자외선은 피부의 구조적, 생리학적 변화를 일으키는 대표적인 외부 환경 인자로서 광노화, 일광화상 및 피부암을 일으키는 원인이 된다. 이러한 자외선은 외부적인 스트레스 자극 인자로 작용하여 피부 세포 내에서 비활성 코르티손을 활성 코르티솔로 전환시키는 효소인 11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1 (11β-HSD1)의 발현 및 활성을 증가시킨다. 이에 본 연구에서는 UVB에 의해 증가된 11β-HSD1의 발현을 효과적으로 억제할 수 있는 천연 추출물을 발굴하고자 하였다. 사람 섬유아세포에 다양한 천연물을 스크리닝한 결과, 능실 추출물이 유의한 효과가 있음을 확인하고, 능실 추출물을 추가 분획하여 사람 섬유아세포와 3D skin model에서 피부 광노화 억제 소재로서의 가능성을 확인하였다. 능실 추출물 및 분획물은 섬유아세포에서 11β-HSD1의 발현을 억제함과 동시에 자외선에 의한 matrix metalloproteinase (MMP)-1, 3, 9 및 염증성 싸이토카인(IL-6, 8)의 발현 증가를 억제하였다. 또한, 3D skin model을 이용한 평가에서, 능실 추출물은 UVB에 의한 MMP-1 단백질 발현을 억제하였고, UVB에 의한 표피 두께 감소 및 각질형성세포의 증식 감소를 회복시켰다. 따라서, 본 연구 결과로부터 능실 추출물 및 분획물은 UVB에 의한 11β-HSD1의 발현 증가와 이에 수반하는 광노화를 효과적으로 예방함을 확인하였다.

각질형성세포주인 HaCaT세포에서 Lipopolysaccharide (LPS)로 유도하는 염증반응에는 tumor neurosisfactor-α (TNF-α), interleukin-1α (IL-1α), interleukin-6 (IL-6), 및 interleukin-8 (IL-8)와 같은 염증 유발 사이토카인(pro-inflammatory cytokines)이 증가되고, 또한 염증반응을 매개하는 induciblenitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2) 및 prostaglandins E2 (PGE2)도 증가된다. 본 연구에서는 이렇게 유도된 염증 반응에서 효과적으로 염증 관련인자를 조절할 수 있는 천연물을 발굴하고자 하였다. 그 결과, 마가목, 쐐기풀, 죽여 및 오배자 혼합 추출물이 IL-1α, TNF-α, IL-6 및 IL-8의발현을 억제하고 COX-2, iNOS 및 PGE2의 발현도 억제함을 확인하였다. 아울러 IQ chamberⓇ을 이용하여피부에 첩포할 때 sodium lauryl sulfate (SLS)로 유발한 피부자극에서 이들 혼합물이 효과적으로 그 자극을억제함을 확인하였다. 따라서 본 연구 결과로부터 마가목, 쐐기풀, 죽여 및 오배자의 혼합물이 피부자극완화용화장품 소재로서 민감성 피부 등을 위한 제품에 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다.

본 연구에서는 동해안에서 채집된 88종의 해조류에 대하여 미백제로서 응용 가능성을 알아보기 위해 멜라닌 생성에 미치는 영향을 in vitro 실험을 통해 알아보았다. Melan-a 세포에 해조류 추출물을 처리하여 멜라닌 양을 측정한 결과, 고리매, 미역쇠, 왜모자반, 감태, 톳추출물에서 멜라닌 생성이 감소되었으며, 특히 미역쇠추출물을 처리하였을 때 가장 유효하게 농도의존적으로 멜라닌 생성이 감소되었다. 멜라닌 생성 억제 효과가 tyrosinase 활성 저해와 관련 있는지를 확인한 결과, 약한 활성을 가지지만 직접 작용하여 활성을 저해하지는 않으면서, 세포 내의 tyrosinase 활성을 농도의존적으로 저해하였다. 이는 세포 내 tyrosinase 활성저해가 직접적이 아닌 다른 기전에 의해 일어난다는 것을 의미하며, 그 기전 중의 하나인 α-glucosidase활성을 측정한 결과 농도의존적으로 활성을 저해하였으며, 세포 내 tyrosinase 활성 저해와 높은 상관도를 보임을 확인하였다. 즉 미역쇠추출물은 N-linked glycoprotein인 tyrosinase의 glycosylation을 억제하여 tyrosinase의 세포 내 이동이나 활성을 억제할 수 있음을 알 수 있었다. 결론적으로, 미역쇠추출물은 피부 미백에 유효한 활성을 나타내는 천연 유용자원으로 활용할 가치가 있는 것으로 사료된다.