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항염 활성을 갖는 벼 유래 신규 폴리페놀계 미백제 연구

Studies on new anti-inflammatory skin whitening polyphenols from Oryza sativa L.

초록/요약

기존의 벼에 대한 연구는 주로 미강이나 쌀 단백질 등에 국한된 연구로서 타감 작용 및 항산화 활성 등에 제한되어 진행된 반면, 본 연구에서는 벼의 전초 부분을 이용하여 유효 성분을 분리하고 화장품 소재로서의 가능성을 확인하였다. 벼의 전초부에서 다양한 페닐화합물과, 페닐글루코사이드, 리그난, 스테롤 그리고 디터펜류를 포함한 총 31종의 화합물을 구조 동정하였다. 벼의 전초 유래 화합물의 피부 생리 활성을 In silico docking을 통하여 예측하였으며, iNOS와 COX-2 분자모델을 이용하여 항염 활성을 예측하였고, Tyrosinase 분자모델을 활용하여 미백 활성을 예측하였다. 벼 유래의 화합물중 OR4(Methyl trans ferulate)는 iNOS, COX-2 및 Tyrosinase의 분자모델을 조절하는데 효율적일 것으로 예측되었고, 이를 in-vitro상에서 확인하였다. OR4는 농도 의존적으로 iNOS와 COX-2의 발현을 감소시켰으며, 전염증성 사이토카인 IL-1β, IL-6, TNF-α 모두 LPS 단독 처리군에 비해 OR4를 처리함으로써 유의적인 분비 억제 효과가 확인되었다. 특히 IL-1β에서는 저농도에서도 농도 의존적으로 분비 억제 효과가 우수하게 나타났다. 또한 MAPK 신호 전달경로 분석에서 ERK1/2, JNK와 p38의 인산화를 저해함으로서 NF-kB의 활성을 억제하고, iNOS 및 COX-2의 발현을 저해함으로써 항염 활성을 나타내는 것을 확인하였다. 또한 OR4는 멜라닌의 합성에 관여하는 Tyrosinase, MITF의 발현을 효과적으로 억제함으로서 미백활성이 나타나는 것을 검증하였다. 본 연구에서는 OR4가 p38과 ERK의 phosphorylation 발현을 농도 의존적으로 감소시키는 것을 확인하였다. 이로써 OR4가 p38과 CREB 신호전달 경로를 조절하여 미백 효과를 나타냄을 유추할 수 있었다. 본 연구에서는 벼의 전초부에서도 다양한 종의 유용성 화합물의 존재함을 확인하였으며, 이를 고기능성 화장품 소재로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

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목차

제 1장 연구사 및 연구 필요성
1절. 연구 개요 1
가. 피부노화의 원인 2
나. Reactive oxygen species(ROS) 3
다. 염증 완화 화장품 소재 연구 4
라. Melanin 생성 8
마. 염증과 미백의 상관 관계 10
2절. 연구 소재 12
가. 기존 벼의 유용성분 13
나. 벼 연구의 필요성 22


제 2장. 재료 및 방법
1절. 연구 시료 24
2절. 연구 장비 24
3절. 실험방법 25
가. 벼의 용매 추출 및 분획 25
나. 분획물의 NO 활성 검정 25
다. 분획으로부터 화합물의 분리 26
라. In silico Docking 30
마. 항염증 시험 32
바. 미백 시험 36
사. 임상 검정을 통한 활성 검정 40


제 3장. 결과 및 고찰
1절. 벼 전초로부터 화합물의 분리 동정 45
가. 벼 추출물의 산화질소 저해활성 및 세포독성 분석 45
나. 벼 추출물 분획물의 산화질소 저해활성 및 세포독성 분석 47
다. 화합물의 분리 및 동정 50
2절. In silico docking study 121
가. 벼 유래 화합물의 In silico docking study 121
3절. 항염증 관련 in vitro 효능 검색 및 기전 규명 126
가. 벼로부터 분리한 단일물질의 산화질소 저해활성 및 세포독성 분석 126
나. 선별된 5종의 iNOS 저해 효능 130
다. OR4의 COX-2 저해 효과 135
라. 염증성 사이토카인 발현 조절 136
마. OR4의 MAPK 활성 138
4절. OR4의 멜라닌 생성 억제 활성 검정 140
가. 세포 독성 확인 시험 140
나. 세포 내외 Tyrosinase 저해 활성 141
다. Melanin합성에 관여하는 MITF, TRP-1, TRP-2, Tyrosinase발현의
억제 효과 143
5절. 벼 추출물을 이용한 크림 제형의 제조 및 안정성 측정 146
6절. 임상시험을 통한 기능성 평가 148
가. 피부 자극 테스트 148
나. 미백 효과 평가 시험 150

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