연관성을 가진다고 알려져 있다. NF-кB는 다양한 염증 반응을 조절한다고 알려진 대표적인 단백질 복합체 중 하나이며 유해한 미세먼지(particulate matter, PM) 및 공해, 환경오염 물질로 인해 발생하는 일상적인 피부 질환에도 상호연관성을 가지는 것으로 보고되어있다. Lipopolyscharide (LPS)에 의한 산화적 손상은 세포 노화와 인간진피섬유아세포 (human dermal fibroblasts, HDFs)에서 노화 반응을 일으킨다. 세포 노화는 노화 관련 분비 표현형 (senescence produces senescence-associated secretory phenotype, SASP) 인자를 생성하며, 이는 다시 성장 억제 효과를 유발하고 다양한 염증지표를 유도한다. 본 연구는 LPS로 유도된 인간진피섬유아세포의 세포노화 모델을 이용하여 naringenin의 피부노화억제, 염증억제 및 산화억제 효과를 조사하였다. Naringenin의 효능 평가는 활성산소 측정, WST-1 assay, NF-κB luciferase assay, ELISA assay, NADPH oxidase activity assay, qRT-PCR를 통해 검증하였다. LPS로 감소한 세포생존율은 naringenin에 의해 농도의존적으로 증가하는 성향을 보였다. 또한 naringenin의 노화 억제 효능을 측정하기 위해 세포외 기질 (extracellular matrix, ECM)의 조절 효소인 MMP1과 MMP3을 측정하였는데 그 결과 MMP1과 MM3유전자의 전사 발현양이 naringenin에 의해 감소하였다. Naringenin의 염증억제 효능을 검증하기 위해 luciferase reporter assay에 의한 NF-κB의 반응성 요소를 측정하였다. 그 결과, NF-κB 촉진 유전자 농도는 naringenin에 의해 감소되었다. 더 나아가 NF-κB에 의해 조절되는 것으로 알려진 TNF-α, IL-1β, IL-6 및 IL-8의 염증성 cytokines의 전사발현이 naringenin에 의해 억제되었다. 그에 반해 염증 반응에서 억제 기능을 하는 SIRT1 유전자는 naringenin에 의해 회복되었다. 또한 염증 반응을 억제시키는 기능을 하는 COX2와 PGE2의 발현은 naringenin에 의해 감소되었는데, 이는 naringenin이 염증 반응을 억제하는 효과를 가진 것을 보여준다. 다음으로 naringenin의 산화억제 효능을 검증하기 위해 세포 내에서 활성산소종 (reactiveoxygen species, ROS)을 측정하였다. 그 결과, LPS 처리된 인간진피섬유아세포에서 naringenin이 세포 내에서의 ROS 활동을 억제하는 것으로 드러났다. 또한 NADPH oxidase 분석에 의해 측정 결과 낮아진 양상을 보였다. qRT-PCR 분석 결과는 naringenin이 iNOS의 발현을 감소시키고 HO-1 유전자의 발현을 증가시키는 양상을 보여주었다. 본 연구에서 실시된 검사 결과를 통해 결론적으로 naringenin이 세포노화 억제, 염증억제, 산화억제 효과를 가지는 화장품 성분으로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
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