브라운 기니피그와 melan-a 세포에서 백지에탄올 추출물의 미백 효과
Whitening Effects of Angelica dahurica Radix Ethanol Extract in Brown Guinea Pig and Melan-a Cell
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초록
본 연구는 백지 에탄올추출물의 미백효능을 조사하기 위해 in vitro 실험으로 melan-a 세포를 사용하여 멜라닌합성 저해 및 tyrosinase 활성 저해효능을 평가하였고 in vivo 실험으로 미백효과를 평가하였다. In vivo 실험으로 450~500g의 brown guinea-pig 등 부위에 자외선을 주 1회, 3주간 총 1,500mJ/㎠를 조사하여 인공색소반(지름: 12㎜)을 제작한 후 정상군(saline 도포군, N), 대조군(UVB + saline 도포군, C), 용매대조군[UVB + 용매(propylene glycol: ethanol: water(5: 3: 2) 도포군, VC], 양성대조군(UVB + 2% hydroquinone 도포군, PC), 실험군 1(UVB + 1% ADEE 도포군, E1), 실험군 2(UVB + 2% ADEE 도포군, E2)로 나누어 1일 2회, 주 5일, 매회 30㎕ 씩 5주간 도포하였으며 다음과 같은 연구결과를 얻었다. 멜라닌 량을 측정한 결과, 백지 에탄올추출물 처치군은 농도의존성 부적(-) 양-반응 관계를 보였고 대조군에 비해 시료농도 25㎍/㎖, 50㎍/㎖에서 각각 27%와 38%씩 유의하게 감소하였다(p<0.00l). Tyrosinase 활성 측정에서 백지 에탄올추출물 처치군은 대조군에 비해 유의하게 활성을 저해(p<0.00l) 시켰으며 동일 농도의 arbutin 처치군에 비해서도 두 배 정도 높은 저해 활성을 보였다. Western blotting 분석에서 백지 에탄올추출물 처치군은 대조군에 비해 TRP1 발현량을 현저하게 저해시킴을 확인하였다. 이러한 결과는 백지 에탄올추출물이 tyrosinase 활성 및 TRP1 발현을 억제시켜 멜라닌 합성을 저해시킨 것으로 해석된다. 백지 에탄올추출물의 미백효과를 알아보기 위해 brown guinea-pig을 이용한 in vivo 시험 결과, 육안적 관찰에서 1%와 2%의 실험군과 양성대조군은 용매대조군에 비해 멜라닌 색소침착 정도가 점차적으로 감소되어 도포 5주에는 확연하게 줄어들었다. 멜라닌 색소침착 정도를 좀 더 객관적으로 분석하기 위해 멜라닌 지수를 측정한 결과, 1%와 2%의 실험군은 용매대조군에 비해 유의하게 감소(p<0.00l) 하였으며 양성대조군은 실험군보다 유의하게 낮은 수치를 나타냈다(p<0.00l). 표피 내 색소침착 관찰을 위한 F-M 염색결과, 1%와 2%의 실험군과 양성대조군은 대조군과 용매대조군에 비해 멜라닌과립의 분포도가 확연하게 경감하였다. 멜라닌색소 침착정도를 객관적으로 평가하기 위해 영상분석을 이용하여 수치화 한 결과, 정상군에 비해 대조군과 용매대조군은 유의하게 높은 수치를 나타낸 반면(p<0.00l), 양성대조군과 1%, 2%의 실험군은 대조군과 용매대조군에 비해 유의하게 낮은 수치를 나타냈다(p<0.00l). S-100 단백질에 대한 면역조직화학 염색으로 멜라닌세포 생성정도를 분석한 결과, 정상군에 비해 대조군과 용매대조군은 멜라닌세포가 증가하여 주로 기저층에 집결되어 나타났으나 1%, 2%의 실험군과 양성대조군은 대조군과 용매대조군에 비해 현저하게 줄어들었다. 멜라닌세포 생성정도를 영상분석을 이용하여 수치화 한 결과, 정상군에 비해 대조군과 용매대조군은 유의하게 높은 수치를 나타낸 반면(p<0.00l), 1%와 2%의 실험군은 용매대조군에 비해 유의하게 낮은 수치를 보였고(p<0.00l), 양성대조군은 실험군보다 유의하게 낮은 수치를 나타냈다(p<0.00l). 이상의 실험결과를 종합하면, 백지 에탄올추출물은 melan-a 세포를 이용한 in vitro 시험에서 tyrosinase 활성, TRP1 발현 및 멜라닌합성을 억제시켰고, in vivo 시험에서는 UVB에 의해 증가된 멜라닌세포 및 색소 생성을 억제시켰으며, 이미 생성된 멜라닌색소에 대해서는 현저한 탈색효과를 보여 우수한 미백효과를 나타냈다. 따라서 백지 에탄올추출물은 tyrosinase 활성과 TRP1 발현 억제를 통하여 멜라닌생성을 억제시킴으로써 피부 미백효과를 나타내는 것으로 해석된다.
Abstract
The whitening effect of Angelica dahurica Radix ethanol extract (ADEE) was investigated with in vitro and in vivo tests. For in vitro tests, ADEE was treated at concentrations of 6.25, 12.5, 25, and 50 g/ml to melan-a cells in order to evaluate ADEE's inhibitory effects on melanin synthesis and tyrosinase activity. Arbutin was used as positive control. For in vivo tests, the test agent was topically applied to hyperpigmented areas on the back skins of brown guinea-pigs (weight: 450~500 g). The hyperpigmented areas were generated by 1,500 mJ/cm2 of ultraviolet B (UVB) irradiation. The test agent of 30 l was applied twice a day, five days a week, for five weeks. The animals were divided into 6 groups: normal (N), control (C), vehicle control (VC), positive control (PC, 2% hydroquinone), experimental 1 (E1, 1% ADEE) and experimental 2 (E2, 2% ADEE). ADEE effectively inhibited melanin synthesis and tyrosinase activity of melan-a cells in a dose-dependent manner. The pigmentation of brown guinea-pigs was clearly lightened in the PC, E1 and E2 groups compared to the C and VC groups. At the fifth week, the melanin indices of the ADEE groups were significantly lower (p<0.00l) than that of the VC group. Visual and quantitative analyses revealed that the degree of melanin pigmentation and S-100 protein expression levels were significantly decreased (p<0.00l) in ADEE treated groups compared to control groups.
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