감국 물 추출물의 미용기능식품 및 화장품 소재로서의 가능성 탐색

김령현,송지혜,손명수,전계식,최선욱,김교남 한국피부과학연구원 2016 아시안뷰티화장품학술지 Vol.14 No.1

목적: 국화과(Compositae)의 한 품종인 감국(Chrysanthemum indicum Linne)은 예로부터 전통적인 약초로 사용되어 왔다. 감국의 다양한 생물학적 기능이 보고 되었음에도 불구하고 미용기능식품과 화장품 소재로서의 역할과 기능은 명확하게 밝혀지지 않았다. 그러므로, 본 연구에서 우리는 감국 물 추출물(CIW)을 제조하고 항산화 활성, 지방축적 억제활성 및 hu man skin fibroblasts (HSF) 세포에서 피부 섬유에 관련된 유전자들의 조절 기능을 통해 감국 추출물의 미용기능식품 및 화장품 소재로서의 가능성을 평가하고자 한다. 방법: CIW의 항산화 활성은 금속 킬레이팅 활성과 환원력으로 평가하였다. 3T3-L1 세포 및 HSF에서 CIW의 세포독성은 MTT assay로 평가하였다. CIW의 지질축적 억제활성은 Oil Red O (ORO) 염색법 및 현미경 관찰을 통해수 행하였다. HSF 세포에서 피부 섬유와 관련된 유전자들의 mRNA 발현 수준은 RT-PCR 분석법을 통해 평가하였다. 결과: 금속 킬레이팅 활성 및 환원력을 통한 CIW의 항산화 활성은 농도 의존적으로 증가하였다. 3T3-L1 세포와 HS F에서 CIW를24 h 동안 처리하였을 때, 100 μg/mL 이하의 농도에서는 세포독성이 발견되지 않았으며, 이후 세포실험에서는 100 μg/mL 이하의CIW를 사용하였다. 3T3-L1 세포에서 CIW를 10, 50, 100 μg/mL의 농도로 처리하였을 때, 유의적인 지방축적 억제활성을 나타냈으며, CIW를 처리한 HSF 세포에서 fibronectin와 COL1A2와 같은 피부 섬유와 관련된 유전자의 mRNA 발현 수준을 상향조절 하였다. 결론: 본 연구결과는 CIW가 미용기능식품 및 화장품 소재로서 활용될 수 있음을 시사한다. Purpose: Chrysanthemum indicum Linne (CI) has been used as a traditional medicine. Although several biological effects of CI have been reported, the precise role and function of CI as nutri-cosmetic and cosmetic materials remain unclear. Therefore, we prepared water extract of Chrysanthemum indicum Linne (CIW). And nutri-cosmetic potential was discussed through evaluation of anti-oxidant, anti-adipogenic in 3T3-L1 cells and regulatory function of skin fibril-related genes in human skin fibroblast (HSF). Methods: The anti-oxidant activity of CIW was evaluated through metal chelating activity and reduction potential. The cytotoxicity of CIW in 3T3-L1 and HSF was evaluated by MTT assay. The anti-adipogenic effect of CIW was examined by Oil Red O (ORO) staining and microscopy observation in 3T3-L1 cells. The mRNA expression levels of skin fibril-related genes in HSF were analyzed by reverse transcription-polymer chain reaction (RT-PCR). Results: The anti-oxidant activity of CIW was increased in a dose dependent manner. The CIW treatment up to 100 μg/mL for 24 h did not affect to the viability of 3T3-L1 cells and HSF. Thus, up to 100 μg/mL of CIW was chosen in cell-based assay. The treatment of 10, 50, and 100 μg/mL CIW significantly inhibited 3T3-L1 adipogenesis by 5.17%, 72.80%, and 104.09%. In addition, up-regulated mRNA expression levels of skin fibril-related genes such as fibronectin and type Ⅰ collagen α2 (COL1A2) were observed in CIW-treated HSF. Conclusion: These results suggest that CIW has the potential as nutri-cosmetic and cosmetic ingredient which possess anti-oxidant and anti-adipogenic effects.

國內消費 쇠고기의 脂肪質 성분과 嗜好性

金令鉉(Young-Hyun Kim),李瑞來(Su-Rae Lee) 한국식품과학회 1984 한국식품과학회지 Vol.16 No.3

바나나(Musa acuminate Colla) 껍질 추출물의 항비만 활성

김령현(Ryeong-Hyeon Kim),이승철(Seung-Cheol Lee),김교남(Gyo-Nam Kim) 한국식품영양과학회 2020 한국식품영양과학회지 Vol.49 No.12

식생활 및 생활습관의 서구화, 내분비 장애, 유전적인 요인 등에 의해 발생하며, 전 세계적으로 심각한 질환으로 알려진 비만은 열량의 섭취와 소비의 불균형으로 인해 체내 지방이 과잉 축적되어 생기는 질환이다(Park 등, 2015). 전 지방세포가 지방세포로 분화되는 과정인 adipogenesis의 조절은 비만의 예방 및 관리에서 중요한 타겟이 되며, 최근 식품에 존재하는 생리활성 성분 및 영양성분을 이용한 adipogenesis 억제 기전 연구들이 많이 진행되고 있다. 바나나(Musa acuminate Colla)는 다년생 목상 초본으로 열대 및 아열대지방에서 널리 재배되고 있는 과일로 대부분이 생과나 디저트로 많이 활용되고 있으나 바나나 껍질은 대부분이 부산물로서 폐기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 바나나 껍질의 활용방안을 강구하기 위한 기초연구로써 바나나 껍질의 숙성기간에 따른 항비만 활성을 평가하고자 하였다. 3T3-L1전 지방세포에서 세포독성이 나타나지 않은 범위의 농도를 설정하였으며, 10, 100 ㎍/mL 농도의 바나나 껍질 물, 에탄올 추출물(BPE-W, BPE-E)과 2일간 숙성된 바나나 껍질물, 에탄올 추출물(MBPE-W, MBPE-E)의 처리는 농도 의존적으로 adipogenesis를 조절하여 지방구 생성을 억제하였고, 숙성시키지 않은 신선한 바나나 껍질 추출물을 숙성된 바나나 껍질 추출물과 비교하여 항비만 활성이 높은 것으로 관찰되었다. 이것은 숙성과정 중 바나나 껍질에 존재하는 탄닌류의 성분이 분해되면서 바나나 껍질이 항비만 활성에 영향을 주었을 것으로 추측되며 이에 대한 추후 연구가 요구된다. 또한 바나나 추출물 처리는 adipogenesis 초기 단계의 중요한 전사인자로 알려진 C/EBPβ와 PPARγ의 mRNA 발현 수준을 현저하게 감소시키는 것으로 관찰되었다. 이상의 연구 결과는 부산물로 폐기되는 바나나 껍질의 항비만 기능성 식품 소재로 활용될 수 있다는 가능성을 보여주는 결과로 생각되며, 추후 바나나 껍질의 주요 생리활성 물질에 대한 규명이 수행되어야 할 것으로 사료된다. Banana (Musa acuminate Colla) is widely grown in tropical regions. Banana peel is normally discarded and thrown away as waste. Although several studies have reported the nutritional value of bananas, the biological activities of banana peel are relatively unknown. In this study, we investigated the anti-adipogenic activities of water and ethanol extracts of banana peel (BPE-W and BPE-E, respectively) and banana peel matured for 2 days at room temperature (MBPE-W and MBPE-E, respectively) on 3T3-L1 adipocytes. To evaluate the effects of the extracts on 3T3-L1 adipogenesis, the cells were treated with 10 and 100 μg/mL of the extracts from day 2 to day 6. Treatment with 100 ㎍/mL of extracts significantly inhibited lipid accumulation in 3T3-L1 adipocytes. The BPE-W and BPE-E showed strong anti-adipogenic activities compared to MBPE-W and MBPE-E. Furthermore, 3T3-L1 adipocytes treated with the extracts down-regulated the transcription factor CCAAT/enhancer binding protein beta (c/EBPβ) and peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR-γ) expressions. Taken together, our results indicate that the hydrolysis of components such as tannins in banana peel during maturation could affect the anti-adipogenic activities of banana peel extracts. The results of the study suggest a potential role for banana peel extracts as ingredients in the development of functional foods for obesity.

마스터장치의 회전강성을 고려한 공압인공근육의 원격조정

김령현(Ryeong Hyeon Kim),강봉수(Bong Soo Kang) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.12

본 논문에서는 마스터 조정자인 인간의 근육강도과 관절변위를 측정하여 슬레이브장치가 외부환경에 맞는 작업능력을 발휘할 수 있는 마스터/슬레이브 원격조정시스템을 제안한다. 외골격형 기구부와 경량의 관성센서를 사용하여 마스터 착용자의 편리성을 높였으며 인간의 근육과 동일한 운동특성을 가진 공압인공근육으로 슬레이브 기구장치를 구성하여 운동의 모사능력을 향상시켰다. 실험을 통해서 단순히 마스터의 위치정보만 전달하는 원격조정에 비해서 제안된 마스터는 인간 조정자가 근력의 세기를 조절함으로써 슬레이브에 작용하는 가반하중의 변화에 관계없이 균일한 제어성능을 가질 수 있었다. This study proposes a wearable master device that can measure the joint stiffness and the angular displacement of a human operator to enhance the adapting capability of a slave system. A lightweight inertial sensor and the exoskeleton mechanism of the master device can make an operator feel comfortable, and artificial pneumatic muscles having a working principle similar to that of human muscles improve the performance of the slave device on emulating what a human operator does. Experimental results revealed that the proposed master/slave system based on the muscle stiffness sensor yielded uniform tracking performance compared with a conventional position-feedback controller when the payload applied to the slave system changed.

인공근육의 강성제어를 위한 착용형 마스터 장치 개발

김령현(Yeong-Hyeon Kim),강봉수(Bong-Soo Kang) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.5

Mechanisms of Macromolecular Interactions Mediated by Protein Intrinsic Disorder

홍성현,최상민,김령현,고준석 한국분자세포생물학회 2020 Molecules and cells Vol.43 No.11

Intrinsically disordered proteins or regions (IDPs or IDRs) are widespread in the eukaryotic proteome. Although lacking stable three-dimensional structures in the free forms, IDRs perform critical functions in various cellular processes. Accordingly, mutations and altered expression of IDRs are associated with many pathological conditions. Hence, it is of great importance to understand at the molecular level how IDRs interact with their binding partners. In particular, discovering the unique interaction features of IDRs originating from their dynamic nature may reveal uncharted regulatory mechanisms of specific biological processes. Here we discuss the mechanisms of the macromolecular interactions mediated by IDRs and present the relevant cellular processes including transcription, cell cycle progression, signaling, and nucleocytoplasmic transport. Of special interest is the multivalent binding nature of IDRs driving assembly of multicomponent macromolecular complexes. Integrating the previous theoretical and experimental investigations, we suggest that such IDR-driven multiprotein complexes can function as versatile allosteric switches to process diverse cellular signals. Finally, we discuss the future challenges and potential medical applications of the IDR research.

Fisetin의 항산화 및 항비만 활성 평가를 통한 미용기능식품 소재로서의 가능성 탐색

손명수,김령현,송지혜,권오준,이아름,김혜옥,노성수,김교남 한국피부과학연구원 2016 아시안뷰티화장품학술지 Vol.14 No.1

Abstract Purpose: Although several physiological properties of fisetin have been reported, the potential of fisetin as a nutri-cosmetics material has been not considered. Therefore, anti-oxidant and anti-adipogenic effects in 3T3-L1 cells of fisetin were evaluated and its potential as a nutri-cosmetic ingredient was discussed. Methods: To test anti-oxidant activity of fisetin, ABTS radical scavenging assay was used and the cytotoxicity of fisetin in 3T3-L1 preadipocytes was evaluated by EZ-cytox assay. The inhibitory effect of fisetin against 3T3-L1 adipogenesis was evaluated in various stage of adipogenesis such as pre-adipogenic (Day -2~0), early (Day 0~2), intermediate (Day 2~4), and terminal stage (Day 4~6) by oil red o (ORO) staining. The mRNA expression levels of transcriptional factors were performed by RT-PCR analysis. Results: We observed that the scavenging activity of fisetin against ABTS radicals was stronger than that of ascorbic acid, a well-known soluble anti-oxidant. Fisetin treatment resulted in the decreased triglyceride content of 3T3-L1 cells in a dose-dependent manner. Lipid accumulation of 3T3-L1 adipocytes was significantly inhibited by fisetin treatment by 54.61%, 61.74%, 56.82%, and 26.67%, respectively when compared to adipocytes control. The anti-adipogenic effect of fisetin was strongly limited in the pre-adipogenic, early, and intermediate stages of 3T3-L1 adipogenesis. In addition, the fisetin treatment down-regulated mRNA expression levels of C/EBPβ, leptin, and adiponectin in mature 3T3-L1 adipocytes. Conclusion: These results suggested that fisetin has the potential as a nutri-cosmetic material which possess anti-oxidant and anti-adipogenic activities. 목적: 비록 fisetin의 다양한 생리활성이 보고되었음에도 불구하고, fisetin의 미용기능식품 소재로서의 가능성에 대한 연구는 미비한 실정이다. 그러므로, 본 연구에서는 fisetin의 항산화 활성 및 3T3-L1 세포에서 fisetin의 항비만 활성을 평가하고, 더 나아가 미용기능식품 소재로서 fisetin의 가능성에 대해 고찰하였다. 방법: Fisetin의 항산화 활성은 ABTS 라디칼 소거능을 통해 평가하였다. 3T3-L1 세포에서 fisetin의 세포독성은 EZ-cytox assay 를 이용해 분석하였으며, fisetin의 지방축적 억제활성은 triglyceride 함량 분석을 통해 평가하였다. 또한 fisetin이 지방세포 분화전기(Day -2~0), 분화초기(Day 0~2), 분화중기(Day 2~4), 분화후기(Day 4~6)와 같은 3T3-L1 adipogenesis의 다양한 단계 중어느 단계에서 억제 효과를 가지는지 ORO 염색법을 통해 알아보았다. 3T3-L1 세포에서 전사인자들의 mRNA 발현 수준은 RTPCR을통해 분석하였다. 결과: Fisetin은 항산화 물질로 잘 알려진 비타민C (L-ascorbic acid)보다 강한 ABTS 라디칼 소거활성을 나타내었다. 또한 fisetin 을 24 h 동안 처리하였을 때, 200 μM 이하의 농도에서 3T3-L1 세포생존율에 영향을 미치지 않았다. 따라서 fisetin을 100 μM 이하의 농도로 다음 실험에 이용하였다. 3T3-L1 세포에서 triglyceride 함량은 농도 의존적으로 감소시켰다. Fisetin이 adipogenesis 어떠한 단계에서 지방축적 억제활성을 나타내는지 알아보았을 때 분화전기(Day -2~0), 분화초기(Day 0~2), 그리고 분화중기(Day 2~4)에 가장 높은 억제활성을 나타내었다. 또한 fisetin에 의한 adipogenesis의 억제는 C/EBPβ, leptin, 그리고 adiponectin 의 감소된 mRNA 발현수준에 의한 것으로 사료된다. 결론: 본 연구는 fisetin이 항산화 및 항비만 활성을 통하여 미용기능식품 소재로서 충분히 활용될 수 있음을 시사한다

Antioxidant and anti-adipogenic activities of the nuts of Castanopsis cuspidata var. thunbergii

윤은영,김령현,김교남,이승철 한국식품과학회 2017 Food Science and Biotechnology Vol.26 No.5

The antioxidant and anti-adipogenic activities of the water extract (WE) and methanol extract (ME) of the shell and kernel of Castanopsis cuspidata var. thunbergii (CCT) nuts were evaluated. The shell extracts showed higher DPPH and ABTS radical scavenging activities (RSAs) than did the kernel extracts. Furthermore, the RSA of the ME was higher than that of the WE, regardless of the part. The total phenolic contents (TPCs) of the ME of the shell and kernel were 71.38 and 10.56 mg gallic acid equivalent (GAE)/100 mg extract, respectively. The TPCs of the WE of the shell and kernel were 17.44 and 9.27 mg GAE/100 mg extract, respectively. The WE inhibited 3T3- L1 adipogenesis more effectively than did the ME, and the shell extracts suppressed 3T3-L1 adipogenesis more effectively than did the kernel extracts. These results suggest that CCT nut kernels (ME) and shells (WE) may be strategically used to enhance antioxidant or and anti-obesity materials.

울금 추출물의 피부미용식품 소재로서의 기능성 평가

주형진,이성애,김령현,박부덕,김교남 한국피부과학연구원 2017 아시안뷰티화장품학술지 Vol.15 No.2

Purpose: To test whether water extracts of Curcuma longa L. (CLE) have the potential as beauty food materials, the inhibitory effects of CLE on melanin accumulation in B16F10 cells and regulatory effects of CLE on the skin fibril-related genes in human skin fibroblasts (HSFs) were examined in this study. Methods: Thiazolyl blue tetrazolium bromide (MTT) assay was used to evaluate the cytotoxicity of CLE in B16F10 or HSFs. Inhibitory effects of CLE on the melanin accumulation were evaluated by B16F10-eluted melanin content and image analysis. The expressions of skin fibril-related genes such as procollagen1α1, procollagen1α2, and elastin in HSFs were evaluated by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) analysis. Results: Based on the cytotoxicity results, the concentrations of CLE were confirmed under 400 μg/mL in both B16F10 and HSFs. The cytotoxicity of B16F10 cells with CLE for 24 h was confirmed and CLE up to 400 μg/mL were used. The CLE from 50 to 400 μg/mL significantly inhibited melanin accumulation in B16F10 cells. The HSFs treated with CLE showed up-regulated skin fibril-related genes. Conclusion: Those results show that CLE has benefits with skin-whitening and up-regulation of skin fibril-related genes, which means it could be used as an ingredient in beauty foods and/or cosmetic materials. 목적: 생강과에 속하는 다년생 초본식물 울금(Curcuma longa L.)에 대한 항산화 및 항암 등의 연구가 비교적 다수 수행되었으나, 피부건강과 관련한 연구는 상대적으로 미미한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 국내 진도산 울금 물 추출물(water extracts of Curcuma longa L., CLE)의 B16F10 세포에서 멜라닌 생성 저해 활성 및 human skin fibroblasts (HSFs)에서 피부 섬유구조관련 유전자의 발현조절에 미치는 영향을 분석하여 울금 추출물의 미용기능식품 및 화장품 소재로서의 가능성을 평가하고자 하였다. 방법: B16F10, HSFs에서 CLE의 세포독성은 thiazolyl blue tetrazolium bromide (MTT) assay로 평가하였다. B16F10 세포에서CLE의 멜라닌 생성 저해 활성은 세포의 배지에 용출된 멜라닌의 정량과 이미지 분석을 실시하였다. CLE가 HSFs 세포의 피부 섬유구조 관련 유전자의 발현에 미치는 영향은 reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) 분석법을 통해 평가하였다. 결과: MTT assay를 통해 CLE의 농도는 B16F10 및 HSFs 세포에서 400 μg/mL 이하로 결정하였다. B16F10 세포에서 50, 100, 200, 400 μg/mL의 CLE 처리는 유의적으로 멜라닌 형성을 억제하였다. 또한 HSFs에서 10, 100, 200, 400 μg/mL의 농도로CLE를 처리한 결과 procollagen1α1, procollagen1α2, elastin의 mRNA 발현수준을 현저히 증가시켰다. 결론: 본 연구결과는 CLE를이용하여 미백 및 피부섬유관련 유전자의 상향조절로 인한 피부탄력 증진에 효과가 있음을 확인하였으며 이후 미용기능식품 및 화장품 소재로서 충분히 활용될 수 있음을 시사한다.

DA-1241, a Novel GPR119 Agonist, Improves Hyperglycaemia by Inhibiting Hepatic Gluconeogenesis and Enhancing Insulin Secretion in Diabetic Mice

김유진,이시우,왕혜진,김령현,박현기,이향규,강은석 대한당뇨병학회 2022 Diabetes and Metabolism Journal Vol.46 No.2

Background: We investigated the antidiabetic effects of DA-1241, a novel G protein-coupled receptor (GPR) 119 agonist, in vitro and in vivo.Methods: DA-1241 was administrated to high-fat diet (HFD)-fed C57BL/6J mice for 12 weeks after hyperglycaemia developed. Oral/intraperitoneal glucose tolerance test and insulin tolerance test were performed. Serum insulin and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) levels were measured during oral glucose tolerance test. Insulinoma cell line (INS-1E) cells and mouse islets were used to find whether DA-1241 directly stimulate insulin secretion in beta cell. HepG2 cells were used to evaluate the gluconeogenesis and autophagic process. Autophagic flux was evaluated by transfecting microtubule-associated protein 1 light chain 3-fused to green fluorescent protein and monomeric red fluorescent (mRFP-GFP-LC3) expression vector to HepG2 cells.Results: Although DA-1241 treatment did not affect body weight gain and amount of food intake, fasting blood glucose level decreased along with increase in GLP-1 level. DA-1241 improved only oral glucose tolerance test and showed no effect in intraperitoneal glucose tolerance test. No significant effect was observed in insulin tolerance test. DA-1241 did not increase insulin secretion in INS-1E cell and mouse islets. DA-1241 reduced triglyceride content in the liver thereby improved fatty liver. Additionally, DA-1241 reduced gluconeogenic enzyme expression in HepG2 cells and mouse liver. DA-1241 reduced autophagic flow in HepG2 cells.Conclusion: These findings suggested that DA-1241 augmented glucose-dependent insulin release via stimulation of GLP-1 secretion, and reduced hepatic gluconeogenesis, which might be associated with autophagic blockage, leading to improved glycaemic control.