피부의 흑화는 UV 노출 등의 환경에 의해 melanocyte의 melanin 생성이 증가하는 것에 기인한다. 이 melanin 생성은 Tyrosinase 활성의 억제를 통해 줄어들며, 그 결과 기미, 주근깨, 노인성 홍반 등을 막을 수 있다. B16F10 melanoma cell은 멜라닌 합성을 유도하는 melanocortin 1 receptor(MclR)을 세포막에 가지고 있다. SE-E는 MITF 억제를 통해 tyrosinase, TRP-1, TRP-2의 발현을 저해함으로써 melanin 색소 형성을 억제한다. 이를 통해 SE-E는 미백 소재로서의 잠재력을 보여주며, 또한 높은 항주름 및 미백 활성이 확인되어 기능성 소재로서의 가능성이 높다. 추가적인 항균, 항염, 항암 연구가 진행되면, 이는 제약, 화장품, 기능성 식품 등의 분야에서 효과적인 기능성 소재로 활용될 수 있다.
<h2>Melanin 생합성 저해 활성 측정 결과 및 Cellular tyrosinase 활성 측정 결과</h2> <p>피부 흑화는 피부에 존재하는 melanocyte가 UV 노출 등의 외부적 환경에 대응하여 melanin의 생성을 증가시키기 때문이다. 원료 및 물질의 미백효능을 확인하기 위해 melanin 생성효소인 tyrosinase의 효소활성 억제 탐색이 주요하게 이용되어 왔으나 최근 효소활성억제와 더불어 미백원료가 melanocyte에서 tyrosinase와 관련 효소 발현을 증가시키는 환경에서 신호전달 체계를 교란시키는 기전 연구에 대한 보고가 매우 많아젔다. SW, SE 등의 melanin 생합성 저해활성을 즉정한 결과는 Fig. 5 에 나타내었다. SE의 경우 \( 25 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 의 농도에서 \( 9.6 \% \) 의 저해활성을 나타내었고, SE-E의 경우 \( 25 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 의 농도에서 \( 15.4 \% \) 부 분회물 증 melanin 생합성 저해활성이 가장 우수하였다. Cho의 연구 보고에 따르면 파래 추출물의 EtOAc분획물의 실험 농도 \( 100 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 에서 \( 15 \% \) 의 melanin 생합성 감소율을 나타내어 분회물중 EtOAc 분획물이 가장 우수하였다. 이는 부평초 분획물 중 EtOAc 분획물의 활성이 가장 우수한 것과 유사한 경향의 실험결과이다.</p> <p>Tyrosinase는 피부가 자외선에 노출되면 tyrosine에서 melanin 생성에 가장 중요하게 작용하는 효소이다. Tyrosinase 활성을 저해함으로써 melanin 생성을 억제 할 수 있으며 이로 인해 기미, 주근깨, 노인성 홍반 등의 유발을 막을 수 있는 것으로 알려져있다. 세포내 tyrosinase 활성을 측정하기 위하여 B16F10 melanoma 세포에 부평초 에탄올, 열수 추출물을 처리하여 tyrosinase 활성을 측정한 결과는 Fig. 13에 나타내었다. SW와 SE의 경우 \( 25 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 의 농도에서 각각 \( 2.7 \) 와 \( 13.8 \% \) 의 세포내 tyrosinase 저해활성을 나타내었다. 분획물의 경우 SW-E가 \( 22.0 \% \) 로 저해활성이 가장 우수하였다.</p> <h2>MITF, TRP-1, TRP-2, Tyrosinase의 단백질 발현 저해 활성 측정 결과</h2> <p>B16F10 melanoma cell은 melanocyte의 세포막에 존재하는 melanocortin 1 receptor (MclR)을 통해 멜라닌 합성의 발현을 유도하는 것으로 알려져 있다. 이 과정에서 microphthalmia transcription factor (MITF)는 핵으로 이동하여 DNA의 tyrosinase,TRP-1, TRP-2의 promotor에 결합하여 각 각의 유전자 발현을 증가시켜 melanogenesis를 유도하는 것으로 알려져 있다. 이 중 TRP-1과 TRP-2는 tyrosinase related protein 으로 알려져 있는 단백질로서 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid (DHICA)를 흑갈색을 나타내는 indole-5,6-quinone-2- carboxylic acid로 산화하는 효소이며 TRP-2는 DCT라고도 하며 DOPA chrome을 DHICA로 이성화하는 효소이다. MITF의 억제는 tyrosinase 및 TRP-1, TRP-2의 발현억제를 통하여 melanin 색소 생성을 억제할 수 있다. SE-E가 melanin 합성관련 MITF, tyrosinase, TRP-1, TRP-2 protein 발현에 미치는 영향을 \( 5,10,25 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \)농도에서 측정하여 Fig. 6에 나타내었다. 특히, MITF의 경우 SE-E \( 25 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 의 농도에서 대조군에 비해 \( 18.0 \% \) 저해하는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 \( 25 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 의 농도에서 tyrosinase 및 TRP-1, TRP-2의 발현이 각각 \( 21.6,6.3,10.4 \% \) 감소되었다. 이러한 결과는 SE-E가 MITF 억제를 통해 tyrosinase, TRP-1 및 TRP-2의 발현을 저해하고 그 결과 melanin 색소 형성이 억제되는 미백 소재로의 개발 가능성이 있음을 나타낸다.</p> <p>열악한 환경에서 서식하는 수생식물인 부평초는 빈간에서 한약재 등으로 사용되었음에도 불구하고 그 동안 층분한 연구가 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 부평초 추출물 및 부평초 분획물의 기능성 화장품 소재로서의 효능을 측정하기 위하여 항산화, 항주름 및 미백 활성을 평가하였으며 그 결과 부평초\( 70 \% \) 에탄올 추출물(SE)과 이의 에틸아세테이트 분획물(SE-E)이 DPPH 및 \( \mathrm{ABTS}^{+} \)라디칼 소거 활성, 세포내 procollagen 생합성 활성, MMP-1 저해 활성, melanin 생합성 저해 활성, 세포 내 tyrosinase 저해 활성 등에서 우수한 생리활성이 있음을 검증하였다. 특히 SE-E에서 높은 항주름 및 미백 활성이 확인되어 우수한 기능성 소재로서 개발 가능성이 높아 젔으며 추가적인 항균, 항염, 항암 등의 연구가 진행된다면 제약, 화장품, 기능성 식품 등의 분야에 효과적인 기능성 소재로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.</p>