UVB에 조사된 HaCaT Keratinocytes에서의 유색미에 의한 Matrix Metalloproteinases 발현억제 메커니즘 (Mechanisms of Suppression of Matrix Metalloproteinases in UVB-Irradiated HaCaT Keratinocytes of Colored Rice Varieties)

서지정보

· 발행기관 : 한국식품영양과학회
· 수록지 정보 : 한국식품영양과학회지 / 46권 / 5호 / 562 ~ 571페이지
· 저자명 : 최은영, 이재봉, 김도훈, 권용삼, 천정윤, 이진태

초록

본 연구에서는 선별된 유색미 5품종에 대한 자외선 조사에 따른 노화 억제 기전을 확인하고자 항산화 활성과 활성산소종(ROS) assay를 분석하였으며, 주름형성을 유발하는 효소인 MMPs와 그 upstream인 MAPK pathway(ERK, JNK 및 p38)에서의 인산화 발현을 얼마나 저해하는지를 분석하였다. 유색미 5품종 가운데 전자공여능과 ABTS 소거활성 결과, 신토흑미 에탄올 추출물(SRE)과 흑설 에탄올 추출물(HE), SRE와 흑설 열수 추출물(HW)이 각각 뛰어난 소거활성을 보였으며, collagenase 저해 활성 결과 HE가 전 농도에서 고르게 높은 저해효과를 나타내었다. 또한, ROS assay에서 SE와 HE가 전 농도에서 매우 효과적인 ROS 생성억제를 나타냄에 따라 우리는 선별된 유색미 가운데 HE를 이용하여 MMPs와 MAPK의 발현억제 pathway를 확인하였다. 그 결과 pro-collagen type Ⅰ은 100 μg/mL의 농도에서 발현이 증가하였고, MMP-1과 -13은 농도 의존적으로 발현이 억제되었으며, ERK와 p38의 인산화 또한 농도 의존적으로 억제하고 있음을 확인하였다. 이러한 결과에 따라 MMPs의 mRNA 발현을 확인하기 위한 RT-PCR을 실시하였으며, MMP-1과 3의 mRNA의 발현은 농도 의존적으로 감소하였고 MMP-9는 HE를 100 μg/mL의 농도로 처치한 경우에 발현이 감소하였음을 확인하였다. 선별된 유색미 5종의 에탄올 추출물은 항산화 활성이 우수하였고, 특히 HE의 주름억제 활성 효능을 확인함에 따라 기능성 식품･화장품 분야에서 주름개선 및 항노화 소재로서의 가능성을 확인하였다.

영어초록

In this study, we investigated the anti-oxidant activities [electron-donating ability (EDA), 2,2’-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical scavenging ability, and reactive oxygen species (ROS) inhibitory activity], anti-wrinkle activities [collagenase inhibitory activity, suppression and/or phosphorylation of matrix metalloproteinases (MMPs), and mitogen-activated protein (MAP) kinase activity], and mRNA expression levels using reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) assay in ultraviolet (UV) B ray (50 mJ/cm2)-irradiated human keratinocyte HaCaT cells. Josaengheugchal, Sinneungheugchal (SE), Shintoheug rice, Heugjinju rice, and Heugseol (HE) among colored rice varieties were reported to have excellent antioxidant properties. In the EDA and ABTS radical scavenging assays, extracts of the five colored rice varieties had scavenging activities of 72% at concentrations higher 50 μg/mL. In the collagenase inhibition assay, ethanol extracts of the five colored rice varieties showed high inhibitory effects of about 60% at concentrations higher 25 μg/mL. In the ROS inhibition assay, ethanol extracts of HE and SE showed very excellent inhibition efficacies at all concentrations. We determined molecular biological mechanisms of MMPs (MMP-1, -3, -8, and -13) and mitogen-activated protein kinase (MAPK) with HE, and the results show that HE suppressed expression of MMPs and phosphorylation of MAPK and increased expression of pro-collagen type Ⅰ in UVB-irradiated cells. It was also confirmed by RT-PCR that HE reduced expression of MMPs mRNA. Therefore, these results suggest that HE has anti-wrinkle and collagen production effects and may be used as a material in the development of functional food and cosmetic industries.

참고자료

· 없음