쇄양 추출물의 항산화, 항염, 수렴 활성 및 피부장벽 강화 효과

Anti-oxidant, Anti-inflammatory, Astringent Activities and Skin Barrier Enhancement Effects of Cynomorium songaricum Extract

Article information

J Korean Soc Cosmetol. 2022;28(6):1275-1282
Publication date (electronic) : 2022 December 29
doi : https://doi.org/10.52660/JKSC.2022.28.6.1275
1Graduate Student, Department of Beauty Art, Graduate School, Seokyeong University
2Professor, Department of Beauty Therapy & Make-up, College of Beauty Art, Seokyeong University
곽영1, 이지안2,
1서경대학교 일반대학원 미용예술학과, 대학원생
2서경대학교 미용예술대학 뷰티테라피 & 메이크업학과, 교수
*Corresponding author: Ji-An Lee Tel : +82-2-940-7821 E-mail : jianlee@skuniv.ac.kr

This Research was supported by Seokyeong University in 2022.

Received 2022 September 25; Revised 2022 October 2; Accepted 2022 November 4.

Trans Abstract

The present study investigates the effects of two extracts from Cynomorium songaricum (CS) on the skin barrier enhancement and astringent activity. Although the effects of CS have been reported in various diseases including cancer, diabetes and inflammatory diseases, the skin protective effects of CS are poorly understood. To test the skin protection abilities, anti-oxidant and anti-inflammatory activities including radical scavenging activity, polyphenol contents measurement, nitric oxide (NO) production, iNOS protein level and IL-6 cytokine were tested. The C. songaricum methanol extract (CSM) showed potent anti-oxidant and anti-inflammatory activities. The CSM also enhanced the astringent activity in a dose-dependent manner. In addition, the anti-wrinkle activities were tested using elastase inhibition rate, MMP-1, and AQP-3 protein expressions. Furthermore, the mRNA level of filaggrin, loricrin, and involucrin was significantly increased in the CSM treated cells, as compared with the TNF-α treated cells. Therefore, C. songaricum may be a potent source for cosmetics or treating inflammatory skin diseases.

I. 서 론

피부는 온도, 습도와 같은 물리적인 스트레스와 오염, 자외선, 부상 등의 이화학적인 스트레스로부터 인체를 보호하는 가장 큰 면역기관으로 표피, 진피, 피하조직으로 구성되어 있다. 이제까지 표피 가장 바깥층의 무핵 세포층인 각질층이 외부환경과 인체 내부를 분리하는 물리적 기관으로 주로 인식되어져 왔으나, 최근 각질층의 손상, 수분 및 영양분 손실 이외에 미세 먼지, 신종 병원체(pathogen), 알러젠(allergen)등과 같은 다양한 위해요소들의 침입을 막는 장벽기능이 부각되면서 피부질환과 피부노화 촉진에도 매우 중요한 영향을 미치는 각질세포의 장벽기능에 관한 관심이 점차 높아지고 있다(Jang & Lee, 2016). 현재 원료 안전성을 토대로 수행되는 천연식물 소재의 화장품 성분 연구는 식물의 고유한 특징인 항산화 활성을 기반으로 피부 안전성, 염증성 피부질환 개선을 위한 항박테리아 및 항염활성, 주름개선, 항오염, 함습 및 미백 등의 기능성 평가가 주를 이루고 있다(Park & Jeong, 2021; Ding et al., 2022; Yang et al., 2021).

따라서 본 연구에서는 점차 증가하고 있는 외부환경 요인에 의한 피부손상으로부터 피부의 장벽기능을 강화하여 피부를 보호하고 동시에 피부노화를 지연시킬 수 있는 기능성 원료의 피부미용 소재를 탐색하였다.

쇄양(鎖陽, Cynomorium songaricum Ruprecht)은 쇄양과(Cynomoriaceae)의 전초로 꽃대를 제거한 육질 줄기를 건조한 것으로 지중해 국가, 중국 중앙아시아의 사막지에서 자라는 백자(白刺, Nitraria sibirica Pall.)에 기생한다(Cui et al., 2018). 또한 쇄양속(Cynomorium)은 식물임에도 불구하고 땅 속에서 자라고 chlorophyll이 부족하여 외형적으로 버섯처럼 보인다고 하여 Maltese mushroom으로도 불린다(Atočka & Navrátilová, 2020). 전통적으로 면역 및 콩팥 기능 증강, 이질, 변비, 보양제로 사용되어졌으며(Zhang et al., 2005; Jin et al., 2014; Au et al., 2016), 현대에는 쇄양 추출물 내 tannin, triterpenoid, anthocyanin 등의 성분검출(Cheng et al., 2017; Jin et al., 2020), 고지방식이 유발한 비만 쥐에서 쇄양 줄기 에탄올 추출물의 항비만 효과(Chen et al., 2019), 초파리의 생명 연장(Liu et al., 2012), 항피로(Yu et al., 2010), 자유라디컬 소거능, 항암 등의 효능이 보고되고 있다(Cui et al., 2013).

따라서 본 연구에서는 쇄양을 소재로 각각 80°C 증류수와 유 기용매인 메탄올(80%)을 선택하여 2종 추출물을 제조하고 용 매에 따른 쇄양 추출물의 항산화, 항염, 수렴, 항주름 및 피부장 벽 조절인자에 미치는 영향을 규명하고, 향후 피부장벽기능 강 화를 통한 항노화 화장품 원료로서의 활용 가능성을 평가하고 자 하였다.

II. 재료 및 방법

1. Materials and extraction

본 연구의 재료로 사용된 쇄양은 2021년 중국 광시성에서 구매하였으며, 분쇄한 후 건조 분말 중량 40 g에 400 mL의 증류수를 가한 다음 80°C에서 15시간 동안 추출하여 여과한 후 농축(EYELA evaporator), 동결 건조(FD-8512, Ilshin Engineering Co., Korea)하여 13.5 g의 증류수 추출물(C. songaricum water extract, CSW)을 획득하였다. 또한 동일한 40 g의 파우더에 80%의 메탄올 400 mL을 가하여 60°C에서 15시간 동안 추출, 여과 후 농축 및 동결 건조하여 10.5 g의 메탄올 추출물(C. songaricum methanol extract, CSM)을 획득하였다.

2. DPPH radical depletion assay

쇄양 추출의 항산화 활성 측정을 위해 DPPH radical의 흡광도를 측정하였다(Blois, 1958). 농도별로 희석한 추출물 또는 trolox를 메탄올에 용해시킨 100 mM DPPH에 첨가하였다. 이를 10초 동안 강하게 혼합하고 상온의 암소 조건에서 30분간 방치한 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성 대조 물질인 trolox의 농도별 흡광도를 토대로 작성한 표준검량 곡선을 사용하여 각 추출물의 DPPH radical 소거능을 trolox 양(TEAC, trolox equivalent antioxidant capacity)으로 표기하였다.

3. ABTS radical depletion assay

쇄양 추출물의 항산화 활성 측정을 위해 ABTS cation radical(ABTS·+)의 흡광도를 측정하였다(Re et al., 1999). 증류수에 용해시킨 ABTS(7 mM)와 2.45 mM의 potassium persulfate 수용액을 상온의 암소 조건에서 혼합하여 16-24시간 동안 반응시켜 ABTS·+을 생성시켰다. 양성대조물질 trolox와 쇄양 메탄올 또는 증류수 추출물을 ABTS·+와 30분간 섞은 후 734 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 쇄양 추출물의 radical 소거능은 trolox를 사용한 표준검량 곡선을 이용하여 항산화 활성을 산출하였다.

4. Total polyphenol content (TPC) assay

각 용매별 쇄양 추출물의 총 폴리페놀 화합물은 Folin-Denis 방법(Folin & Denis, 1912)으로 측정하였다. 시료를 증류수에 5, 10, 50, 100, 500, 1000 ㎍/mL 농도로 희석하여 준비한 후 0.2 mL Folin Ciocalteu reagent를 첨가하여 잘 혼합하고 5분 동안 실온에 반응시킨 후, 0.7 M Na2CO3 포화용액 500 ㎕을 가하여 섞은 후 각 추출물 500 ㎕씩을 넣은 후 1시간 반응시킨 뒤, 550 nm에서 흡광도를 측정하였다. Gallic acid를 사용한 표준곡선을 이용하여 양을 환산 후 총 폴리페놀 함량을 표기하였다.

5. Determination of cell viability

사람의 각질세포주(human epithelial keratinocyte, HaCaT)와 쥐의 대식세포주(RAW264.7)에 쇄양 추출물을 농도별로 처리한 다음 12시간 배양하여 세포 생존율을 MTT assay로 측정하였다. MTT(methylthiazole-2-yl-2, 5-diphenyl tetrazolium bromide, 5 mg/mL)를 20 ㎕ 넣고, 세포 배양기에서 4시간 방치하였다. 상층액을 제거한 뒤 formazan 침전물은 DMSO를 200 ㎕씩 넣어 약 15분간 녹인 후 570 nm 파장에서 ELISA microplate reader로 흡광도를 측정하여 세포생존율을 계산하였다.

6. Griess reagent assay

Nitric oxide(NO) 생성 정도는 Griess reaction에 준하여 microplate reader로 NO 생성의 지표인 배지에 분비된 nitrite 양을 측정하여 결정하였다. 쇄양 처리 12시간 후에 배양액 50 ㎕에 Griess reagent를 동량 혼합하여 실온에서 10분간 반응시킨 후 550 nm에서 흡광도의 변화를 측정하였다. Nitrite 양의 측정은 sodium nitrite를 농도별로 제조하여 만든 표준곡선을 이용하여 산출하였고, 생성된 nitrite의 양은 μM로 환산하여 나타내었으며, 각 실험에서 기본 대조군은 세포 배양액을 사용하였다(Kim et al., 2019).

7. Western blot analysis

RAW264.7 cell과 HaCaT cell에 각각 LPS(100 ng/mL) 또는 TNF-α(10 ng/mL)를 처리한 후 쇄양 추출물을 첨가하고 18시간 배양한 각 세포로부터 단백질을 분리하여 정량하였다. 정량된 총 단백을 SDS-PAGE에 전기영동 시킨 후, PVDF membrane으로 이송시켰다. 1차 항체는 anti-iNOS(Novus Biologicals, Gilbert, AZ, USA), anti-AQP-3, anti-MMP-1과 anti-β-actin(Santa Cruz, OR, USA), 2차 항체는 anti-rabbit IgG-HRP(Cell Signaling)와 anti-mouse IgG-HRP(Santa Cruz)를 이용하였다(Yoon et al., 2017).

8. Measurement of pro-inflammatory cytokine

RAW264.7 cell을 24 well plate(1×105 cells/well)에 분주하여 24시간 배양 후 LPS(lipopolysaccharide) 및 각 추출물을 농도별로 처리하여 배양하였다. 24시간 후, 분비된 IL-6 생성량 변화를 확인하기 위해 세포 배양액을 mouse IL-6 ELISA kit를 이용하여 제조사의 protocol에 따라 수행하였다(Wang & Lee, 2018).

9. Astringent assay

쇄양 용매별 추출물의 수렴 활성을 조사하기 위해 인산완충용액(PBS, phosphate buffered saline)에 용해된 hemoglobin(1mg/mL, Bovine blood hemoglobin, Sigma)과 농도별로 희석한 추출물을 1:1(v/v)로 혼합하여 강하게 vortexing 하였다. 혼합액을 3,000 rpm에서 15분간 원심 분리한 후 상등액을 취하여 407nm 파장에서 탈색정도를 비교하였다(Wunsch & Heidrich, 1936).

10. Elastase enzyme inhibition assay

쇄양 추출물의 elastase 효소 저해 활성을 측정하기 위해 neutrophil elastase colorimetric drug discovery kit(Enzo Life Science, NY, USA)를 사용하였다(Enzo Life Sciences). 농도별로 희석한 각 추출물을 kit 제조사의 protocol에 따라 수행하였으며, 양성대조물질은 elastatinal(최종농도 100 μM)을 사용하였다.

11. Quantitative real-time PCR analysis

사람 각질세포주 HaCaT cell(3×105 cells)을 6 well plate에 24시간 배양 후 TNF-α 또는 쇄양 2종 추출물을 농도별로 처리하였다. 24 시간 후 세포 배양액을 제거하고 Apure Total RNA isolation kit(APBIO co. Ltd., KOREA)를 사용하여 총 RNA를 분리하였다. 각질세포의 세포장벽기능에 관련된 FLG (filaggrin), LOR(loricrin) 및 IVL(involucrin) 유전자의 mRNA 발현 수준을 측정하기 위해 Table 1과 같이 primer를 사용하여 real-time PCR(TaKaRa, Japan)을 수행하였다.

Sequences of PCR primers of the genes investigated

12. Statistics

쇄양 80% 메탄올 및 80°C 증류수 두 가지 용매 추출물을 대상으로 실험한 모든 연구 결과는 독립적으로 3차례 반복 수행하고 unpaired student's를 이용하여 평균(mean)±표준편차(standard deviation)로 표시하였다. 평균치의 통계적 유의성 검정은 Student's t-test법을 사용하여 *p<0.05 이하 수준에서 판정하였다.

III. 결과 및 고찰

1. Anti-oxidant activity

쇄양 추출물의 항산화 효능을 조사하기 위해 DPPH와 ABTS radical 소거 활성을 측정하였으며, 이때 표준물질 trolox를 이용한 결과 Fig. 1과 같다. 80°C 증류수와 메탄올 추출물 모두 농도 의존적으로 DPPH와 ABTS radical을 제거하였으나, trolox와 비교하여 메탄올 추출물의 DPPH IC50은 1.75배, ABTS 소거능은 2.18배로 80°C 증류수 추출물 보다 매우 우수함을 확인하였다(Table 2). 이러한 결과는 배양 배지에 쇄양을 첨가한 실험군의 초파리에서 대조군에 비해 catalase 활성이 높고, 지질 산화(LPO, Lipid hydroperoxides) 수준이 급격하게 감소함을 보고한 선행연구결과와 맥을 같이 한다(Liu et al., 2012).

Fig. 1.

Effect of C. songaricum extracts on radical scavenging activity. Extract was added to DPPH (A, B) or ABTS•+ (C, D) and anti-oxidant activity was monitored by the DPPH or ABTS•+ decolorization assay as a decrease in optical density (O.D.). The A and C show the trolox as a standard.

Anti-oxidant properties of C. songaricum extracts on TEAC value and TPC

쇄양 내 포함된 총 폴리페놀 양은 메탄올 용매로 추출한 경우 180.64±5.218 mgGAE/g, 증류수로 추출한 경우 127.62±4.091 mgGAE/g으로 나타나 쇄양 추출물은 노화의 주된 원인으로 작용하는 활성산소로부터 세포를 보호하는 항산화제로서의 기능이 충분하다고 판단된다.

2. Cytotoxicity

사람의 각질세포와 쥐의 면역세포에 대한 쇄양 두 추출물의 세포 독성을 조사하고자 MTT assay를 수행하였으며 그 결과 Fig. 2와 같다. 세포에 처리된 80°C 증류수와 메탄올 추출물의 농도 증가에 따른 세포 독성은 거의 없었으며, 이는 정상 세포 주인 Human umbilical vein endothelial cell(HUVEC)에 쇄양 증 류수(100°C, 2시간) 추출물을 0.1, 0.3, 0.5, 1 mg/mL 농도별로 12시간 처리한 결과 세포 생존율의 변화가 없고(Park, 2015), 독성 평가(Single-dose acute toxicity, genotoxicity, 90-day repeated oral toxicity)에 의한 의약품으로서의 안전성(Wei et al., 2019)을 보고한 연구결과들과 함께 화장품 원료로서 쇄양 추출물의 안전성을 확보할 수 있는 기초자료로서 가치가 있다고 사료된다.

Fig. 2.

Effect of C. songaricum extracts on cytotoxicity. (A) RAW264.7 and (B) HaCaT cells viabilities of extract were determined by MTT assay. Results are expressed as mean±S.D. of three independent experiments.

3. Anti-inflammatory activity

쇄양 추출물의 항염 효능을 평가하기 위해 LPS로 활성시킨 쥐 면역세포 RAW264.7 cell에서 NO 생성, iNOS 단백질 발현 및 IL-6 싸이토카인의 변화를 측정한 결과 Fig. 3과 같다. 세포 독성이 관찰되지 않은 80°C 증류수와 메탄올 추출물의 농도 0.05~0.5 mg/mL 범위에서 두 추출물 농도 증가에 따른 세포 배양액 내 NO의 생성량은 농도 의존적으로 감소하였으며, 이는 western blot 분석법을 통해 각 추출물 농도에 비례하여 감소된 iNOS 단백질 발현수준과 염증성 싸이토카인 IL-6 분비 억제에 의한 것임을 확인하였다. 이러한 결과는 본 연구에서 사용한 유기용매와 동일한 메탄올을 이용하여 추출한 쇄양 추출물(100% 메탄올, 70°C, 48시간)의 NF-κB 활성을 통한 COX-2 및 PGE2의 억제 효능(Kim et al., 2009)을 발표한 선행 연구결과와 더불어 쇄양 추출물 내 항염증 효능에 기여하는 유효성분이 염증성 피부 문제를 개선시킬 수 있는 천연 식물 유래의 새로운 항염 후보제로서 가능성이 있음을 시사한다.

Fig. 3.

Effect of C. songaricum extracts on (A) NO production, (B) iNOS protein expression level, and (C) IL-6 secretion in LPS-induced RAW264.7 cells. Results are expressed as mean±S.D. of three independent experiments. Statistical differences are presented *p<0.05, **p<0.01.

4. Astringent activity

얼굴피부의 확장된 모공은 중요한 피부미용 문제 중 하나로 자외선, 미세먼지와 같은 환경적 스트레스, 유전적 소인 및 병리학적 피부 질환 등에 의한 과다피지 분비가 주요 원인으로 작용하며 더 나아가 염증성 피부염을 일으킨다고 알려져 있다(Laneri et al., 2020). 쇄양 추출물의 모공 수축 효능을 평가하고자 수렴 활성을 소의 헤모글로빈 단백질을 이용하여 측정한 결과 Fig. 4와 같다. 두 가지 용매별 쇄양 추출물의 농도가 높아질수록 모든 추출물의 수렴 활성이 증가하였으며, 특히 1 mg/mL 이상 농도 조건에서 메탄올 추출물은 양성 대조물질인 탄닌산과 유사한 수준으로 높은 수렴 효과를 보였다. 이는 동물 전립선 비대 동물 모델에서 70% 에탄올로 추출한 쇄양 추출물이 피지 형성과 분비 기능에 중요한 5-α-reductase 효소 활성을 저해시킨다는 결과(Tao et al., 2019)와 함께 쇄양 추출물의 모공 축소를 위한 수렴제로서의 기능성 화장품 원료로서 활용 가능성이 높다고 판단된다.

Fig. 4.

Effect of C. songariucm extracts on astringency. Tannic acid(TA) was used as the positive control.

5. Anti-wrinkle activity

쇄양 추출물의 피부 주름 개선 효능을 조사하고자 elastase 효소 저해능, 기질 분해 효소 MMP-1(Matrix metalloproteinase-1) 및 수분조절 유전자 AQP-3(aquaporin-3)의 단백질 발현 변화를 조사한 결과 Fig. 5와 같다. 피부 탄력에 중요한 기질 단백질인 elastin을 분해하는 효소의 저해능을 효소면역측정법(EIA, Enzyme immunoassay)을 통해 확인한 결과 elastase 억제제인 elastatinal의 효소 저해능이 59.686%일 때, 쇄양 메탄올 추출물 농도 의존적으로 저해 활성이 증가하였으며, Type I collagen을 분해하는 MMP-1의 단백질 수준을 western blot 분석법으로 확인한 결과 메탄올 추출물 농도 증가에 따른 MMP-1의 단백질 발현 수준이 감소하였다. 또한 쇄양 추출물이 피부 보습에 관련된 AQP-3 단백질 발현에 미치는 영향을 조사한 결과 메탄올 추출물의 농도증가에 비례하여 AQP-3의 단백질 발현 수준이 증가함을 알 수 있었다. 따라서 쇄양 메탄올 추출물은 elastase 및 MMP-1 분해 효소의 활성을 저해할 뿐만 아니라 보습 유전자인 AQP-3의 단백질 수준을 증가시킴으로써 주름 개선제로서의 가능성이 높다고 사료된다.

Fig. 5.

Effect of C. songaricum extracts on anti-wrinkle activity. (A) Elastase inhibition assay were performed by EIA. (B) MMP-1 and AQP-3 protein levels were measured by western blot analysis. The bands intensity was measured using Image J. Results are expressed as mean±S.D. of three independent experiments. Statistical differences are presented *p<0.05, **p<0.01.

6. Skin barrier function gene mRNA expression

표피는 외부 환경으로부터 몸을 보호하는 물리적 장벽기능을 하며, 주요 구성 세포인 각질형성세포의 분화와 관련하여 각질세포 외막 형성을 위한 초기 구성단백질 IVL(involucrin), 케라틴 섬유를 응집시키는 접착제 역할의 FLG(filaggrin), 과립층에서 발현되어 각질세포 외막의 대부분을 차지하는 LOR(loricrin) 등은 장벽형성 유전자로 잘 알려져 있다(Oh & Jang, 2015). 또한 염증성 싸이토카인 TNF-α를 처리한 primary human keratinocytes에서 피부 장벽 관련 유전자의 mRNA 발현 억제가 보고되어(Kim et al., 2011) 본 연구에서는 각질세포주(human keratinocytes, HaCaT)에 TNF-α 처리 후 감소된 장벽기능 유전자 mRNA 발현에 쇄양 추출물이 미치는 영향을 조사하고자 real-time PCR 분석을 수행한 결과 Fig. 6과 같다. 그 결과 TNF-α에 의해 감소된 피부 장벽 유전자의 mRNA 수준이 쇄양 추출물 처리 농도에 비례하여 대조군 수준으로 회복되었다. 따라서 쇄양 추출물은 염증과 같은 피부 트러블에 의한 filaggrin, loricrin 및 involucrin 등과 같은 유전자의 발현 저하를 복구시킴으로써 천연보습인자 생성에 기여할 것으로 기대된다.

Fig. 6.

Effect of C. songaricum extracts on filaggrin (FLG), loricrin (LOR) and involucrin (IVL), mRNA expression levels in TNF-α treated HaCaT keratinocytes. Cells were treated with TNF-α and then treated with extracts for 24 h. Results are expressed as mean±S.D. of three independent experiments. Statistical differences are presented *p<0.05, **p<0.01.

IV. 결 론

본 연구에서는 전통적인 한약재료로 사용되어 온 쇄양을 소재로 증류수(80°C)와 메탄올(80%) 2종 용매를 사용하여 제조된 증류수 추출물(CSW)과 메탄올 추출물(CSM)의 화장품 원료로서의 효능을 평가하고자 항산화, 항염, 수렴, 항주름 및 피부장벽기능을 비교 평가하였다. 항산화 활성을 위해 DPPH 또는 ABTS radical 소거능, 추출물 내 총 폴리페놀 함량 등을 측정한 결과 쇄양 메탄올 추출물의 DPPH 또는 ABTS radical IC50 농도는 단일물질인 trolox와 비교하여 각각 1.75배, 2.18배로 큰 차이를 보이지 않았으며 이와 유사하게 총 폴리페놀 함량도 메탄올 추출물이 증류수 추출물보다 우수함을 알 수 있었다.

염증 관련 피부 트러블에 대한 쇄양 추출물의 영향을 조사하고자 그람 음성 세균의 LPS를 쥐의 면역세포인 RAW264.7 cell에 처리하여 염증을 유도한 후 두 가지 쇄양 추출물의 항염 효능을 비교한 결과 LPS에 의해 증가된 염증 매개 물질 NO, iNOS, 염증성 싸이토카인 IL-6의 생성량이 쇄양 증류수 추출물과 메탄올 추출물 처리 시 모두 감소하였으며, 특히 메탄올 추출물에 의한 염증 관련 분자들의 억제가 뚜렷하게 확인되었다.

피지과다 분비와 염증에 의한 모공 확대는 피부 미용에서 해결해야 할 중요한 문제로 쇄양 추출물이 수렴제로서 가능성이 있는지 확인한 결과 쇄양 2종 추출물 모두 농도 의존적으로 수렴 활성이 증가하였다. 게다가 메탄올 추출물의 경우 1 mg/mL 농도에서 증류수 추출물에 비해 현저하게 수렴능이 증가하였고, 2 mg/mL 농도에서는 양성대조군인 탄닌산과 비슷한 수준으로 높은 활성을 나타냈다.

피부 주름 형성에 미치는 쇄양 추출물의 효능을 elastase 효소 저해능과 collagen 분해 효소 MMP-1, 보습관련 유전자 AQP-3의 단백질 수준 등을 통해 확인한 결과 쇄양 메탄올 추출물은 농도 의존적으로 elastase 효소를 억제하고 MMP-1 발현을 감소시키며, AQP-3 단백질 발현수준을 증가시켜 우수한 항주름 효능을 나타냈다.

마지막으로 쇄양 추출물을 이용한 항산화, 항염 활성의 중요성과 더불어 피부장벽기능 강화 효능을 포함한 쇄양의 피부미용소재 개발연구는 아직까지 보고된 바가 없어 피부장벽 관련 유전자의 mRNA 수준을 분석한 결과 메탄올 추출물은 염증성 싸이토카인 TNF-α에 의해 감소된 FLG, LOR 및 IVL의 mRNA 발현 수준을 정상 수준으로 회복시켰다.

본 연구의 결과는 쇄양 추출물이 항산화 활성을 통한 피부항노화와 염증반응억제 효능을 통한 염증 관련 피부문제 개선, 수렴제로서의 모공수축 기능 및 각질세포의 장벽기능 강화 등에 대해 천연식물원료 기반의 기능성화장품 성분으로서의 활용 가능한 소재임을 밝혔다는 것에 연구가치가 있다고 판단된다.

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Fig. 1.

Effect of C. songaricum extracts on radical scavenging activity. Extract was added to DPPH (A, B) or ABTS•+ (C, D) and anti-oxidant activity was monitored by the DPPH or ABTS•+ decolorization assay as a decrease in optical density (O.D.). The A and C show the trolox as a standard.

Fig. 2.

Effect of C. songaricum extracts on cytotoxicity. (A) RAW264.7 and (B) HaCaT cells viabilities of extract were determined by MTT assay. Results are expressed as mean±S.D. of three independent experiments.

Fig. 3.

Effect of C. songaricum extracts on (A) NO production, (B) iNOS protein expression level, and (C) IL-6 secretion in LPS-induced RAW264.7 cells. Results are expressed as mean±S.D. of three independent experiments. Statistical differences are presented *p<0.05, **p<0.01.

Fig. 4.

Effect of C. songariucm extracts on astringency. Tannic acid(TA) was used as the positive control.

Fig. 5.

Effect of C. songaricum extracts on anti-wrinkle activity. (A) Elastase inhibition assay were performed by EIA. (B) MMP-1 and AQP-3 protein levels were measured by western blot analysis. The bands intensity was measured using Image J. Results are expressed as mean±S.D. of three independent experiments. Statistical differences are presented *p<0.05, **p<0.01.

Fig. 6.

Effect of C. songaricum extracts on filaggrin (FLG), loricrin (LOR) and involucrin (IVL), mRNA expression levels in TNF-α treated HaCaT keratinocytes. Cells were treated with TNF-α and then treated with extracts for 24 h. Results are expressed as mean±S.D. of three independent experiments. Statistical differences are presented *p<0.05, **p<0.01.

Table 1.

Sequences of PCR primers of the genes investigated

Target Sequences
Filaggrin For: 5’-AGTGCACTCAGGGGGCTCACA-3’
Rev: 5’-CCG GCT TGG CCG TAA TGT GT-3’
Loricrin For: 5’-TTGGTCAGTGAAGCGATGAG-3’
Rev: 5’-AGA TCT GTC TGC AGG GCT GT-3’
Involucrin For: 5’-TCATAAGAAACCCCGCTGAG-3’
Rev: 5’-AAG GAA GGA GAG CCT GGA AG-3’
GAPDH For: 5’-GGAGCGAGATCCCTCCAAAAT-3’
Rev: 5’-GGC TGT TGTCAT ACT TCT CAT GG-3’

Table 2.

Anti-oxidant properties of C. songaricum extracts on TEAC value and TPC

IC50 (μg/mL) TEAC_DPPH• TEAC_ABTS• TPC(mgGAE/g)
CSM 22.765±0.088 112.650±0.174 180.64±5.218
CSW 34.801±0.045 193.058±0.062 127.62±4.091
Trolox 12.943±0.002 51.664±0.015

TEAC, Troloxequivalent anti-oxidant capacity; TPC, Total polyphenol content; GAE, Gallic acid equivalent

Data are expressed as mean±S.D. in three independent experiments