자외선 조사와 병행된 로얄제리 식이 공급이 무모 생쥐의 표피 보습과 필라그린, 유리아미노산 함량 및 관련 대사 효소의 발현 변화에 미치는 영향

민지현(Min, Jihyun),이윤주(Lee, Yunju),한상미(Han, Sang-Mi),조윤희(Choi, Yunhi) 한국영양학회 2013 Journal of Nutrition and Health Vol.46 No.2

본 연구에서는 자외선 조사에 의한 피부 광노화 유도와 함께 산지 별 국내산 및 중국산 로얄제리 식이를 6주간 공급한 무모 생쥐 표피의 필라그린과 유리 아미노산 함량 및 관련 대사 효소의 발현 변화를 정상대조군인 UV - 군 및 자외선 조사군인 UV + 군과 비교 분석하였고 그 결과는 다음과 같다. 1) UV + 군의 필라그린과 중간 생성물 및 profilaggrin을 포함한 총 필라그린 함량은 UV - 군에 비하여 유의적으로 감소하였다. RJ1군의 총 필라그린 함량이 UV + 군에 비하여 유의적으로 높게 나타났고 RJ2, RJ3 및 RJ4군에서는 UV + 군과 유사하거나 낮았다. 2) PAD3 발현은 UV + 군의 발현이 UV - 군에 비하여 유의적으로 감소하였고 로얄제리 공급군의 PAD3 발현은 모두 UV + 군에 비하여 유의적으로 높았다. 다만 각 로얄제리를 섭취시킨 군 사이에서 군간 유의성은 없었다. 3) 총 유리 아미노산 함량은 군간 유의적인 차이는 보이지 않았다. 그러나 개별 유리 아미노산 함량 변화를 분석한 결과, UV + 군에서 glutamate와 serine의 함량이 UV - 군에 비해 낮은 경향을 보였다. 반면 RJ1군의 glutamate와 serine의 함량은 UV + 군에 비해 유의적으로 높았으며 RJ2와 RJ3군은 serine의 함량이 UV + 군에 비해 다소 높았다. 결론적으로 RJ1의 식이는 표피의 필라그린 함량과 관련 대사 효소의 발현을 높이고 그에 따라 표피에서 천연보습인자로서 보습 증진에 크게 기여하는 glutamate와 serine의 함량을 증가시킴으로써 자외선 조사로 인해 저하된 피부 보습 능력을 회복시키는 역할을 하는 것으로 여겨진다. Ultraviolet (UV) irradiation reduces epidermal hydration, which is paralleled by the reduction of natural moisturizing factors (NMFs). Of various NMFs, free amino acids (AAs) are major constituents generated by filaggrin degradation. In this study, we attempted to determine whether dietary supplementation of royal jelly (RJ) in UV-irradiated mice can alters epidermal levels of hydration, filaggrins, and free AAs as well as of peptidylarginine deiminase-3 (PAD3), an enzyme involved in filaggrin degradation processes. Albino hairless mice were fed either a control diet (group UV+: UV irradiated control) or diets with 1% RJ harvested from different areas in Korea (groups RJ1, RJ2, and RJ3) or imported from China (group RJ4) for six weeks in parallel with UV irradiation. A normal control group (group UV-) was fed a control diet without UV irradiation for six weeks. Reduced epidermal levels of hydration, total filaggrins, and PAD3 were observed in group UV+; in group RJ1, these levels were increased to a level similar to that of group UV-. In addition, profilaggrins, two repeat intermediates (2RI), a precursor with two filaggrin repeats, and filaggrin were increased. Although no alteration of AAs was observed in any of the groups, and glutamate and serine, major AAs of NMF in group RJ1 were higher than in group UV+. Despite the increased levels of PAD3, epidermal levels of hydration, filaggrins, glutamate, and serine in groups RJ2, RJ3, and RJ4 were similar to those in group UV+. Dietary supplementation of RJ1 improves epidermal hydration in parallel with enhanced expression and degradation of filaggrin, but not by increased protein expression of PAD3, along with increased generation of glutamate and serine. (Korean J Nutr 2013; 46(2): 109 ~ 118)

폐경기 노화 유도 전후의 로얄제리 식이공급이 백서 표피의 필라그린과 유리아미노산 함량 및 관련 대사 효소의 단백질 발현 변화에 미치는 영향

김예지(Yeaji Kim),한상미(Sang-Mi Han),조윤희(Yunhi Cho) 한국식품영양과학회 2013 한국식품영양과학회지 Vol.42 No.3

본 연구에서는 난소절제를 통하여 폐경기가 유도된 백서 모델에서 생산지가 다른 국내산 로얄제리 식이와 이소플라본을 식이로 공급한 후 표피의 필라그린 및 유리아미노산의 함량과 관련 대사 효소의 발현 변화를 정상대조군인 SHAM군 및 난소절제군인 OVX군과 비교·분석하였다. Profilaggrin, filaggrin 및 total filaggrin의 발현은 SHAM군> RJ2군> OVX군=IF군> RJ1군 순으로 RJ1군의 profilaggrin, filaggrin의 발현량이 가장 낮게 나타났다. Profilaggrin에서 filaggrin으로, filaggrin에서 유리아미노산으로의 분해하는 과정에 관여하는 여러 효소 중에 PAD3의 발현은 RJ2군에서 가장 높았으나 SHAM군을 비롯하여 OVX군, RJ1군, IF군에서는 군간 유의성이 없었다. 전체 유리아미노산의 함량은 SHAM군에 비해 OVX군에서 다소 감소하였으나 RJ1군 및 IF군에서 SHAM군보다 높게 나타났다. 특히 RJ1군에서 aspartate와 proline의 함량이 SHAM군에 비해 현저히 높아졌다. 결론적으로 RJ1군에서는 filaggrin의 함량 감소가 있었지만 표피 보습 유지기능이 있는 aspartate 및 proline을 비롯한 전체 유리아미노산의 함량이 높아졌다. RJ1군의 로얄제리가 폐경으로 인해 감소되는 표피의 보습인자 중 궁극적으로 피부 보습에 관여하는 천연보습인자의 유리아미노산의 발현을 증가시켜 손상된 표피의 장벽기능 보완에 긍정적 영향을 보였다. RJ2군은 profilaggrin, filaggrin을 포함한 total filaggrin의 함량이 증가되었으나 그 분해산물인 유리아미노산의 함량은 SHAM군과 유사하였다. RJ2군의 로얄제리가 유리아미노산의 전구단백질의 발현 증가를 야기하나 유리아미노산으로의 분해는 촉진시키지 못하였음을 시사한다. 이는 산지별 로얄제리의 피부 보습 기능에 미치는 영향이 다르게 나타날 수 있음을 의미하며 추후 각 산지별 유효성분의 분석과 함께 관련 효능에 대한 연구가 이루어질 필요성이 있다. 본 연구에서 국내산 로얄제리의 식이 공급이 피부 보습 관련 건강기능식품 개발 소재로서의 가능성이 있을 것으로 사료된다. Epidermal hydration is mainly maintained by natural moisturizing factors (NMFs). Of these various NMFs, free amino acids (AAs) are major constituents generated by filaggrin degradation. The reduction of these AAs has been reported in aging skin induced during menopause. In this study, we examined whether the dietary supplementation of royal jelly (RJ) during the pre- and post-menopausal period alters epidermal levels of filaggrins, free AAs, and peptidylarginine deiminase-3 (PAD-3) (an enzyme involved in filaggrin degradation processes). Sprague Dawley rats were divided into five groups: groups fed a control diet for 12 weeks, in which an ovariectomy (OVX) or sham operation (SHAM) were underwent at week 4; groups fed a diet with 1% RJ harvested in different area of Korea (RJ1 and RJ2); and a group fed a diet with isoflavone (IF), the typical functional food for menopause prevention, for 4 weeks before and 8 weeks after an ovariectomy operation. In the epidermis of group OVX, total filaggrins (including profilaggrin and filaggrin) were reduced; these levels in groups RJ1 and IF were similar or less than in group OVX. However, total AAs, which showed no apparent difference between groups SHAM and OVX, were highly increased in groups RJ1 and IF. Specifically, aspartate (Asp) and proline (Pro), the major AAs in functioning NMF, were highly increased in group RJ1. Although total filaggrins, profilaggrin, filaggrin and PAD3 increased, total AAs (including Asp and Pro) in group RJ2 were modest or less than in group RJ1. The PAD3 alteration was not apparent among the four other groups. Taken together, we demonstrate that the diet supplementation of RJ1 enhanced filaggrin degradation (but not through the increased protein expression of PAD3), and increased total AAs, Asp and Pro. RJ1 could be a dietary supplementation for preventing the skin aging induced during menopause.

자외선 조사와 병행된 녹차추출물 식이공급이 무모생쥐의 표피보습 개선 및 유리아미노산 생성 관련 대사에 미치는 영향

최수민(Choi, Sumin),신지혜(Shin, Jihye),이보민(Lee, Bomin),조윤희(Cho, Yunhi) 한국영양학회 2016 Journal of Nutrition and Health Vol.49 No.5

본 연구에서는 자외선 조사를 병행하여 녹차 추출물의 식이공급을 10주간 공급한 무모생쥐 (UV+1%GTE군)의 표피 보습과 filaggrin 의 대사물질 및 관련 효소인 PAD3의 발현 및 함량 변화를 정상대조군 (UV-군) 및 자외선 조사군 (UV+군)과 비교 분석하였으며 결과는 다음과 같다. UV+군의 피부 보습은 UV-군보다 유의적으로 낮은 반면 UV+1%GTE군 의 피부 보습은 UV+군에 비해 유의적으로 높았고, UV-군에는 미치지 못하였다. UV+군의 profilaggrin 함량은 UV-군과 유의적인 차이가 없었으나, filaggrin의 함량은 UV-군에 비해 유의적으로 낮았다. UV+1%GTE군 에서 profilaggrin은 UV- 및 UV+에 비해 현저히 높았고, filaggrin은 UV-군과 유사한 수준으로 높았다. UV+군의 PAD3 효소 발현은 UV-군에 비해 유의적으로 낮았다. UV+1%GTE군은 UV+군에 비해 유의적으로 높았으며, UV-군에 비해 높았다. 자연보습인자의 주요 아미노산인 serine 및 glycine, alanine의 함량은 UV-군과 UV+군간 유사하였으나 UV+1%GTE군에서는 UV- 및 UV+군에 비해 현저히 높았다. UV-군과 비교하여 UV+군의 피부 보습함량이 낮게 측정된 것에 비해 유리아미노산 함량에는 변화가 없어 자외선에 따른 피부 보습에 관여되는 또 다른 메커니즘인 표피 지질함량 분석과 함께 녹차추출물의 효과에 대한 연구가 추후 이루어질 필요성이 있다. 그러나, 결론적으로 자외선 조사와 병행된 녹차 추출물 식이 공급은 (pro)filaggrin의 함량 및 PAD3의 발현이 높게 나타남에 의한 표피 유리아미노산의 함량이 높아 궁극적으로 자외선 조사에 의해 야기된 피부건조를 완화시켰다. Purpose: Ultraviolet (UV) irradiation decreases epidermal hydration, which is maintained by reduction of natural moisturizing factors (NMFs). Among various NMFs, free amino acids (AA) are major constituents generated by filaggrin degradation. This experiment was conducted to determine whether or not dietary supplementation of green tea extract (GTE) in UV-irradiated mice can improve epidermal levels of hydration, filaggrin, free AAs, and peptidylarginine deiminase-3 (PAD3) expression (an enzyme involved in filaggrin degradation). Methods: Hairless mice were fed a diet of 1% GTE for 10 weeks in parallel with UV irradiation (group UV+1%GTE). As controls, hairless mice were fed a control diet in parallel with (group UV+) or without (group UV-) UV irradiation. Results: In group UV+, epidermal levels of hydration and filaggrin were lower than those in group UV-; these levels increased in group UV+1% GTE to levels similar to group UV-. Epidermal levels of PAD3 and major AAs of NMF, alanine, glycine and serine were similar in groups UV- and UV+, whereas these levels highly increased in group UV+1% GTE. Conclusion: Dietary GTE improves epidermal hydration by filaggrin generation and degradation into AAs.