Effects of Salvia microphylla Extract on the Skin Wound and Barrier Function in Human Keratinocytes
Salvia microphylla 추출물이 각질형성세포의 피부상처 및 피부장벽 기능에 미치는 영향
Purpose: Salvia microphylla (SM) has variety bioactivities including antimutagenic, lipase-inhibitory and insecticidal effects. However, its biological activities on skin remain unclear. In this study, we examined the effect of SM water extract (SMW) of SM on skin wound healing- and skin barrier-linked responses in human keratinocytes (HaCaT cells). Methods: The antioxidant activities were measured using 2,2′-azino-bis-3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid (ABTS) and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging assay. Proliferation was confirmed by MTT assay, and migration was measured using a scratch wound healing assay. In order to confirm the proliferation and migration-related signal pathway, it was confirmed by Western blot. Type Ⅰ collagen synthesis and MMP-1 production were confirmed by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). In addition, the expression of filaggrin, involucurin, and loricin were measured by RT-qPCR. Results: DPPH and ABTS radical scavenging activity of SMW increased a concentration-dependent manner. SMW induced proliferation and migration of HaCaTs, especially at 400 μg/mL(proliferation-inducing activity=133.03%; migration-inducing activity=213.43%). Furthermore, SMW significantly enhanced the phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) 1/2, p38 MAPK and serine/threonine-specific protein kinase (AKT) in HaCaTs, stimulated Type I collagen synthesis and reduced MMP-1 production. It was confirmed that mRNA expression of filaggrin and involucrin, proteins that play important roles in the structure and function of the skin barrier, was significantly increased. Conclusion: These results demonstrate that SMW has skin regeneration and wound healing activity and skin barrier improvement in HaCaTs. In the future, SMW was verified for its applicability as a material for skin regeneration and skin barrier improvement material in the cosmetics industry.
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목적: Salvia microphylla (SM)은 항돌연변이성, 리파아제 억제 및 살충 효과를 포함한 다양한 생물학적 활성이 연구 보고되었으나 SM에 대한 피부재생 또는 상처치유와 같은 인간 피부 생리 활성에 미치는 연구보고는 미비하다. 본 연구는 피부 각질형성세포에서 SMW의 상처치유 및 피부장벽 개선 효과를 연구하였다. 방법: SMW의 항산화 활성은 DPPH 및 ABTS radical 소거능 방법을 이용 하여 측정하였다. 증식은 MTT 분석을 사용하여 측정하였으며, 이동은 스크래치 방법을 사용하여 측정하였다. 증식과 이동 관련 신 호전달체계 확인을 위하여 Weston blot을 통해 확인하였다. Type Ⅰ collagen 합성 및 MMP-1 생성은 ELISA에 의해 확인하였다. 또한, filaggrin, involucrin 및 loricrin의 mRNA 발현은 RT-qPCR로 측정하였다. 결과: SMW의 DPPH 및 ABTS radical 소거 활성 은 농도 의존적으로 증가하였다. SMW은 각질형성세포(HaCaTs)의 증식 및 이동을 유도하였으며, 특히 400μ g/mL에서 133.03%의 증식과 213.43%의 이동 유도 활성을 나타내었다. 또한, SMW는 각질형성세포에서 ERK 1/2, p38 MAPK 및 AKT의 인산화에 대한 효과를 나타내었으며, Type I Collagen 합성을 자극하고 MMP-1 생성을 감소시켰다. 피부장벽의 구조와 기능에 중요한 역할을 하 는 단백질인 filaggrin 및 involucrin의 mRNA 발현이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다. 결론: 이러한 결과들은 SMW가 정상 적인 각질형성세포의 재상피화 과정과 상처치유 및 피부장벽 개선에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다. 향후 SMW는 화 장품산업에서 피부재생 및 피부장벽 개선 소재로서 응용가능성을 검증하였다
Abstract Introduction Methods 1. 추출물 제조 2. DPPH radical 소거능 측정 3. ABTS radical 소거능 측정 4. 세포 배양 5. 각질형성세포 증식(Proliferation) 효과 측정 6. 각질형성세포 이동(Migration) 효과 측정 7. Collagen 생합성 측정 8. MMP-1 활성 측정 9. RNA extraction and real‑time quantitative PCR (RT-qPCR) 분석 10. Western blot 분석 11. 통계처리 Results and Discussion 1. Salvia microphylla 추출물의 DPPH 및 ABTS radical 소거능평가 2. Salvia microphylla 추출물이 각질형성세포의 증식(proliferation)및 이동(migration)에 미치는 효과 3. Salvia microphylla 추출물의 Type Ⅰ collagen 생합성능 평가 4. Salvia microphylla 추출물의 MMP-1 생성 저해능 평가 5. Salvia microphylla 추출물의 각질형성세포 내 신호전달에 미치는 영향 5. Salvia microphylla 추출물의 각질형성세포 내 Filaggrin, Involucrin, Loricrin의 mRNA 발현에 미치는 영향 Conclusion Acknowledgements Author's contribution Author details References 국문초록 참고문헌 中文摘要
Hyeon Mi Jo [ 조현미 | Department of Biomaterials Science, Gyeongsang National University ]
In Ho Choi [ 최인호 | Department of Biomaterials Science, Gyeongsang National University, Department of Plant and Biomaterials Science, Gyeongsang National University, Jinju-si, Gyeongsangnam-do, Korea ]
Corresponding Author