| Home | E-Submission | Sitemap | Contact us |  
top_img
Asian J Beauty Cosmetol > Volume 14(2); 2016 > Article
갈대, 함초, 매실 추출물이 항스트레스 및 항히스타민 작용에 미치는 영향

요약

목적:

본 연구에서는 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물의 항산화 효과, 항알레르기 효과를 확인하여 기능성 소재 및 화장품 소재로의 개발 가능성을 확인하고자 하였다.

방법:

갈대, 함초, 매실을 70% 주정 에탄올로 추출하였으며, 각각 추출물의 산화적 스트레스 요인에 대한 인간 피부세포유래인 HaCaT 세포주의 보호효과를 측정하였다. 항알레르기 효과를 확인하고자 알레르기 반응을 나타내는 주요 세포인 비만세포 RBL-2H3 세포주를 이용하여 알레르기 반응 시 세포의 탈과립 지표로 알려진 β-hexosaminidase 분비 억제를 관찰하였다.

결과:

활성산소에 의한 산화적 스트레스로부터 세포를 보호할 수 있는 항산화력을 평가한 결과 세 가지 추출물 중 갈대 에탄올 추출물의 경우 200 μg/mL의 농도에서 가장 높은 37%의 보호효과를 나타내었다. β-Hexosaminidase 분비에 대한 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물의 억제 효능을 확인하였다. 추출물을 처리하지 않은 대조군과 비교하였을 때, 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물은 각각 200 μg/mL의 농도에서 각각 53.6%, 49.8%, 30.2%의 효과를 나타내었고, 세 가지의 추출물 중 갈대의 효과가 가장 우수했다.

결론:

갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물은 세포에 대한 독성을 갖지 않으면서 산화적 스트레스에 대한 항산화와 가려움증을 억제하는 효과가 있음을 확인하였기 때문에 기능성 소재 및 화장품 소재로 개발 가능성이 있을 것으로 판단된다.

Abstract

Purpose

The purpose of this study is to investigate the anti-stress and anti-histamine effects of Phragmites communis, Salicornia herbacea, and Prunus mume to verify their potential as the raw materials for functional material or cosmetics products.

Methods

I extracted the substances of Phragmites communis, Salicornia herbacea, and Prunus mume using 70% ethanol solution. With the extracts, the protective effects of HaCaT cell line against the anti-stress factors were confirmed. In order to verify the anti-histamine effects, one of the key sources of the allergic reactions, RBL-2H3 cell line was used for the test. Moreover, the inhibitory effect on β–hexosaminidase, which is known as one of the indicators of degranulation of cells during allergic reactions, was observed.

Results

The results of anti-stress effects from active oxygen showed that the Phragmites communis extract had the highest protective effect among the extracts. The anti-histamine effects of Phragmites communis, Salicornia herbacea, and Prunus mume extracts were identified by the inhibition of β-hexosaminidase. When the extracts were compared to the control groups, the extracts of Phragmites communis, Salicornia herbacea, and Prunus mume had inhibitory effects of 53.6%, 49.8%, 30.2% at the 200 μg/mL respectively. Among them, the reed extract had the strongest inhibitory effect.

Conclusion

We confirmed that the extracts of Phragmites communis, Salicornia herbacea, and Prunus mume did not have any cellular toxicity while having anti-stress effect and suppressing itchiness. Therefore, it is believed that the substances have potential as the raw materials for functional cosmetics.

中文摘要

目的

探讨芦苇、咸草、梅果乙醇提取物的抗氧化及抗过敏效果, 证实作为功效性原料及化妆品原料的开发可行性。

方法

用70%乙醇分别提取芦苇、咸草、梅果提取物, 并分别探讨各提取物对人体皮肤角质形成细胞 (HaCaT)在氧化应激条件下, 细胞周期的保护效果。为了研究抗过敏效果, 过敏反应的主要来源之一, 肥胖细胞RBL-2H3细胞系被用于测试,抗过敏反应时, 观察细胞的脱颗粒指标β-hexosaminidase的分泌量抑制情况。

结果

研究表明三种提取物中芦苇乙醇提取物在200 μg/mL浓度时, 对活性氧诱导氧化应激的细胞, 以37%显示最高保护效果。研究抑制 β-hexosaminidase的分泌效果时, 与没有用提取物处理的对照群相比, 芦苇、咸草、梅果乙醇提取物在200 μg/mL浓度时, 分别显示53.6%, 49.8%, 30.2%的效果, 其中芦苇的效果最明显。

结论

芦苇、咸草、梅果乙醇提取物对细胞没有毒性, 具有抗氧化及抗过敏效果, 因此证明其作为功效性原料及化妆品原料充分具有可行性。

Introduction

Singlet oxygen (1O2), superoxide anion radical (O2-), hydrogen peroxide (H2O2), hydroxyl radical (OH), peroxyl radical (ROO) 등과 같은 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)은 인체 내의 정상적인 신진대사 과정 중에 생성되는 물질로 화학적으로 매우 반응성이 높고, 불안정하다(Kim et al., 2011). 이렇게 끊임없이 발생되는 활성산소종은 각질형성세포의 탄력 및 보습기능의 저하, 노화의 촉진, 그리고 피부세포의 염증과 괴사 등을 유발하는 등 노화 및 관련 질병의 주요 인자로 작용한다(Mok et al., 2011; Kim et al., 2012; Seo & Choi, 2013). 활성산소종을 제거하는 대표적인 항산화제로는 천연 항산화제에는 vitamin C, flavonoid 등이 있으며, butylated hydroxyanisole (BHA) 및 butylated hydroxytoluene (BHT) 등은 합성 항산화제로 이미 널리 알려져 있다(Kim et al., 2014a; Son et al., 1995). 하지만 천연 항산화제는 비교적 항산화력이 낮고, 합성 항산화제의 경우 세포대사 및 호흡작용을 방해하며 생체 효소 및 지방의 변이원성 및 독성으로 인해 암을 유발시킬 수 있으며 그 만큼 독성이 강하다는 문제점이 보고되어 있다(Choi et al., 2009). 그러므로 합성 항산화제를 대체할만한 천연 항산화제의 개발이 매우 시급하다. 활성산소종은 세포에 산화적 스트레스로 작용할 뿐만 아니라 염증과 관련된 nitric oxide (NO), inducible nitric oxide (iNOS)와 cyclooxygenase-2 (COX-2) 등을 자극하여 염증반응을 일으킨다(Ryu et al., 2012). 이러한 염증 반응으로 인해 아토피성 피부염, 기관지 천식, 알레르기성 비염, 피부소양증 등이 유발될 수 있다. Histamine과 β-hexosaminidase는 비만세포(mast cell)가 자극에 의해 활성화되었을 때 분비되는 것으로 일반적으로 in vitro 염증, 알레르기 반응에 관한 탈과립 마커로 사용되고 있다(Park et al., 2008).
갈대(Phragmites communis T.)는 벼과(Gramineae)에 속하는 다년초로서 중국, 한국, 일본, 러시아, 쿠릴열도 등 북반구의 온대지방에서 아한대에 넓게 분포한다(Ryu et al., 2013). 뿌리는 한방에서 해열, 지갈, 이뇨제, 당뇨병의 소갈, 구역질, 변비, 식중독 등 약용으로 사용되어 왔으며, 우리 주변에서 흔하게 볼 수 있어 그 가치를 잊어버리고 있었다(Mo et al., 2013; Lee et al., 2010). 갈대에 대한 국내 연구로는 Seo et al. (2012)의 사료가치 및 생산량, Hong & Kim (2011)의 삽목효율 비교 분석, In & Kim (2010)의 갈대뿌리를 첨가하여 제조한 산머루주의 발효 특성 등이 있으며, 화장품 소재 개발을 위한 연구로는 Park (2008)의 노근 에센스를 사용한 20-30대 여성의 피부미백 관리의 만족도, Mo & Oh (2011)의 항균력 및 세포독성관한 연구 등이 보고되었다.
함초(Salicornia herbacea L.)는 우리나라 서해안이나 남해안, 제주도, 울릉도, 백령도 같은 섬 지방의 바닷물이 닿는 해안이나 갯벌, 염전 주위에 무리 지어 자란다. 우리말로는 퉁퉁하고 마디마다 튀어나온 풀이라고 하여 ‘퉁퉁마디’라고 부르고 있으며, 맛이 몹시 짜다고 하여 함초 또는 염초라고도 불리다(Kim et al., 2014b). 함초의 국내 연구는 Cho et al. (2008)의 장 기능 개선과 변비해소 효과, Lee et al. (2012), Kim et al. (2015)의 항 비만효과 등이 있으며, 화장품 소재에 관한 연구로는 Mo & Kim (2011)의 여드름 피부개선 효과, Lim & Kang (2009)의 여드름 피부에 미치는 함초 식이의 피부개선 효과, Mo & Oh (2011)의 화장품 소재로서 생리활성 비교 연구, Ahn et al. (2011)의 피부미용 효과 등이 보고되었다.
매실(Prunus mume)은 장미과 과수로 중국, 일본, 한국에서 주로 재배되었다. 매실은 유기산과 무기질이 많이 포함 되어 있어 어릴 적에는 malic acid가 풍부하고, 성숙하면서 citric acid가 증가하며 rutin이라는 항산화 물질을 함유하고 있다(Park et al., 2012). 매실에 대한 국내 연구로는 Park et al. (2013)의 항산화 및 항균작용의 효과, Hwang (2005)의 건강기능성, 구강미생물에 대한 항균작용(Jang et al., 2014) 등이 있으며 화장품 소재로서 Propionibacterium acnes에 대한 매실 추출물의 피부미용효과(Ha & Cho, 2004) 등이 보고되었다. 갈대, 함초, 매실에 대한 연구는 많이 진행되어왔지만, 화장품 소재로서 활성산소를 억제하는 항산화 효과와 관련하여 염증 반응으로 이어지는 연구에 대한 내용은 아직 많이 보고되어 있지 않다.
본 연구에서는 순천지역에서 자생하는 갈대, 함초, 매실을 에탄올로 추출하여 세포독성, 산화적 스트레스에 대한 항산화 효과를 확인하였고, 항알레르기 효과를 확인하고자 알레르기 반응을 나타내는 주요 세포인 비만세포 RBL-2H3 세포주를 이용하여 알레르기 반응 시 세포의 탈과립 지표로 알려진 β-hexosaminidase 분비 억제를 관찰하였다. 이에 따라 천연물질인 갈대, 함초, 매실을 이용한 기능성 소재 및 화장품 소재로의 개발 가능성을 확인하고자 하였다.

Methods

1. 재료 및 시료의 추출

본 실험에 사용된 갈대, 함초, 매실은 전남 순천에서 채집하였으며, 시료는 농약이나 중금속의 오염이 되지 않은 조건의 지역에서 채집하여 실험에 사용하였다. 시료는 채취 후 이물질을 제거하고 자연건조 한 후 건조시료를 분말형태로 분쇄하여 각 시료 100 g에 70% 에탄올 1 L를 첨가하여 24 h 침지시켜 추출하였다.
추출된 시료액은 Whatman filter paper를 사용하여 여과한 후, 감압농축기를 이용하여 추출용매를 제거하여 농축시켰다. 갈대(Phragmites communis 70% ethanol extract, PCE) 추출물의 수율은 12.4%, 함초(Salicornia herbacea 70% ethanol extract, SHE) 추출물의 수율은 10.7%, 매실(Prunus mume 70% ethanol extract, PME) 추출물의 수율은 9.2%를 보였다.

2. 세포주 및 세포배양

본 실험에 사용한 세포는 인간 피부세포유래인 HaCaT 세포와 rat basophilic leukemia 세포주인 RBL-2H3 세포는 한국 세포주 연구재단(Korea)에서 구입하였다. HaCaT 세포의 생육배지로는 Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM; Thermo Fisher Scientific Inc., USA)에, RBL-2H3 세포는 Minimum Essential Media (MEM; Thermo Fisher Scientific Inc., USA)에 각각 10% fetal bovine serum과 1% streptomycin-penicillin을 넣어 배양액으로 하여 각각 37℃, 5% CO2 습윤화된 incubator에서 적응시켜 배양하였다.

3. 추출물이 인체 피부세포(HaCaT cell)에 미치는 영향분석 실험방법

1) 세포의 생존율 분석

본 실험에 사용할 세포주는 skin keratinocyte의 HaCaT cell로 항노화, 항산화, 피부탄력, 미백 등의 연구를 위하여 연구자들이 흔히 사용하는 세포주다(Kim et al., 2014c). 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물에 대한 세포성장 억제 활성효과는 MTT assay를 통해 확인하였다. 96 well에 3×104 cells/well의 농도로 접종하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 24 h 동안 배양시킨 후 5-200 μg/mL의 농도로 처리하여 24 h 동안 배양하였다. 그 후 MTT를 처리하여 MTT가 생존 세포의 효소작용에 의해 환원되도록 4 h을 배양하였다. 그 후 배양액을 제거하고 각 well에 생성된 formazan 결정을 DMSO를 첨가하여 녹인 후 Microplate Reader (Bio-rad, USA)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하여 cell 생존율을 구하였다.

2) 산화적 스트레스 요인에 의한 세포 손상 보호효과 측정방법

산화적 스트레스 요인에 의한 HaCaT cell의 보호효과를 관찰하기 위하여 O’Toole et al. (1996)의 방법을 응용하여 실험하였다. 24 well plate에 HaCaT cell을 1×105 cells/well농도로 분주하고, 24 h을 배양하여 부착 및 안정화를 시행하였다. 24 h 배양이 끝난 후, 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물을 4 h 전처리하여 배양액을 씻어낸 후, 산화적 스트레스를 유발하여 세포 생존율을 감소시키는 것으로 알려져 있는 과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2) 500 μL를 투여하여 24 h 동안 반응시켰다. 반응 완료 후 배양액을 제거하고 각 well 에 생성된 formazan 결정을 DMSO를 첨가하여 녹인 후 Microplate Reader (Bio-rad)를 이용하여 500 nm에서 흡광도를 측정하였다.

4. 추출물의 비만세포에 대한 탈과립 억제능 분석실험

1) 추출물의 비만세포(mast cell) 생존율 농도 측정방법

본 연구에 사용하는 RBL-2H3 세포는 알러지에 대한 약물의 효능을 연구하는데 좋은 모델이다(Park et al., 2011). 항히스타민 활성 측정을 위해 Ig E로 감작된 세포에 대한 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물의 독성은 MTT assay 방법으로 측정하였다. RBL-2H3 cell를 24 well plate에 각각 well 당 2×105개의 세포가 들어가도록 분주한 다음, well 당 200 ng/mL의 anti-DNP Ig E로 감작시키고, 5%의 CO2 배양기에서 12 h 배양한 후 여러 농도(5, 10, 20, 50, 100, 200 μg/mL)의 추출물을 세포에 처리하였다. 12 h 후 MTT assay 방법으로 Microplate Reader (Bio-rad, USA)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정한 후 cell의 생존율을 구하였다.

2) 항히스타민 활성 측정

RBL-2H3 세포주를 24 well plate에 각각 well 당 2×105개의 세포가 들어가도록 분주한 다음, well 당 200 ng/mL의 anti-DNP Ig E로 감작시키고 5%의 CO2 배양기에서 12 h 배양시켰다. 세포주는 siraganian buffer로 2 회 세척한 후 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물을 농도 별로 첨가한 후 30 min 동안 37℃에서 다시 반응 시키고, 여기에 DNP-HAS (25 ng/mL)를 처리하고 30 min 간 알레르기 반응을 유도한 후 ice bath에서 10 min 간 반응을 정지한 후 12,000 rpm에서 3 min 원심 분리하여 상등액만 회수하고, β-hexosaminidase 측정에 이용하였다. β-Hexosaminidase 분비 저해 측정은 상등액 30 μL와 1 mM p-NAG 30 μL을 혼합한 반응액을 1 h 동안 37℃에서 반응시키고 0.1M carbonate buffer 250 mL를 첨가하여 반응을 종결시키고, ELISA reader (Molecular Devices, USA)를 사용하여 405 nm에서 흡광도를 측정하였다.

Results and Discussion

1. 추출물이 인체 피부세포(HaCaT cell)에 미치는 영향

1) 세포 생존율 분석결과

갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물이 사람 각질형성세포인 HaCaT 세포의 대사 및 독성에 영향을 주어 세포 사멸 및 산화적 스트레스 발생에 관여할 수 있음을 배제하기 위하여 세포독성 실험을 통하여 세포 생존율을 확인하였다. 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물을 각각 5-200 μg/mL 농도로 HaCaT 세포에 처리하여 MTT assay를 진행한 결과는 다음과 같다(Figure 1).
갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물 모두 5-200 μg/mL 농도범위에서 90% 이상의 생존율이 확인되었으므로 3종 추출물 모두 5-200 μg/mL 농도범위에서 특이할 만한 세포독성을 보이지 않았다.
이전의 연구 결과(Mo & Oh, 2011; Park et al., 2012)에 의하면 함초, 매실 추출물이 본 연구에서 사용된 농도보다 훨씬 높은 농도에서도 다른 기원의 세포에 대해서 독성을 나타내지 않았다.
본 연구 결과와 종합한 결과, 천연 식물인 갈대, 함초, 매실의 추출물은 활성을 나타내는 유효 농도에서 독성이 없다는 것을 확인할 수 있었다.

2) 산화적 스트레스 요인에 의한 세포 손상 보호효과 측정결과

활성산소에 의한 산화적 스트레스로부터 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물의 세포 보호 효과를 알아보기 위하여 각각의 추출물로 전처리된 HaCaT 세포에 세포 내 호흡과정에서 정상적으로 생성되며, 산화적 스트레스를 생성하는 주요 자극원으로 사용되는(Ryu & Mo, 2014) H2O2 를 처리하여 스트레스를 유발시킨 후 세 가지의 추출물이 어느 정도 세포를 보호하는지를 세포 생존율을 통하여 분석하였다.
그 결과, 대조군의 세포생존율을 100%로 보았을 때 전처리하지 않은 실험군은 55.25% 세포생존율을 나타낸 반면, 추출물의 농도가 높아질수록 세포생존율이 높게 나타났으며, 갈대 에탄올 추출물의 경우 5-200 μg/mL의 농도에서 각각 73.0%, 76.1%, 81.6%, 84.2%, 86.8%, 92.4% 생존율을 나타내어, 200 μg/mL에서는 37%의 보호효과가 확인되었다. 함초 에탄올 추출물은 5-200 μg/mL의 농도에서 각각 70.0%, 72.0%, 77.2%, 79.9%, 85.4%, 88.5%의 생존율을 나타내었으므로, 200 μg/mL의 농도에서 33.3%의 보호효과를 확인하였다. Choi et al. (2011)의 결과에서 H2O2 에 의한 산화적 스트레스를 보호하는 냉동 함초(FSH) 추출물의 보호효과는 25, 50, 100 μg/mL의 농도에서 각각 67.6%, 76.9%, 93.1%를 나타내었으므로 본 연구 결과와 마찬가지로 추출물의 농도가 증가할수록 산화적 스트레스에 대한 보호효과도 증가하는 것을 확인하였다. 매실 에탄올 추출물은 5-200 μg/mL의 농도에서 73.5%, 77.2%, 80.7%, 84.6%, 85.8%, 89.1%의 생존율이 확인되었으며, 200 μg/mL에서는 33.9%의 보호효과가 확인되었다(Figure 2).
이전의 다른 연구결과에 따르면 갈대(Mo et al., 2013), 함초(Cho et al., 2010), 매실(Park et al., 2012)은 강력한 항산화 효과를 나타내기 때문에 본 실험에서도 마찬가지로 각각의 추출물들이 의한 산화적 스트레스를 방어했음을 알 수 있다.

2. 추출물의 항히스타민 활성

1) 추출물이 RBL-2H3 cell에 미치는 영향

비만세포는 피부, 림프관 주의, 호흡기, 혈관주의, 위장관의 점막, 뇌 등 전신의 장기에 분포하고 있으며, 천식이나 알레르기성 비염과 같은 알레르기 반응을 매개하는 중요한 세포이다(Lee, 2010). RBL-2H3 cells의 생존율에 미치는 영향을 알아보기 위하여 MTT assay를 실시하였다. 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물은 모든 농도범위(5-200 μg/mL)에서 유의할만한 세포독성을 보이지 않았다(Figure 3).

2) β-Hexosaminidase 방출에 대한 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물의 억제 효과

아토피를 비롯한 각종 피부염의 초기 증상들은 비만세포에서 분비되는 히스타민에 의해 일어나며 치료를 위해 항히스타민 계열의 약물을 사용하는 것이 일반적이다(Park et al., 2011). 히스타민은 즉시형 과민반응과 소양감을 유발하는 주요한 매개체로 알려져 있다. 또한 두드러기, 천식, 알레르기성 비염 등의 알레르기성 질환을 유발하며 실제 이러한 질환을 앓고 있는 환자의 혈액과 조직에서 정상인보다 더 높은 히스타민 농도가 관찰된다(Paik et al., 1999). β-Hexosaminidase는 비만세포의 과립 내에 저장되어 있으며 비만세포가 면역적 활성을 일으킬 때 탈과립되어 분비된다. 그러므로 β-hexosaminidase의 측정은 비만세포의 활성과 탈과립을 억제하는 효능을 조사하는데 널리 활용되는 방법이다(Kang & Lee, 2012).
본 연구에서는 히스타민 유리능의 지표로 사용되고 있는 β-hexosaminidase 분비에 대한 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물의 항알레르기 효과를 측정하였다. 갈대 에탄올 추출물은 5-200 μg/mL의 농도에서 각각 80.9%, 78.1%, 71.3%, 69.3%, 62.2%, 46.4%의 β-hexosaminidase가 방출되어, 19.1%, 21.9%, 28.7%, 30.7%, 37.8%, 53.6%의 억제효과가 나타났으며(Figure 4), 함초 에탄올 추출물은 각각 87.3%, 81.0%, 77.3%, 60.6%, 57.5%, 50.2%의 β-hexosaminidase가 방출되어, 12.7%, 19.0%, 22.7%, 39.4%, 42.5%, 49.8%의 억제효과가 나타났다(Figure 5). 매실 에탄올 추출물은 92.4%, 88.4%, 86.8%, 85.3%, 78.1%, 69.8%의 β-hexosaminidase가 방출되어 7.6%, 11.6%, 13.2%, 14.7%, 21.9%, 30.2%의 억제효과가 나타났다(Figure 6). 각각의 추출물의 농도가 높아질수록 β-hexosaminidase 방출에 대한 억제 효과도 향상되었다.

Conclusion

본 연구는 순천지역 자생 갈대, 함초, 매실을 70% 에탄올로 추출하여 HaCaT 세포에 대한 독성, 산화적 스트레스에 대한 보호효과, 그리고 비만세포인 RBL-2H3 세포에서 β-hexosaminidase 방출에 대한 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물의 억제 효과를 확인하여 천연물질을 이용한 기능성 소재 및 화장품 소재로서의 개발 가능성을 확인하였다. 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물을 사람 각질형성세포인 HaCaT 세포에 처리하여 세포 독성에 대한 실험을 진행한 결과 세 가지의 추출물 모두 5-200 μg/mL의 농도범위에서 90% 이상의 세포 생존율을 나타내었다. 활성산소에 의한 산화적 스트레스로부터 세포를 보호할 수 있는 항산화력을 평가한 결과 세 가지 추출물 중 갈대 에탄올 추출물의 경우 200 μg/mL의 농도에서 가장 높은 37%의 보호효과를 나타내었다. 함초, 매실 에탄올 추출물은 각각 33.3%, 33.9%로 갈대 에탄올 추출물과 거의 비슷하게 높은 보호효과를 나타내었다. Histamine은 알레르기 반응에서 피부의 두드러진 증상 중 하나인 소양감(가려움증)을 초래한다(Kim et al., 2003). 이에 대한 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물의 효과를 확인하고자 비만세포의 생존율을 측정한 결과 세 가지 추출물 모두 5-200 μg/mL 농도에서 세포독성을 보이지 않았다. 소양감을 유발시키는 히스타민과 관련하여, 히스타민 유리능의 지표로 사용되고 있는 β-hexosaminidase 분비에 대한 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물의 억제 효능을 확인하였다. 추출물을 처리하지 않은 대조군과 비교하였을 때, 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물은 각각 200 μg/mL으로 가장 높은 농도에서 각각 53.6%, 49.8%, 30.2%의 효과를 나타내었고, 세 가지의 추출물 중 갈대의 효과가 가장 우수했다.
따라서 갈대, 함초, 매실 에탄올 추출물은 세포에 대한 독성을 갖지 않으면서 산화적 스트레스에 대한 항산화와 가려움증을 억제하는 효과가 있음을 확인하였기 때문에 기능성 소재 및 화장품 소재로 개발 가능성이 있을 것으로 판단된다.

Figure 1.

Effects of PCE, SHE, and PME on the cell viability in HaCaT cells.

Cells were treated with indicated concentrations of extracts for 24 h. Level of the cell viability were measured using the MTT assay. The viability of untreated control cells was defined as 100%.
ajbc-14-2-147f1.tif
Figure 2.

Protective effects of PCE, SHE, and PME against oxidative stress induced by H2O2 in human HaCaT cells.

Cells were incubated with PCE, SHE, and PME extracts for 4 h before the treatment with 500 μM H2O2 for 24 h. The value represents mean±S.D. for triplicate experiments.
ajbc-14-2-147f2.tif
Figure 3.

Cytotoxic effects of PCE, SHE, and PME extracts on RBL-2H3 cells.

RBL-2H3 cells (2×105) were incubated with 200 ng/mL of DNP-specific Ig E overnight. After the treatment with various concentrations of PCE, SHE, and PME extracts on RBL-2H3 cells, the cell viability was determined by MTT assay.
ajbc-14-2-147f3.tif
Figure 4.

Inhibitory effects of extract from PCE on β-hexosaminidase release from RBL-2H3 cells.

The cells were incubated overnight in 24-well plates with 200 ng/mL of DNP-specific Ig E in medium. The medium was replaced with siraganian buffer that contained the indicated concentrations of PCE for 30 min before stimulation with 25 ng/mL of DNP-HSA for 30 min in order to measure the release of β-hexosaminidase. The values represent the mean±S.D. for triplicate experiments.
ajbc-14-2-147f4.tif
Figure 5.

Inhibitory effects of extract from SHE on β-hexosaminidase release from RBL-2H3 cells.

The cells were incubated overnight in 24-well plates with 200 ng/mL of DNP-specific Ig E in medium. The medium was replaced with siraganian buffer that contained the indicated concentrations of SHE for 30 min before stimulation with 25 ng/mL of DNP-HSA for 30 min in order to measure the release of β-hexosaminidase. The values represent the mean±S.D. for triplicate experiments.
ajbc-14-2-147f5.tif
Figure 6.

Inhibitory effects of ethanol extract from PME on β-hexosaminidase release from RBL-2H3 cells.

The cells were incubated overnight in 24-well plates with 200 ng/mL of DNP-specific Ig E in medium. The medium was replaced with siraganian buffer that contained the indicated concentrations of PME for 30 min before stimulation with 25 ng/mL of DNP-HSA for 30 min in order to measure the release of β-hexosaminidase. The values represent the mean±S.D. for triplicate experiments.
ajbc-14-2-147f6.tif

References

Ahn BK, Kim R, Choi DB, Kim YS. Effect of Salicornia bigelovii extract on the activities of whitening and anti-wrinkle. Applied Chemistry for Engineering 22: 56-60. 2011.

Cho JY, Park SY, Shin MJ, Gao TC, Moon JH, Ham KS. Isolation and identification of antioxidative compounds in fermented glasswort (Salicornia herbacea Ljuice. Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 39: 1137-1142. 2010.
crossref
Cho YS, Kim SI, Han YS. Effects of slander glasswort (Salicornia herbacea Lextract on improvements in bowel function and constipation relief. Korean Journal of Food Science and Technology 40: 326-331. 2008.

Choi SJ, Kim SY, Lee SC, Lee JM, Lee IS, Jung MY, Yang SM, Chae HJ. Anti-oxidant and whitening effects of cell lytic enzyme-treated lotus leaf extract. Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal 24: 579-583. 2009.

Choi YS, Kim SJ, Jeon MO, Ryu YW, Rim YS, Jung IJ. Antioxidative and detoxic effects of Salicornia herbacea L. extract in cultured human skin fibroblast damaged by hydrogen peroxide. Journal of Investigative Cosmetology 7: 389-396. 2011.
crossref
Ha MH, Cho SH. Beauty effect of Prunus mume extract against Propionibacterium acnes. Korean Journal of Aesthetics and Cosmetology 2: 69-75. 2004.

Hong MG, Kim JG. Comparative analysis of cutting efficiency using culms of reed with genetic, environmental and methodological differences. Journal of Wetlands Research 13: 603-611. 2011.

Hwang JY. Pharmacological effects of maesil (Prunus mume). Food Science and Industry 38: 112-119. 2005.

In MJ, Kim DC. Fermentation characteristics of wild grape (Vitis amurensis) wine prepared with reed (Phragmites communis) root. Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society 11: 1528-1533. 2010.
crossref
Jang JH, Kim YI, Lee H. Antimicrobial activity of Prunus mume extract to oral microbes. Journal of Korean Society of Dental Hygiene 14: 109-115. 2014.
crossref
Kang KH, Lee SY. Inhibitory effect of Fagopyrum esculentum on degranulation and production of cytokine in RBL-2H3 cells. The Journal of Korean Oriental Medical Ophthalmology & Otolaryngology & Dermatology 25: 1-12. 2012.
crossref
Kim ES, Jang HD, Kim GN. Anti-oxidative function of fisetin and its potential as an anti-oxidant nutri-cosmetics. Korean Journal of Aesthetics and Cosmetology 10: 515-521. 2012.

Kim HY, Cho YJ, Yamabe N, Cho EJ. Free radical scavenging activity and protective effect from cellular oxidative stress of active compound from eggplant (Solanum melongena L). Journal of Agricultural Science 38: 625-629. 2011.

Kim JM, Cho WJ, Yoon HS, Bang IS. Transcriptome analysis of human HaCaT keratinicytes by ginsenosides Rb1 and Rg1. Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society 15: 6774-6781. 2014c.
crossref
Kim JS, Han JB, Whang WW, Min BI. Effects of Kochiae fructus on histamine-induced itch, erythema and wheal responses in normal healthy adults. Journal of Korean Oriental Medicine 24: 133-140. 2003.

Kim MJ, Jun HY, Kim JH. Antiadipogenic effect of Korean glasswort (Salicornia herbacea L.) water extract on 3T3-L1 adipocytes. Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 43: 814-821. 2014b.
crossref
Kim MJ, Jun HY, Kim JH. Anti-obesity effect of Korean Hamcho (Salicornia herbacea Lpowder on high-fat diet-induced obese rats. Journal of Nutrition and Health 48: 123-132. 2015.
crossref
Kim MJ, Kim YG, Kim HS, Cheong C, Jang KH, Kang SA. Effects of antioxidant activities in ethanol extract of apple peel, grape peel, and sweet potato peel as natural antioxidant. Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society 15: 3766-3733. 2014a.
crossref
Lee HS, Choi JH, Kim YE, Lee CH. Effect of dietary intake of Salicornia herbacea L. hot water extract on anti-obesity in diet-induced obese rats. Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 41: 950-956. 2012.
crossref
Lee J, Jeong JY, Cho YS, Park SK, Kim KJ, Kim MJ, Lee MK. Effect of young Phragmites communis leaves powder on lipid metabolism and erythrocyte antioxidant enzyme activities in high-fat diet fed mice. Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 39: 677-683. 2010.
crossref
Lee SY. The antiallergic and antioxidative effects of Chaenomeles Sinensis (CS) in RBL 2H3 Cells. The Journal of Korean Oriental Pediatrics 24: 126-136. 2010.

Lim MR, Kang SM. Improvement effect of Salicornia herbacea L. diet on the acne skin. diet on the acne skin. Journal of the East Asian Society of Dietary Life 19: 750-760. 2009.

Mo JH, Kim KR. Antimicrobial activities of fermented Salicornia herbacea extracts against acne vulgaris. Journal of the Korean Society of Cosmetology 17: 487-494. 2011.

Mo JH, Oh SJ. A study on P. rhizoma extract’s antimicobial activity and cytotoxicity. Korean Journal of Aesthetics and Cosmetology 9: 167-178. 2011.

Mo JH, Oh SJ, Kim KR. Comparison on the antioxidative activity of ethanol and hot water extracts of Phragmitis rhizoma. Journal of the Korean Society of Cosmetology 19: 809-814. 2013.

Mok JY, Kang HJ, Cho JK, Jeon IH, Kim HS, Park JM, Jeong SI, Shim JS, Jang SI. Antioxidative and anti-inflammatory effects of extracts from different organs of Cirsium japonicum var. ussuriense. The Korea Journal of Herbology 26: 39-47. 2011.

O’Toole EA, Goel M, Woodley DT. Hydrogen peroxide inhibits human keratinocyte migration. Dermatologic Surgery 22: 525-529. 1996.
crossref pmid
Paik JH, Lee MH, Kim NI, Haw CR. Plasma histamine levels in patients with atopic dermatitis. Korean Journal of Dermatology 37: 1553-1559. 1999.

Park HJ, Kim MM, Oh YH. Effect of fruit extract of Prunus mume on the scavenging activity of reactive oxygen species and melanin production in B16F1 cells. Journal of Life Science 22: 936-942. 2012.
crossref
Park HY. Skin care satisfaction with Phragmitis rhizoma essence targeting for 20 to 30 years women. Korean Journal of Aesthetics and Cosmetology 6: 107-129. 2008.

Park KH, Kim YS, Jeong JH. Inhibitory effects of ginseng extracts on histamine-release from rat’s mast cell. Korean Journal of Plant Resources 24: 98-104. 2011.
crossref
Park KT, Shim SY, Chun SS. Inhibitory effects of Punica granatum L. extracts on degranulation in human basophilic KU812F cells. Korean Journal of Food Science and Technology 40: 702-706. 2008.

Park SB, Kang KH, Yoon HJ, Ko WS. Inhibitory effect of Ulmus davidiana on β-hexosaminidase release and cytokine production in RBL-2H3 cells. The Journal of Korean Oriental Medical Ophthalmology & Otolaryngology & Dermatology 24: 86-95. 2011.

Park SR, Debnath T, Kim DS, Jo JE, Kim DH, Lim BO. Antioxidant and antibacterial activities of tea from a Prunus mume mixture. Journal of the Korean Tea Society 19: 69-75. 2013.

Ryu JH, Kim EH, So HS, Chung MY, Song WS, Bae CH. Plant regeneration and genetic diversity of regenerants from seed-derived callus of reed (Phragmites communis Trinius). Korean Journal of Plant Resources 26: 320-327. 2013.
crossref
Ryu MJ, Lee SY, Cha YJ. In vitro antioxidative, anti-inflammatory and antihistamine activities of Pyrola japonica extracts. Journal of the Korean Society of Cosmetology 18: 538-544. 2012.

Ryu MJ, Mo JH. Antioxidantive effects of Ephedra sinica ethanol extract and protective effects on human HaCat keratinacyte. Journal of the Korean Society of Cosmetology 20: 641-646. 2014.

Seo S, Kim WH, Jung MW, Lee SH, Kim CM, Choi JH, Kim JS, Kim HY, Lee JK. Forage quality and production of Phragmites communis as a native grass according to growth stages. Journal of the Korean Society of Grassland and Forage Science 32: 109-116. 2012.
crossref
Seo SH, Choi MO. Protective effects of Lonicerae japonicae Flos against hydrogen peroxidase-induced oxidative stress on human keratinocyte, HaCaT cells. The Korean Journal of Herbology 28: 57-62. 2013.
crossref
Son JY, Rhim JH, Son HS. Effect of some synthetic and natural antioxidants on the oxidative stability of skip jack oil. The Korean Journal of Food and Nutrition 8: 88-92. 1995.

TOOLS
PDF Links  PDF Links
PubReader  PubReader
ePub Link  ePub Link
Full text via DOI  Full text via DOI
Download Citation  Download Citation
CrossRef TDM  CrossRef TDM
  E-Mail
  Print
Share:      
METRICS
1
Crossref
4,445
View
88
Download
Related article
Editorial Office
No.306, 244 Beotkkot-ro, Geumcheon-gu, Seoul 08513, Republic of Korea
TEL: +82-70-7707-4346   FAX: +82-502-770-2278   E-mail: ajbc.edit@gmail.com
About |  Browse Articles |  Current Issue |  For Authors and Reviewers
Copyright © Korea Institute of Dermatological Sciences. All rights reserved.