Effect of Castanopsis sieboldii extract on UVB-induced skin agin

Abstract

피부는 인체에서 가장 큰 기관이며, 체온조절, 수분손실 억제, 물리적 손상으로부터 방어 기능을 한다. 피부는 표피, 진피, 피하조직 3개의 층으로 나뉘어져 있고 그 중 표피는 가장 바깥쪽에 위치하며 자외선(Ultra violet, UV), 미세먼지, 중금속, 병원성 미생물 등에 가장 많이 노출되고 손상을 받는 부위이다. 그 중 자외선은 자연환경에서 쉽게 피부에 직접적으로 노출된다. 자외선 (UV)는 파장에 따라 UVA (315-400 nm), UVB (280-315 nm), UVC (100-280 nm)로 나뉘게 된다. UVC는 오존층에 의해 흡수되고 피부에 도달하는 자외선 중 UVB는 급성 노출 시 표피에 심한 손상을 야기한다. UVB는 표피에서 활성산소종 (ROS)을 증가시키고 산화적 스트레스를 유발한다. UVB에 의해 증가된 산화적 스트레스는 소포체 등의 세포 소기관을 손상시키며, 궁극적으로 세포사멸을 일으키게 된다. 또한 ROS는 콜라겐을 분해하는 MMP(Matrix Metalloproteinase)의 발현을 증가시켜 콜라겐을 분해하고 프로콜라겐을 분해하여 피부의 광독성을 유발한다. 구실잣밤 (Castanopsis sieboldii)은 아열대 동부 아시아에 자생하는 상록수 종이다. 최근 구실잣밤 나무 열매 추출물이 세포 내 ROS를 감소시켜 산화적스트레스를 억제한다는 연구가 보고된 바 있다. 하지만 UVB에 의한 피부 손상 및 노화에 대한 구실잣밤 잎 추출물 (CSL3)의 효능연구는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 HaCaT 세포(Human Keratinocyte Cell Line)를 이용하여 CSL3의 광독성 보호 효능 및 관련기전을 조사했다. UVB와 t-BHP는 HaCaT 세포에서 ROS 생성을 증가시켰으며 CSL3은 이를 유의적으로 억제하였다. 또한 CSL3은 UVB로 인해 증가된 apoptosis를 억제함으로 세포 생존율을 개선시켰으며 ER stress를 농도 의존적으로 억제하였다. 나아가 CSL3에 의해 감소되었던 ER stress 마커가 autophagy inhibitor인 3-MA를 처리하였을 때 다시 회복됨을 통해 CSL3의 ER stress 억제 효능은 autophagy를 매개함을 확인할 수 있었으며CSL3에 의한 autophagy 활성화는 LC3B의 상위 인자인 mTOR 억제를 매개하였다. 우리는 마지막으로 UVB를 조사한 HaCaT 세포에서 CSL3의 항노화 효과를 평가하였다. UVB에 의해 증가된 MMP의 발현 및 감소된 콜라겐의 합성 감소가 CSL3 처치에 의해 반전되었다. 마지막으로 우리는 CSL3의 조성 및 활성성분을 분석하였고 다량의 epigallocatechin gallate (EGCG)가 검출되었다. 예상한대로 EGCG는 CSL3 처리와 동일하게 autophagy활성화, ER stress억제를 통해 HaCaT 세포를 보호하였으며, MMP 발현과 콜라겐의 발현을 억제시켰다. 이러한 결과를 통해 CSL3의 보호효과능 EGCG를 매개함을 확인하였다. 결론적으로, CSL3은 ER stress 억제 및 autophagy 활성화를 통하여 UVB로 인한 피부 손상을 억제할 수 있는 후보물질이 될 수 있음을 제시한다.