솔방울 메탄올 추출물의 항산화 및 멜라닌 생성 억제 효과

Anti-oxidant and Anti-melanogenic Activity of the Methanol Extract of Pine Cone

赤松松果甲醇提取物的抗氧化及抗黑色素效果

Article information

Asian J Beauty Cosmetol. 2016;14(3):301-308
Publication date (electronic) : 2016 September 30
doi : https://doi.org/10.20402/ajbc.2016.0055
1College of Korean Medicine, Daegu Haany University, Daegu, Korea
2Department of Herbal Skin Care & Cosmetology, Daegu Haany University, Gyeongsan-si, Gyeongsangbuk-do, Korea
3Department of Beauty Care, Daegu Haany University, Gyeongsan-si, Gyeongsangbuk-do, Korea
이아름1, 노성수1, 이은숙2, 민유홍3,
1대구한의대학교 한의과대학, 대구, 한국
2대구한의대학교 한방피부미용학과, 경상북도 경산시, 한국
3대구한의대학교 뷰티케어산업학과, 경상북도 경산시, 한국
*Corresponding author: Yu-Hong Min, Department of Beauty Care, Daegu Haany University, 1 Haanydae-ro, Gyeongsan-si, Gyeongsangbuk-do 38610, Korea Tel.: +82 53 819 1587 Fax: +82 53 819 1572 Email: yhmin@dhu.ac.kr
Received 2016 June 8; Revised 2016 August 1; Accepted 2016 August 24.

Abstract

목적

본 논문의 목적은 솔방울 메탄올 추출물의 항산화 효과 및 항멜라닌 활성을 평가하는 것이다.

방법

솔방울 메탄올 추출물의 항산화 활성을 알아보기 위하여 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 및 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼 소거능 (superoxide anion radical scavenging activity)을 측정하였을 뿐 아니라, 미백효능을 평가하기 위하여 티로시나아제에 3,4-Dihydroxy-L-phenylalanine (L-DOPA)를 가하여 티로시나아제 활성 저해효능을 측정하였다. 또한 멜라닌 생합성 억제효과는 α-MSH를 가한 B16-F10 세포를 활용하여 확인하였고, Thiazolyl blue tetrazolium bromide (MTT)를 활용하여 세포독성을 측정하였다.

결과

솔방울 메탄올 추출물은 높은 항산화 활성을 가지고 있고, 농도의존적으로 티로시나아제를 억 제하였을 뿐 아니라, B16-F10 세포에서 농도의존적으로 멜라닌 형성을 저해하였다. B16-F10 및 CCD-1064SK 세포에서 솔방울 메탄올 추출물은 세포독성을 나타내지 않았다.

결론

솔방울 메탄올 추출물은 세포독성을 나타내지 않으며 멜라닌 형성을 저해하고 항산화 효과 또한 뛰어나므로 미백 및 항산화 소재로 충분히 활용될 수 있다고 사료된다

Trans Abstract

Purpose

This study was conducted to evaluate anti-oxidant and anti-melanogenic activities of pine cone extract from Pinus densiflora.

Methods

Pine cone extract used in this experiment was extracted with methanol at room temperature for 24 h. Anti-oxidant activities were measured by 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging assay and nitro blue tetrazolium chloride (NBT) assay. Moreover, the inhibitory effects of pine cone methanol extract on tyrosinase and melanin synthesis in murine B16-F10 melanoma cells were studied. In addition, cell viability was investigated by MTT assay.

Results

The results showed that the pine cone methanol extract strongly reduced the DPPH free radical activity (IC50=9.57±1.24 μg/mL). However, its activity was lower than the activity of L-ascorbic acid (positive control, IC50=1.28±0.03 μg/mL). In NBT assay, the pine cone methanol extract exhibited more superoxide anion radical scavenging activity (IC50=3.33±0.28 μg/mL), compared with L-ascorbic acid (IC50=73.25±1.02 μg/mL). When treated with 3,4-Dihydroxy-L-phenylalanine (L-DOPA) as the substrate of tyrosinase, the extract inhibited the tyrosinase activity with an IC50 value of 106.15±1.69 μg/mL, lower effect than that of kojic acid (IC50=3.12±0.68 μg/mL). In murine B16-F10 cells, the pine cone methanol extract significantly suppressed melanogenesis in a concentration-dependent manner without cytotoxicity.

Conclusion

The results indicated that pine cone extract could be potentially valuable as a new potent depigmentation agent.

Trans Abstract

目的

研究赤松松果甲醇提取物的抗氧化及抗黑色素效果。

方法

为了评价赤松松果甲醇提取物的抗氧化效果, 利用 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 方法及超氧阴离子自由基消除能力(superoxide anion radical scavenging activity)来测定;为了评价美白效能, 蘑菇酪氨酸酶中加入3,4-Dihydroxy-L-phenylalanine (L-DOPA), 测定酪氨酸酶 的活性抑制效能;添加了α-MSH 的B16-F10细胞来测定黑色素抑制效果;利用Thiazolyl blue tetrazolium bromide (MTT) 法测定细胞毒性。

结果

赤松松果甲醇提取物具有很高的抗氧化能力, 不仅抑制蘑菇酪氨酸酶, 而且在 B16-F10细胞中抑制黑色素的形成。随着赤松松果甲醇提取物的浓度的升高, 蘑菇酪氨酸酶的抑制效果和抑制黑色素 的形成也随之增加。对B16-F10 和 CCD-1064SK细胞, 赤松松果甲醇提取物不具有细胞毒性。

结论

赤松松果甲醇提 取物不具有细胞毒性,不仅抑制黑色素的形成, 而且抗氧化效果也非常明显, 因此作为美白及抗氧化原料充分具有可 行性。

Introduction

사람의 피부색은 melanin, hemoglobin, carotene 및 각질층의 두께 등에 의해 결정되는데, 그 중 가장 주된 요인은 melanin으로 표피의 기저층에 존재하는 melanocyte에서 합성이 된다. Melanocyte에서 tyrosine은 tyrosinase에 의해 무수한 산화반응을 거쳐 melanin을 만드는데, 이렇게 생성된 melanin은 자외선을 흡수하거나 산란시켜 피부가 상하는 것을 막아준다. 그러나, 과도한 melanin 생성은 피부 색소침착의 원인이 되는데, 미백제는 자외선을 차단하거나 또는 기존의 침착된 melanin을 옅게 하여 기미나 주근깨의 생성을 억제함으로써 피부의 미백에 도움을 주는 기능을 한다. 미백제로 널리 사용되는 물질은 tyrosinase의 활성을 억제하는 것으로 알려진 kojic acid, arbutin, 감초추출물, 닥나무추출물 등이 있고, melanin 합성을 차단하는 vitamin C, glutathione, coenzyme Q10 등이 사용되고 있다(Lee et al., 2007).

대사과정 중 발생되는 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼(superoxide anion radical), 과산화수소(hydrogen peroxide) 등과 같은 산소의 대사산물을 일반적으로 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)이라 하며 우리 인체 내에서의 비만 및 각종 피부질환의 원인이 된다(Shon et al., 2016). ROS는 matrix metalloproteinase (MMP)를 생성하여 콜라겐의 비정상적인 교차결합 유발 및 손상을 일으켜 피부 노화를 촉진시킨다. 항산화제는 이러한 ROS의 산화반응을 지연시키거나 억제시킬 수 있는 물질로서 대표적으로 superoxide dismutase (SOD), catalase, L-ascorbic acid, α-tocopherol, flavonoid 등이 있다(Kim et al., 2015).

소나무(Pinus densiflora)는 낮은 산에서 자라는 상록성 침엽교목으로 키는 30–40 m로 자라고, 수피가 벗겨지면 적갈색이 되기 때문에 적송이라고 부른다. 우리나라를 비롯하여 일본, 중국 등지에서 분포되어 있으며 솔잎, 송진, 송목피 등은 구황식품으로도 널리 식용되어 왔다(Jang et al., 2016).

솔방울은 소나무의 방울열매로 송구(松球), 송실(松實)이라고도 부르며, 기존 연구 결과에 따르면 솔방울의 terpenoid 성분을 분석한 결과, monoterpene인 β-phellandrene이 가장 많이 함유되어 있었고(Choi & Hwang, 1994), in vitro 실험에서는 lignin 성분이 항산화 효과가 뛰어난 것으로 나타났을 뿐 아니라(Satoh et al., 1999), in vivo 실험에서 항암 및 항균효과가 뛰어난 것으로 보고되었다(Sakagami et al., 1991).

이처럼 솔방울에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있으나, 솔방울 추출물에 대한 미용학적 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 솔방울 메탄올(methanol, MeOH) 추출물의 tyrosinase 억제 및 항산화 효과를 측정하여, 피부미용적 효능을 규명하고 항산화 및 미백용 소재로서의 활용가능성을 평가하고자 하였다.

Methods

1. 실험재료

본 실험에 사용된 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), Xanthine, 4-Nitro blue tetrazolium chloride (NBT), Xanthine oxidase from bovine milk, 3,4-Dihydroxy-L-phenylalanine (L-DOPA), Thiazolyl blue tetrazolium bromide (MTT), L-ascorbic acid, Tyrosinase from mushroom, α-Melanocyte stimulating hormone (α-MSH), Melanin은 Sigma-Aldrich (USA)에서 구입하여 사용하였고, Potassium phosphate dibasic, Potassium phosphate monobasic, Sodium carbonate는 OCI Company (Korea)에서 구입하였으며, Dimethyl sulfoxide (DMSO)는 Amresco (USA)에서 구입하였다. Fetal Bovine Serum (FBS), Dulbecco’s Modified Eagle Medium (DMEM)은 Gibco (USA)에서 구입하였다. 마우스 melanoma인 B16-F10 및 인간피부에서 유래한 섬유아세포인 CCD-1064SK의 세포주는 American Type Culture Collection (ATCC; USA)에서 구입하였다.

2. 시료준비

본 실험에서 사용한 솔방울은 대한민국 경상북도 경산시에서 채취하여 실험의 재료로 사용하였다. 솔방울 25 g을 파쇄하여 메탄올 500 mL에 넣고 상온에서 24 h 동안 추출하였으며, 추출액을 Whatman NO.2 여과지(GE healthcare, UK)로 여과하여 evaporator (Eyela, Japan)로 감압 농축한 후, 동결건조하여 냉장실에 보관하면서 본 실험의 시료로 사용하였다. 솔방울 25 g으로 얻어진 메탄올 추출물의 양은 1 g으로써 수득률(yield)은 4% (w/w)이었다.

3. 전자공여능 측정

전자공여능(electron donating ability)은 Blois (1958) 방법에 의한 DPPH free radical 소거법으로 측정되었다. DPPH는 시료 중에 포함된 항산화 물질의 양을 측정하는데 사용되는 대표적인 시약이다. 보라색의 free radical인 DPPH용액이 시료 중에 있는 항산화 물질과 결합하여 환원이 되면 용액은 투명하게 변한다. 일정농도의 시료 0.75 mL과 0.3 mM DPPH용액(dissolved in methanol)을 0.3 mL넣고 혼합한 후, 실온에서 30 min 동안 반응시켰다. 이 반응액을 UV spectrophotometer (UV1800; Shimadzu, Japan)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 사용하여 측정한 후, 전자공여능은 아래의 식에 의해 계산하여 산출하였다. 시료를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도를 50% 감소시키는데, 필요한 시료의 양을 IC50 (50% inhibition concentration)으로 하여 나타내었으며 대조군으로는 L-ascorbic acid를 사용하였다.

Radical scavenging activity (%)={(ODcontrol-ODsample)/ODcontrol}×100ODcontrol: 시료가 들어가지 않은 경우(대조군) 흡광도ODsample: 시료가 들어간 경우 흡광도

4. 활성산소 소거능 측정

Xanthine이 xanthine oxidase에 의해 산화되어 uric acid가 될 때 활성산소도 함께 발생하는데, 이 활성산소는 NBT를 formazan형태로 환원시킨다. 이 formazan의 흡광도를 UV spectrophotometer를 사용하여 560 nm에서 측정하였다(Aruoma et al., 1993). 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7.8)를 690 μL 그리고 10 mM xanthine, 5 mM NBT 용액을 각각 100 μL씩 넣고, 일정농도의 시료를 10 μL씩 첨가한 후, 0.3 units/mL xanthine oxidase 용액을 100 μL씩 넣어 반응을 시작한다. 상온에서 10 min 동안 방치한 후 560 nm에서 흡광도를 측정하여 활성산소 소거능을 계산하였다. Xanthine oxidase 용액대신 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7.8)를 넣은 것을 blank로 하였고, 대조군의 흡광도를 50% 감소시키는데 필요한 시료의 양을 IC50으로 하여 나타내었으며, 대조군으로는 L-ascorbic acid를 사용하였다.

Superoxide scavenging activity (%)={(ODcontrol-ODsample)/ODcontrol}×100ODcontrol: 시료가 들어가지 않은 경우(대조군) 흡광도ODsample: 시료가 들어간 경우 흡광도

5. Tyrosinase 활성 억제 효과

솔방울 메탄올 추출물의 tyrosinase 활성 억제 정도를 다음과 같이 측정하였다(Nerya et al., 2004). 96-well microplate의 각 well에 시료 및 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 6.8)를 넣어 최종 부피가 70 μL가 되도록 하였다. 이 때 시료의 비극성 성분을 녹이기 위해 DMSO를 5%가 되도록 넣었으며 이는 실험에 영향을 미치지 않는다는 사실을 사전 실험을 통하여 확인하였다. 다음으로 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 6.8)에 tyrosinase를 333 units/mL의 농도로 녹인 용액을 30 μL씩 넣은 후 상온에서 5 min 동안 방치하였으며, 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 6.8)에 12 mM의 농도로 녹인 L-DOPA 용액을 100 μL씩 가하였다. 이 반응액을 microplate reader (Infinite M200; Tecan, Switzerland)를 사용하여 492 nm에서 2 min 동안 흡광도를 측정한 후, tyrosinase 활성 저해율을 산출하였다.

6. Melanin 생합성 억제 효과

솔방울 메탄올 추출물과 kojic acid의 melanin 생합성 억제효과는 다음과 같이 측정하였다(Choi et al., 2010). 마우스 melanin 형성세포인 B16-F10세포를 충분히 배양 한 후, 6-well plate에 2×105 cells/well의 농도로 분주하고, 세포가 바닥에 잘 부착할 수 있게 37℃, 5% CO2에서 24 h 배양하였다. 시료를 농도 별로 희석하여 10% FBS가 포함된 DMEM을 혼합한 후, melanin 생성을 촉진하는 α-MSH를 10 nM 가해주었다. 시료를 이틀 간 처리한 후, 배지를 제거하고 phosphate buffered saline (PBS)로 2번 세척한 뒤, lysis buffer (20 mM Tris, 0.1% Triton X-100, pH 7.6) 0.5 mL을 취하여 4℃에서 1 h 방치하였다. 그 다음 세포를 포집하여 4℃에서 12000×g으로 5 min 동안 원심분리 하였다. 이 때 생성된 pellet에 1 N NaOH를 200 μL 가하고 60℃에서 1 h 동안 방치한 후 microplate reader로 405 nm의 흡광도를 측정하였다. 생성된 melanin 양은 합성 melanin을 이용한 표준곡선으로부터 계산하였다. 총 단백질량은 bradford assay를 통하여 구하였으며, melanin 양을 총 단백질량에 나누어 보정하였다.

7. B16-F10 및 CCD-1064SK 세포독성 평가

마우스 melanoma 세포인 B16-F10 및 인간 피부에서 유래한 섬유아세포 CCD-1064SK에 대한 솔방울 메탄올 추출물의 세포독성을 평가하였다. 10% FBS가 포함된 DMEM 배지에서 배양한 후, 세포를 취하여 96-well microplate에 각 well에 세포수가 5×103 cells/well이 되도록 100 μL씩 분주하였다. 24 h 동안 37℃, 5% CO2에서 배양한 후, 배지를 제거하고, 여러 농도의 각 시료가 포함된 새로운 배지를 넣었다. 24 h 배양 후, 배지 교환 없이 MTT를 PBS에 5 mg/mL이 되도록 녹인 용액을 각 well에 20 μL씩 넣은 후, 3 h 더 배양하였다. 배지를 제거하고, 각 well에 DMSO를 100 μL씩 넣어 생성된 formazan을 녹인 후, microplate reader를 이용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하여 세포 생존율(%)을 계산하였고, 대조군은 kojic acid를 사용하였다.

8. 통계분석

데이터는 평균±표준편차로 표현하였으며, SPSS (Version 22.0; IBM, USA)을 사용하여 one-way analysis of variance (ANOVA) test를 실시한 후 Tukey Multiple Comparison test로 사후검증을 실시하여 유의성을 측정하였다(a-cp<.05). 또한, Student’s t-test 방법에 의하여 각 구간의 유의성 차이를 검증하였다(*p<.05, **p<.01).

Results and Discussion

1. 전자공여능

체내에 발생하는 free radical은 매우 불안정하여 급격하고 무차별적으로 반응할 뿐만 아니라, 이러한 산화반응은 각종 질병을 유발하며, 특히 피부 노화를 촉진시킨다. 따라서, free radical을 안정화시키면 간접적으로 피부의 노화를 예방한다고 말할 수 있다(Hong, 2009). DPPH free radical 소거능 측정방법은 항산화 능력을 보는데 가장 보편화된 실험방법으로 사용되고 있다. DPPH free radical 소거능 측정방법을 이용하여 솔방울 메탄올 추출물의 전자공여능을 측정하였으며, 대조군으로는 항산화 효과로 널리 알려진 L-ascorbic acid을 사용하였다. 솔방울 메탄올 추출물의 IC50값은 9.57±1.24 μg/mL로 나타났으며, 대조군인 L-ascorbic acid (IC50=1.28±0.03 μg/mL)와 비교하여 유사한 전자공여능을 나타내었다(Table 1).

Anti-oxidant effects of pine cone extract

2. 활성산소 소거능

Xanthine oxidase는 purine 대사에 관여하는 비특이적 효소로서 산화과정을 거쳐 xanthine 또는 hypoxanthine으로부터 urate를 형성한다(Duke et al., 1973). 시험관 내에서 xanthine oxidase는 hypoxanthine을 산화기질로 ROS의 일종인 hydroxyl radical (OH-)를 발생시키고(Warner & Wispé, 1992), 생성된 다량의 ROS는 피부에서 색소침착이나 피부노화를 유발한다고 알려져 있다(Chin et al., 2011). 솔방울의 활성산소 소거능을 평가하기 위하여 NBT assay를 활용하여 항산화 활성을 측정한 결과, 솔방울 메탄올 추출물의 IC50값은 3.33±0.28 μg/mL로서 뛰어난 활성산소 소거능을 보였다. 이는 항산화 효과로 널리 알려진 L-ascorbic acid (IC50=73.25±1.02 μg/mL)에 비교하였을 때 매우 강한 활성산소 소거능을 가진다고 할 수 있다(Table 1).

3. Tyrosinase 활성 억제 효과

미백작용이란 tyrosinase와 같은 melanin 합성 관련 효소의 활성을 저해하여 melanin 합성을 억제하거나, 각질세포의 탈락을 도와 기존에 침착된 melanin을 옅게 하여 도움을 주는 것을 말한다(Kim, 2006). 최근 천연물을 이용하여 피부에 친화적이고 안정적인 미백원료를 개발하고자 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다(Kim, 2016; Pak et al., 2016).

따라서 솔방울 메탄올 추출물의 tyrosinase 활성 억제효과를 연구하여 솔방울 추출물의 미백효능을 평가하고자 하였다. 솔방울 메탄올 추출물의 대조군으로서는 미백효과로 많이 알려진 kojic acid를 사용하였으며, kojic acid의 IC50값은 3.12±0.68 μg/mL로 높은 tyrosinase 활성 억제 효과를 보였다. 반면 솔방울 메탄올 추출물의 IC50값은 106.15±1.69 μg/mL으로써 kojic acid보다는 낮은 tyrosinase 활성 억제 효과를 보였다(Figure 1).

Figure 1.

Inhibitory effect of pine cone extract against tyrosinase.

The pine cone methanol extract inhibited the tyrosinase activity with an IC50 value of 106.15±1.69 μg/mL, lower effect than that of kojic acid (IC50=3.12±0.68 μg/mL). Results designated by significance marks (a–c) were assessed by one-way ANOVA followed by Tukey Multiple Comparison test (a–cp<.05).

4. Melanin 생합성 억제 효과

마우스 melanin 형성세포인 B16-F10을 활용하여 melanin 생합성 억제효과를 평가한 결과, 솔방울 메탄올 추출물을 100 μg/mL 처리하였을 때, 36.8%의 melanin을 저해하는 효능을 보였다. 대조군인 kojic acid가 100 μg/mL에서 19.3%의 melanin 생합성 억제효과를 보인 것에 비교해 보았을 때, 솔방울 메탄올 추출물은 매우 높은 억제 효과를 가진 것으로 확인할 수 있었다(Figure 2). 또한 tyrosinase 활성 억제효과와 비교하였을 때, 솔방울 메탄올 추출물은 세포에서 그 활성이 더욱 뛰어나게 나타났다. 이는 솔방울 추출물이 tyrosinase 활성 억제 외에 다른 기전을 통한 미백효능이 있다고 유추할 수 있으며 추후 연구가 필요한 부분이라고 사료된다.

Figure 2.

Inhibitory effect of pine cone extract on the melanin content of B16-F10 cells.

The inhibitory effect on melanogenesis in B16-F10 mouse melanoma cells was 36.8% at 100 μg/mL of the pine cone methanol extract. However, kojic acid showed 19.3% melanin inhibition at 100 μg/mL. *p <.05 and **p<.01 compared with α-MSH treated group.

5. B16-F10 및 CCD-1064SK 세포에서 솔방울 메탄올 추출물의 세포독성 평가

대표적인 피부세포인 마우스 melanoma B16-F10 세포 및 인간 피부에서 유래한 섬유아세포인 CCD-1064SK에서 솔방울 메탄올 추출물의 세포 독성을 평가하였다. B16-F10 세포에 시료를 가하여 세포 독성을 측정한 결과, 대조군으로 쓰인 kojic acid는 100 μg/mL에서 88%의 세포 생존율을 보였고, 솔방울 메탄올 추출물은 100 μg/mL에서 94.5%로 세포 생존율을 보여 세포 독성이 없음을 확인하였다(Figure 3A). CCD-1064SK 세포에 시료를 가하여 세포 독성을 측정해 본 결과, 솔방울 메탄올 추출물은 100 μg/mL에서 136.5%로 높은 세포 생존율을 보여 세포 독성이 없음을 확인했을 뿐 아니라, 농도가 높아질수록 일정하게 세포 생존율이 증가하였다. 대조군으로 쓰인 kojic acid 또한 100 μg/mL에서 119.7%로 세포독성이 없었다(Figure 3B).

Figure 3.

Cell viability of pine cone extract.

In cytotoxicity assay performed with B16-F10 mouse melanoma (A) and CCD-1064SK human fibroblast (B), the pine cone methanol extract showed 94.5% and 136.5% cell survival rate at 100 μg/mL, respectively. Kojic acid was used as a positive control. *p <.05 and **p<.01 compared with non-treated group.

Conclusion

본 연구에서는 솔방울 메탄올 추출물의 항산화 및 미백소재로서의 가능성을 알아보기 위하여 DPPH radical 소거활성 및 NBT assay와 더 나아가 tyrosinase 저해활성, melanin 생합성 억제 효능, B16-F10 및 CCD-1064SK 세포에서 솔방울 메탄올 추출물의 세포독성을 평가하였다. 솔방울 메탄올 추출물의 DPPH radical 소거활성 측정결과, IC50값은 9.57±1.24 μg/mL로서 뛰어난 항산화 효과를 나타내었다. 솔방울 메탄올 추출물의 NBT assay를 활용한 활성산소 소거능 측정결과, IC50값은 3.33±0.28 μg/mL로서, 항산화 효과로 널리 알려진 L-ascorbic acid (IC50=73.25±1.02 μg/mL)와 비교하였을 때 매우 높은 효과를 나타내었다. Tyrosinase 활성 억제 측정결과 IC50값은 106.15±1.69 μg/mL로서 kojic acid보다는 낮았지만, 미백 효과는 충분히 가지는 것으로 나타났다. 솔방울 메탄올 추출물의 melanin 생합성 억제 측정결과, 100 μg/mL 처리하였을 때, 36.8%의 melanin을 저해하는 효능을 보였다. 대조군인 kojic acid가 100 μg/mL에서 19.3%의 melanin 생합성 억제 효과를 보인 것에 비교해 보았을 때, 매우 높은 억제 효과를 가진 것으로 확인할 수 있었다. 마우스 melanoma 세포인 B16-F10과 인간 피부에서 유래한 섬유아세포인 CCD-1064SK에 대한 세포 독성을 측정한 결과, 솔방울 메탄올 추출물은 100 μg/mL에서 각각 94.5%, 136.5%의 세포 생존율을 보여 세포 독성이 없음을 확인하였다. 솔방울 메탄올 추출물은 뛰어난 항산화 효과를 가졌을 뿐만 아니라, tyrosinase 억제효과가 뛰어나 항산화 및 미백용 소재로서의 활용가능성이 높다고 사료된다.

Notes

This work is part of the Ah Reum Lee’s M.S. thesis at the Daegu haany University, Daegu, Korea.

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Figure 1.

Inhibitory effect of pine cone extract against tyrosinase.

The pine cone methanol extract inhibited the tyrosinase activity with an IC50 value of 106.15±1.69 μg/mL, lower effect than that of kojic acid (IC50=3.12±0.68 μg/mL). Results designated by significance marks (a–c) were assessed by one-way ANOVA followed by Tukey Multiple Comparison test (a–cp<.05).

Figure 2.

Inhibitory effect of pine cone extract on the melanin content of B16-F10 cells.

The inhibitory effect on melanogenesis in B16-F10 mouse melanoma cells was 36.8% at 100 μg/mL of the pine cone methanol extract. However, kojic acid showed 19.3% melanin inhibition at 100 μg/mL. *p <.05 and **p<.01 compared with α-MSH treated group.

Figure 3.

Cell viability of pine cone extract.

In cytotoxicity assay performed with B16-F10 mouse melanoma (A) and CCD-1064SK human fibroblast (B), the pine cone methanol extract showed 94.5% and 136.5% cell survival rate at 100 μg/mL, respectively. Kojic acid was used as a positive control. *p <.05 and **p<.01 compared with non-treated group.

Table 1.

Anti-oxidant effects of pine cone extract

Sample Radical scavenging activity (IC50)
DPPH free radical Superoxide anion radical
Pine cone extract 9.57±1.24 µg/mL 3.33±0.28 µg/mL
L-ascorbic acid 1.28±0.03 µg/mL 73.25±1.02 µg/mL