토복령은 우수한 항균, 항산화, 항염증 효능을 가진 소재로 알려져 있다. 이러한 토복령(Smilax china)의 추출물의 기능성을 화장품에 적용하기 위한 기초연구로써 토복령에서 발견되는 플라보노이드인 quercetin, catechin, naringenin의 농도별 경피 투과 특성을 조사할 필요성이 있다. Marzulli의 정의에 적 용한 결과 케르세틴의 Kp 값은 0.1 mg/mL에서 "빠름"으로 분류되었고, 0.2 및 0.4 mg/mL에서 "보통"으로 분류되었다. 특히, 농도가 증가함에 따라 투과 속도가 감소하는 경향이 있었다. 나린제닌의 경우 Flux 값은 각각 0.1, 0.2 및 0.4 mg/mL 농도에서 0.69, 1.07 및 1.42 μg/hr/cm²이었으며, 해당 Kp 값은 각각 6.95, 5.34 및 3.56이었다. 나린제닌의 Kp 값은 모든 농도에서 "보통" 범주에 속하며, 케르세틴과 관찰된 것과 같이 농도가 높아짐에 따라 투과 속도가 감소하였다. 카테킨의 경우 Flux 값은 각각 0.1, 0.2 및 0.4 mg/mL 농도에서 0.75, 1.09 및 1.66 μg/hr/cm²이었으며, 해당 Kp 값은 각각 7.55, 5.46 및 4.16이었다. 카테킨의 Kp 값은 모든 농도에서 일관되게 "보통"으로 분류되었다. 여드름 저해능 및 항염증 효능이 우수 한 토복령 추출물의 유효성분인 quercetin, catechin, naringenin의 경피 투과 특성이 보통 이상으로 나타나 기능성 화장품에 사용할 수 있는 우수한 천연물 소재인 것을 확인할 수 있었다.

화장품 소재는 안전성이 무엇보다 중요시된다. 화장품에 사용되는 기존의 보존제인 PE에 대장 균 효소 β–gal을 이용하여 안전성이 증가된 PE-gal을 생합성하였다. 화장품 소재로 사용하기 위해 생합 성된 생성물인 PE-gal의 피부 흡수도를 기존의 보존제인 PE와 비교하기 위해 Franz Diffusion cell Assay 시스템을 이용하여 경피투과도를 측정하였다. 같은 질량농도의 시료를 사용하였을 때 PE의 Flux 값, Kp 값은 시간이 지날수록 증가하는 것으로 나타났으나 PE-gal은 투과도를 측정할 수 있을 만큼 투과되지 못 하였다. 이는 PE의 피부투과도가 생합성된 PE-gal 배당체보다 높다는 것을 나타낸다. Marzulli 등에 따라 Kp 값을 이용하여 투과 정도를 확인하였을 때 PE의 투과속도는 1mg/mL의 농도에서 느림(slow)으로 측정 되었다. 따라서 배당체 형태의 PE-gal은 PE에 비해 경피 투과도가 현저히 낮게 나타났다.

안전성이 강화된 화장품용 방부제 소재를 개발하기 위하여, 대장균 β-gal을 이용하여 OD 로부터 합성된 OD-gal의 성능을 기존의 OD와 비교하는 연구를 수행하였다. 먼저, mass spectrometry 분석을 통하여 OD-gal의 sodium adduct ion (m/z=331.1731)과 protonated ion (m/z=309.1926)으로 OD-gal 합성을 확인하였다. 새롭게 합성된 OD-gal과 OD의 항균력 비교를 위하여 E. coli, S. aureus, C. albicans, A. niger에 대한 MIC 값을 측정하였다. 그 결과, OD-gal과 OD의 MIC 값 사이에 그렇게 큰 차이를 관찰할 수 없었다. 또한, OD-gal과 OD의 세포독성을 비교하기 위하여, HaCaT 세포에 OD 또는 OD-gal을 처리한 후, 세포 생존율을 EZ-Cytox assay를 이용하여 정량 하였다. 1.5% OD의 경우에는 24 시간에서 세포생존율이 대조군과 비교하여 64%, 48 시간에서는 42%로 나타났고, 1.5% OD-gal을 처리한 세포의 세포생존율은 24 시간에서 유의적인 변화가 없었지만, 48 시간에서는 85%로 나타났다. 결국 OD-gal은 OD와 비교해서 약 40% 이상의 세포독성 감소효과가 있는 것으로 확인되 었다. 이러한 결과로부터 OD에 한 분자의 galactose를 결합시킴으로 인하여 항균력은 어느 정도 유지하 면서 피부 세포에 대한 독성이 감소된 OD-gal의 특성을 확인할 수 있었다. 앞으로 후속 연구를 진행하여 보다 안전한 화장품용 방부제 소재로서 OD-gal의 실용화 기반을 구축할 예정이다.

Vinca alkaloids from plant Vinca minor have been investigated for their effects of tyrosinase inhibition, stimulation of ROS generation and increasement of cell migration activity. The methanolic crude extract and the water-soluble fraction exhibited IC50 value of 3.1 mg/mL and 2.1 mg/mL. Vinca minor extract treatment significantly increased ROS levels in HaCaT cells, in a concentration-dependent manner. Treatments of Vinca minor extract led to increase wound closure when compared with non-treatment. Low dose (0.1% or 0.3%) of extracts have not significantly affected, compared with that in controls. By contrast, 0.5% extract have dramatic effect on wound healing activity of keratinocytes. Effects of Vinca minor extract in a filter-based cell mobility assay appear similar to that of wound closure assay, which suggests that the Vinca minor extract have wound healing effects on skin.

Phagocytosis is a primary and an essential step of host defense, and is triggered by the interaction of particles with specific receptor of macrophages. In this study, we investigated the effect of extracts of Rudbeckia laciniata (RLE) on the phagocytic activity of macrophage, by monitoring the phagocytosis-associated signal transduction. RLE markedly increased phagocytosis of serum-opsonized zymosan particles (SOZ), while phagocytosis of IgG-opsonized zymosan particles (IOZ) or none-opsonized zymosan particles (NOZ) remained unaffected. However, RLE did not affect the binding of opsonized zymosan particles (OZ) with the cell surface of macrophage. This suggests that RLE may regulate SOZ-induced intracellular signaling during phagocytosis of macrophage. To confirm this hypothesis, we investigated whether RLE was involved in the RhoA-mediated signal transduction during phagocytosis of SOZ. Inhibitors of the RhoA-mediated signaling pathway, such as Y-27632 (for ROCK), ML-7 (for MLCK), and Tat-C3 (for RhoA), totally blocked phagocytosis of SOZ enhanced by RLE, as well as phagocytosis of SOZ. Additionally, RhoA activity was markedly increased when cells were treated with RLE, suggesting that RLE could increase the phagocytic activity of macrophage via RhoA-ROCK/MLCK signal pathway. Thus, RLE may be used to develop functional foods for immunity.

The objective of the present investigation was to obtain vitamin, mineral, flavonoid, and polyphenol profiles of Rudbeckia laciniata (RL), and to examine the effects of extract of RL (RLE) on various physiological activities of HaCaT keratinocyte for the utilization of RL as natural raw materials to develop functional food. To accomplish this purpose, we checked the contents of the general nutrients of RL. The contents of vitamin A, vitamin B1 and vitamin B2 were 7.49 μg/g, 51.96 μg/g, and 132 μg/g respectively, while vitamin C and vitamin D3 were not detected. The contents of mineral such as Ca, K and Fe were 2.01 mg/g, 6.06 mg/g and 0.03 mg/g respectively. Total flavonoid contents of RLE were 0.25 mg/g, and total polyphenol were estimated as 1.43 mg/g. Because RL contains high levels of vitamin A which is associated with skin aging, we investigated the effect of RLE on physiological function of keratinocytes with respect to skin aging. We found that RLE significantly increased the growth rate of HaCaT cells and reduced ultraviolet radiation B (UVB)-induced cellular toxicity. Also, the extract of Rudbeckia laciniata attenuated the UVB-induced reactive oxygen species (ROS) generation in a dose-dependent manner in HaCaT cells. In addition, treatment with the extract dose-dependently increased migration activity of HaCaT cells. Thus, these findings indicated that RLE could regulate the physiological activity of keratinocytes, and may be used to develop functional foods.

EtOH 추출법과 열수 추출법을 사용하여 빈카민 등의 빈카 알칼로이드 화합물을 함유한 빈카 마이너 추출물을 얻었다. 이들 추출물을 사용하여 비듬균, 효모, 그람양성 및 음성세균에 대한 항균활성을 측정 하였다. 비듬균(Malassezia furfur)에 대하여 표준물질인 빈카민과 EtOH 추출물은 항균활성을 보이 지 않은 반면 열수 추출물은 항균활성을 나타내었다. 또한 열수 추출물은 그람양성 및 음성세균에 속하는 바실러스(Bacillus sp.)와 대장균(Escherichia coli)에 대해서도 항균활성을 나타내었다. 추출물의 세포독성 은 HaCaT 세포(인간 케라티노사이트 세포), HT-29 세포(인간 결직장 선종암 세포), Raw 세포(인간 대 식세포)를 대상으로 측정하였으며, 해당 세포들에 대해 특별한 세포독성은 발견 되지 않았다. 또한 형광 기반의 탐색물질인 디클로로플루오신 디아세테이트(DCFDA)를 이용한 활성산소종을 측정하였다. 그 결과 HaCaT 세포와 HT-29 세포군에서 활성산소종의 형성이 약 20% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다.

빈카마이너 L.의 알칼로이드는 HPLC의 PDA 검출기를 이용하여 측정하고 이를 표준시료인 빈카민의 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼과 비교하여 분석하였다. 플라보노이드류를 포함하여 추출물에서 9개 이상의 화합물에 대한 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼을 얻었다. 추출방법에 따라 에탄올 추출물과 열수 추출물을 얻고 이를 DPPH 라디칼 소거법에 의해 항산화 효과를 조사하였다. 그 결과 에탄올 추출 물과 열수 추출물 모두 비교군인 케르세틴과 비타민 C 대비 약 14~15%의 항산화 효과를 보여 추출법에 상관없이 유사한 결과를 보였다.

화장품에 방부제(살균/보존제)로 사용되는 1, 2-hexanediol (HD)로 인한 부작용을 극복하기 위하여, Escherichia coli (E. coli)의 β-galactosidase (β-gal)를 이용하여 transgalactosylation 반응으로 1, 2-hexanediol galactoside (HD-Gal)를 합성하였다. 본 연구에서는 합성된 HD-Gal의 인간 피부세포에 대한 독성이 어느 정도인지를 HD와 비교하여 관찰하였다. HD-Gal과 HD의 세포독성은 인간 피부각질형성세포 (HaCaT cell line)에 HD와 HD-Gal을 처리한 후, cell proliferation assay를 이용하여 비교 분석하였다. 또한 이때, 위상차 현미경으로 HD-Gal과 HD로 처리한 세포의 상태를 비교 관찰하였다. 그 결과, HD-Gal은 42.2 mM에서 211 mM의 농도 범위에서 세포독성이 관찰되지 않았으며, 현미경 관찰에서도 큰 변화를 관찰할 수 없었다. 그러나, HD의 경우에는 저농도에서(42.2 mM and 84.4 mM)는 세포독성이 관찰되지 않았으나, 고농도 (168.8 and 211 mM)에서 매우 높은 세포독성을 나타내었고, 현미경 관찰에서는 고농도에서는 물론이고, 세포 독성이 관찰되지 않은 HD의 저농도에서도 세포모양과 세포 수에서의 변화가 관찰되었다. 앞으로 세포독성이 감소된 HD-Gal이 HD의 대체제로서 안전, 건강 및 웰빙 개념의 새로운 용도로 개발될 수 있을 것으로 생각된다.