Hypopigmentation effects of Melissa officinalis in vitro = Hypopigmentation effects of Melissa officinalis in vitro
저자
발행사항
서울 : 고려대학교 대학원, 2009
학위논문사항
학위논문(석사)-- 고려대학교 대학원 : 식품과학과 식품생화학및안전성전공 2009. 8
발행연도
2009
작성언어
영어
주제어
발행국(도시)
서울
형태사항
97 p ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 이성준
DOI식별코드
소장기관
레몬밤은 다량의 생리활성물질을 함유하는 허브의 한 종류로 항산화 활성과 플라보노이드류를 다량 함유한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 레몬밤식물체에 자외선를 조사하여 2차대사산물의 합성을 증가시켜 비교실험 한 Chapter 2와 다른 추출방법을 이용한 레몬밤 추출물 (Chapter 3)의 미백효과를 평가 하였다. 우선, Chapter2에서는 자외선를 조사한 레몬밤 (HFMOE) 과 레몬밤 (MOE) 을 80% 에탄올 추출하여 그 차이점을 비교하고 미백효과를 실험하였다. 2차 대사산물의 일종인 플라보노이드류와 레몬밤 자체의 항산화능력을 비교해 보았을 때는 자외선이 조사된 레몬밤 추출물에서 약 10% 높은 활성을 나타내는 것으로 보였고 항산화활성은 두 추출물에서 비슷한 수준으로 나타났으며 이는 양성조절자인 vitamin E와 유사한 활성을 가지는 것으로 확인하였다. 활성산소를 제거하는 본 레몬밤 추출물이 미백에도 효과가 있는지를 평가하기 위해 버섯유래 타이로시네이즈의 활성 측정에서 HFMOE와 MOE 모두에서 효소활성을 억제하는 되는 것으로 보여졌다. 또한 이 두 추출물을 쥐의 멜라닌 생성 세포인 B16세포에 적용하여 독성 구간은 MTT 법을 통해 보았는데, 200 ??g/ml 이하에서 세포 독성이 나타나지 않았다. 또한 분자 수준에서 HFMOE와 MOE의 멜라닌 합성에 미치는 효과는B16 멜라닌 세포에서 멜라닌 생성량이 농도 의존적으로 감소하는 경향을 나타내었고, 세포내 타이로시네이즈 활성은 유의적으로 줄어들었다. 레몬밤은 유전자 수준에서도 멜라닌 합성관련 효소인 tyrosinase, TRP-1, TRP-2의 발현이 감소시키는 것을 볼 수 있었다. 또한 단백질 합성에 서도 위에서 언급한 효소의 발현을 유의적으로 억제시키는 것으로 나타났다. 이로써, 레몬밤이 멜라닌 합성을 저해함을 본 연구를 통하여 발견 하였으며, 이 억제 효과는 레몬밤이 타이로시네이즈 활성을 직접적으로 저해함과 동시에, 유전자 발현 및 단백질 합성에 또한 영향을 줌으로써 나타나는 것으로 보인다.
Chapter 3에서는 멜라닌 세포에 열수로 추출한 레몬밤 추출물 (MOWE)과 에탄올 추출한 레몬밤 (MOE) 추출물을 처리하여 미백 효과를 평가하였다. 두 추출물 모두 항산화 효능을 가진 것으로 나타났으며 버섯유래 타이로시네이즈의 활성을 억제시킬 수 있었고, 세포에 처리 후 독성은 없는 것으로 확인되었다. 두 추출물을 세포에 처리 후 세포 내 멜라닌 합성을 측정하였는데 타이로시네이즈 활성이 유의적으로 감소하였고, 멜라닌 합성량도 억제되었다. 또한 레몬밤을 세포에 처리 후, 멜라닌 합성 관련 유전자인 tyrosinase와 tyrosinase의 전사조절자인 MITF의 발현이 감소하였다.
본 연구를 통하여 레몬밤의 멜라닌 합성 저해는 타이로시네이즈 효소 활성 억제 및 유전자 발현 조절을 통해 이루어진다는 점을 발견할 수 있었다. 또한 관련 단백질도 조절됨으로써 향후 화장품 산업에서 미백물질로 이용될 수 있을 것으로 보여진다.
Melissa officinalis, which contains variety of bioactive and antioxidant compounds may have skin-protective and hypopigmentation effects. In the part 2, to assess the inhibitory performance of wild type Melissa officinalis extracts (MOE) and UV radiated (high flavonoids) Melissa officinalis extracts (HFMOE) on melanogenesis, in vitro studies were conducted on B16 murine melanocyte. Flavonoid and antioxidant contents in extracts and the inhibitory effects of the extracts on the mushroom tyrosinase activity were measured spectrophotometerically. Cells were treated with the extracts to determine cellular tyrosinase activity, melanin content, cell viability followed by gene and protein expression levels related to the melanogenesis. HFMOE showed 11% higher flavonoid content than MOE. Cytotoxicity was not found for MOE and HFMOE up to 200 ??g/ml, which reduced the mushroom tyrosinase activity by 20% and 23%, respectively. MOE and HFMOE treatments on cell reduced cellular tyrosinase by 27% and 45%; while melanin content by 34% and 51%, respectively. The gene expression levels were inhibited in tyrosinase by 14% and 43% and in TRP-1 by 33% and 20% for MOE and HFMOE, respectively. Protein expression levels were reduced in tyrosinase by 70% for MOE and in tyrosinase related protein-1 (TRP-1) by 71% for HFMOE. In the part 3, the anti-oxidative and anti-pigmentation effects of Melissa officinalis extract (MOE) and its water extract (MOWE) were investigated in B16 murine melanocytes. The MOE and MOWE had potent anti-oxidative capacity and inhibited mushroom tyrosinase activity in cell free system. In addition, the MOE and MOWE did not have cytotoxic effects in B16 melanocyte. The melanin contents and tyrosinase activity were significantly decreased by 26% and 69%, respectively, at 800 ??g/ml of MOE. However, MOWE with less extent both of Melissa officinalis extracts treatment on B16 cells modestly altered the mRNA expression of enzymes related to melanogenesis. The tyrosinase and microphthalmia associated transcription factor (MITF) were reduced by MOE (37% p<0.05) and MOWE (31%). These suggest reduced tyrosinase expression by MOE may be achieved by suppression of MITF expression. Our results suggested that Melissa officinalis extracts maybe applied as hypopigmentation agents in functional cosmetics. We concluded that Melissa officinalis extracts showed antagonistic effects on melanogenesis and could provide ingredients for functional cosmetics.
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