Coptis chinensis 추출물의 JNK/AP1 Axis을 통한 인간진피섬유아세포 내 MMP1 발현 억제 효능
Effects of Coptis chinensis Extracts on Matrix Metalloproteinase-1 Suppression through JNK/AP-1 Axis in Human Dermal Fibroblasts
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초록
목적: Coptis chinensis 추출물은 강력한 항균, 항염증, 항암, 지혈, 혈압강하 등의 약리작용을 가져 주로 중국의 전통 약재로써 많이 사용되어 왔다. 하지만 Coptis chinensis 추출물에 대한 항노화 작용에 대해서는 아직 정확하게 알려진 것이 없다. 따라서 본연구에서는 Coptis chinensis 추출물의 matrix metalloprotease 1 (MMP1) 발현 조절에 대한 분자세포학적 기전을 밝히고 나아가 새로운 항노화 화장품 원료로써의 가능성을 밝히고자 한다. 방법: Coptis chinensis 추출물의 산화적 스트레스에 의해 증가된 MMP1 발현 억제 효능을 평가하기 위해 인간진피섬유아세포를 사용하였다. 먼저, 추출물에 대한 세포독성평가를 위해 watersoluble tetrazolium salt (WST-1) assay방법으로 세포생존율에 영향을 미치지 않는 농도를 선별하였다. H 2 O 2 (200 µM)가 처리된 인간진피섬유아세포에 Coptis chinensis 추출물을 선별된 농도로 처리한 후 MMP1 mRNA의 발현 변화를 quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR)로 분석하였다. 또한 luciferase reporter assay을 통해 추출물에 의한 MMP1 mRNA의 발현 변화가 AP-1 전사 활성과 관련되어 있는지 분석하였다. 마지막으로 c-Jun N-terminal kinase (JNK) 단백질 활성을 평가하기 위해 JNK와 phospho-JNK의 단백질 발현을 western blot 분석방법을 통해 확인하였다. 결과: Coptis chinensis 추출물의 인간 진피섬유아세포에 대한 세포독성은 5 µg/mL 이하 농도에서 관찰되지 않았다. 세포독성이 관찰되지 않은 농도의 Coptis chinensis 추출물은 인간진피섬유아세포에서 산화적 스트레스에 의해 증가된 MMP1 mRNA의 발현을 억제함을 확인하였다. 이러한 Coptis chinensis 추출물의 효과는 산화적 스트레스에 의해 증가된 JNK/AP-1 Axis 신호 기전을 억제시킴으로써 MMP1의 발현을 조절함을 밝혔다. 본 연구결과는 Coptis chinensis 추출물은 JAK/AP-1 Axis 신호 기전을 통해 MMP1의 발현을 조절한다는 것을 보여준 다. 결론: 본 논문의 연구결과는 Coptis chinensis 추출물의 외인성 노화와 내인성 노화에 따른 노화에 대한 항산화 및 항노화 효과를 보여주면서 새로운 기능성 화장품 소재로써의 이용 가능성을 제시한다.
Abstract
Purpose: In this study, we investigate the effect of Coptis chinensis extract (CCE) on matrix metalloprotease 1 (MMP1) expression in dermal fibroblasts. Methods: Human dermal fibroblasts (HDFs) were used to assess the effect of CCE on oxidative stress-induced MMP1 expression. A water-soluble tetrazolium salt (WST-1) assay was conducted to determine the cytotoxicity of CCE in HDFs. To investigate whether CCE has a protective effect on oxidative stress-induced MMP1 downregulation, HDFs were pretreated with CCE (2.5 and 5 µg/mL) for 9 h, and then with 200 µM H 2 O 2 for 3 h. Total RNAs were collected and the level of MMP1 expression was determined using quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) assay with its specific primers. Also, luciferase reporter gene assay for activator protein-1 (AP-1) activity was performed with AP-1 luciferase reporter gene constructs transfected into HDFs. Furthermore, c-Jun N-terminal kinase (JNK) and p-JNK protein levels were detected by western blot analysis. Results: Lower concentration of CCE (<5 µg/mL) showed little cytotoxicity in HDFs. Pre-treatment of the cells with CCE significantly inhibited H 2 O 2 -induced MMP1 downregulation. Further experiments revealed that CCE-mediated MMP1 downregulated was mediated via suppression of AP-1 transcriptional activity. Moreover, western blot analysis revealed that CCE inhibited the phosphorylation and activation of JNK, which is known to enhancing AP-1 activation. Therefore, these results indicate that CCE regulates MMP1 expression via JNK/AP-1 signaling pathway in HDFs. Conclusion: These results in this paper show that CCE has a protective effect on oxidative stress-induced MMP1 expression in HDFS and may uses as a possible reagent on anti-aging cosmetics.