217 책임저자：박유경, 446-791, 경기도 용인시 서천동
경희대학교 동서의학대학원 의학영양학과 Tel: 031-201-3816, Fax: 031-203-3816 E-mail: [email protected]
접수일：2010년 6월 1일, 1차 수정일：2010년 9월 8일, 2차 수정일：2010년 9월 13일, 게재승인일：2010년 9월 15일
Correspondence to：Yoo Kyoung Park
Department of Medical Nutrition, Graduate School of East-West Medical Science, Kyung Hee University, seocheon-dong, Yongin 446-791, Korea Tel: ＋82-31-201-3816, Fax: ＋82-31-203-3816
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로얄제리 섭취가 UV로 손상된 무모쥐의 피부조직에 미치는 항산화 효과
1경남대학교 식품영양학과, 2농촌진흥청 농업생물부, 3경희대학교 동서의학대학원 의학영양학과,
4경희대 임상영양연구소
서보영1ㆍ박은주1ㆍ이광길2ㆍ한상미2ㆍ최유연3ㆍ조윤희3ㆍ박유경3,4
Effect of Royal Jelly Intake on Antioxidant Activity in the Skin of Mice after UV Irradiation
Bo-young Seo1, Eunju Park1, Kwang Gill Lee2, Sang Mi Han2, You Youn Choi3, Yunhi Cho3 and Yoo Kyoung Park3,4
1Division of Food and Nutrition, Kyungnam University, Masan 306-791, 2Department of Agricultural Biology, National Academy of Agricultural Science, Suwon 441-100, 3Department of Medical Nutrition, Graduate School of East-West Medical Science, Kyung Hee University, Yongin 446-791, 4Research Institute of Medical Nutrition, Seoul 130-701, Korea
Royal jelly is a honey bee secretion that is used in the nutrition of the larvae. It has been reported to contain remarkable amounts of proteins, lipids, vitamins, hormones, enzymes, mineral substances, and specific vital factors that act as biocatalysts in cell regeneration processes within the human body. This study was designed to study the effect of royal jelly on ultraviolet (UV) induced skin damage. Three kinds of Korean and one Chinese royal jelly (GP: Gimpo, PC: Pochoen, CW: Cholwon, CH: China.) was supplemented to mice after UV-irradiation, SKH hairless female mice were fed 1% royal jelly and irradiated with UV for six weeks. The amount of retinol was measured in the mice dermis and epidermis.
The effect of royal jelly on epidermis was not significantly different among groups but were significantly higher than UV＋ and UV－ group. Catalase (CAT), glutathione peroxidase (GSH-Px) and superoxide dismutase was measured in both dermis and epidermis. CAT and GSH-Px activity was not significantly different among groups in the dermis, but, SOD level was significantly higher (p＜0.05) in the PC, CW, CH group. The degree of endogenous DNA damage (assessed by tail DNA, tail length and tail moment) was significantly increased after UV irradiation, but, royal jelly decreased the degree of DNA damage in all groups. H2O2 induced DNA damage was also increased in the UV irradiated mice, but, supple- mentation of royal jelly reduced the DNA damage to the level of un-irradiated mice. Putting these together, these result demonstrate that royal jelly consumption for 6weeks with UV irradiation seems to have a partial antioxidant capacity. (Cancer Prev Res 15, 217-224, 2010)
Key Words: Royal jelly, UV Irradiation, Antioxidant, DNA damage
서 론
로얄제리(Royal jelly)는 꿀벌 유충의 영양섭취에 사용 되는 꿀벌의 분비물로서 그 성분은 분석자에 따라 조금 씩 차이는 있으나 2/3가 수분이고, 단백질, 탄수화물, 지 방, 미네날, 칼슘, 나트륨, 철, 아연, 비타민류와 풍부한 영양소가 함유되어 있는 것으로 보고되어 있다.1) 그동안 의 로얄제리에 대한 가장 대표적인 효능으로서는 항산 화 효과가 있으며, 그 외 자율신경계의 활성화 작용, 혈 압 조절능, 당뇨병 예방과 치료효과, 만성간염의 증상완 화, 암 예방 및 항암효과, 노화방지 및 정력증강2∼4) 등이 보고되고 있다. 로얄제리 성분 중 Acetylcholine은 신경전 달 물질로 피부를 윤택하게 하고, 뼈, 치아, 근육 등을 젊게 하는 Parathine 유사물질이 함유되어 있어 노화방지 에도 기여하고 있다고 발표되었고, 로얄제리의 세포활 성과 면역세포 재생작용으로 내장점막의 표면에 상처가 난 경우 내장점막의 상처를 회복시켜 암을 유발하는 과 정을 예방하는데 크게 공헌한다고 한다.5) 특히 최근 보 고에 따르면 Royal jelly 속에 독특하게 함유되어 있는 10- HDA (10-Hydroxy-2-decenoic acid)는 로얄제리의 지표물질 로서 발견되는 독특한 새로운 물질로서 함암작용과 항 균작용을 한다고 발표되어 학계에 관심이 매우 높다.6∼8) 우리 몸의 가장 넓은 표면적을 가진 피부는 항상 자외 선(UV)에 노출되어 있는데, 자외선은 다양한 광물학적 반응을 매개하며 활성 산소종(active oxygen species)을 과 잉 생성하며 산화적 손상을 가져오며, 이러한 유리 라디 칼들은 피부 DNA의 손상을 유발하며 단백질 및 지질 산 화를 촉진하여 피부 노화의 매우 강력한 주범으로 알려 져 있으며, 암 유발과 노화과정에도 관련되어 있다.9∼13) 강한 주름과 두꺼운 피부로 특징지어지는 광노화 피부 는 자외선에 의해 증가되는 자유 라디칼 및 유해 활성 산소종에 의한다. 이런 노화들이 진행될수록 피부를 구 성하는 물질인 collagen, ellastin, hyaluronic acid 등 구조 단 백질을 생성하는 능력이 감소하고 타입1 콜라게나아제 (MMP, Matrix metalloproteinase)의 생합성이 증가하여 피 부 구조단백질을 더 많이 분해하게 된다. 또한 누적되는 산화적 스트레스는 이런 피부 노화를 더 촉진하게 된
다.14,15) 활성 산소(active oxygen)는 유전자를 손상시키는
피부암의 개시 단계일 뿐만 아니라 발암을 촉진하는 단 계에서도 영향을 주는 중요한 물질로 알려져 있다. 이와 같이 발암의 각 단계에서 활성산소(active oxygen)가 작용 한다고 생각하고 있으므로, 활성산소(active oxygen)를 제 거하여 무독화 시킴으로서 몸을 잘 조절하는 것이 암 예
방이라는 입장에서 보면 아주 중요한 것이며 피부 노화 에도 영향을 미치리라 예견할 수 있다.16) 최근 국내외에 서도 산화적 스트레스의 직접적 원인이 되는 활성산소 를 억제하게 위해 우리 몸에 있는 항산화체계를 강화하 여 oxidative stress로 인한 질환 발병률을 줄이려는 노력이 계속되고 있으며,17) 안전하고 우수한 효능을 가진 천연 항산화제나 식품에 대한 개발이 지금까지 꾸준히 시도 되고 있다.18∼22)
이에 본 연구에서는 암, 노화등과 관련이 큰 Reactive Oxygen Species (ROS) 유발에 의한 DNA 손상에 대하여 억 제 가능성이 있는 로얄제리를 보충 섭취함으로서 자외 선 노출된 피부조직의 항산화 및 DNA손상 억제에 대한 가능성을 알아보고자 한다.
재료 및 방법
1. 시험 동물 및 사육조건(무모생쥐의 광노화 유도)
본 연구는 20 g 내외의 Mice (hairless mouse-SKH-1)를 로 얄제리를 첨가하지 않은 고형배합사료로 일주일 동안의 적응 기간을 가진 후 실시되었다. 쥐의 사육환경은 22∼
24oC에서 Light cycle이 12시간 간격으로 On/Off 되도록 조 절하면서 사육하였고, Mouse는 그룹당 10마리씩, UV를 처리하지 않는 군(UV－), UV만 처리한 군(UV＋), UV처 리와 함께 김포(GP), 포천(PC), 창원(CW), 중국(CH)산 로 얄제리 시료를 공급받은 군, 총 여섯 군으로 나누어졌다.
UV 조사는 mice의 적응기간 후 6주 동안 UV B (약 30%
정도의 UV A를 함유; 5 Sankyo Denky G5T5 lamps, Sankyo Denki Co., Japan)를 반복적으로 조사하여 광노화를 유발 하였다(처음 1주는 매일 1회 2 MED (200 mJ/cm2)씩 등 부위에 조사, 2∼6주 동안은 주 3회 4 MED (200 mJ/cm2) 씩 조사). 공급된 식이는 생산 최적조건 탐색과정에서 제 공된 각 산지별 김포(GP), 포천(PC), 창원(CW), 중국(CH)산 의 로얄제리를 전체 식이 1% 내외 수준에서 첨가하여 자 외선 조사와 병행하여 6주간 식이 공급하였다. 그 외 실험 기간동안의 물은 자유롭게 섭취 할 수 있도록 하였다.
2. 조직 분리
Mice에서 분리한 피부조직은 HBSS：Dispase II=1：1 (Hanks’ Balanced Salt Solution; HBSS Catalog No.24020117, Dispase II: Cat.No.04 942 078 001, Roche)의 비율로 희석한 용액에 충분히 담기게 하여 Overnight 시킨 후, 표피와 진피를 분리하여 －80oC에 보관하였다. 분리한 조직은 액체질소에 담궈 분쇄하여 보관하였고, 분쇄한 조직 0.1 g을 10 ml phosphate buffer (0.25 M sucrose, 0.5 mM EDTA,
50 mM KH2PO4, 50 mM K2HPO4)에서 다시 분쇄한 다음 3,000 g, 30분간 원심분리 하여 상층액을 retinol, catalase, SOD, GSH-Px 분석에 이용하였다.
3. 표피, 진피의 Retinol 농도 분석
피부조직 내의 retinol 농도는 ethanol로 단백질을 제거 하고 n-hexane으로 지방을 추출한 후 질소 가스로 n-hex- ane을 증발시켰다. 시료는 mobile phase (methanol：dichlo- romethane=85：15)에 녹여 high performance liquid chroma- tography (HPLC, Dionex, Korea)로 측정하였다. 성분의 파 장은 Retinol 325 nm를 이용하여, 각 sample 마다의 비교 를 위한 standard 물질로 tocol을 사용하였다.
4. 피부 Catalase, SOD, GSH-Px 효소 활성 분석
Catalase 효소 활성 측정의 원리는 과산화수소수가 물 과 산소로 분해되는 반응을 촉매하여 과산화수소의 감 소량을 측정하게 되면, 반응속도는 과산화수소 농도와 비례한다. Catalase 활성은 위 과정에서 얻은 상층액을 이 용하여 50 mM phosphatebuffer (pH 7)와 과산화수소를 첨 가한 후 과산화수소의 감소량을 240 nm에서 30분간 측 정하였다.
SOD (superoxide dismutase)는 pyrogallol (1,2,3-trihydroxy- benzol)의 자동산화를 억제하는 SOD의 양을 측정하는데 기초를 두고 있다. Pyrogallol은 수용액 내에서 황색의 색 소를 형성하며 빠르게 자동 산화하는데 그 색소의 농도 를 spectrophotometer로 측정하게 된다. 이 반응을 위해서 는 superoxide anion이 반드시 필요하다. SOD는 superoxide anion을 dismutate 시킴으로써 자동산화를 억제한다. SOD 의 방법은 조직 현탁액을 증류수로 용혈 시킨 후 ethanol 과 chloroform을 가하고 이를 3,000 rpm/min, 2분간 원심 분 리하였다. 그 상층액을 여러 농도로 나누어 25oC에서 10 분간 방치한 뒤 20 ml의 pyrogallol을 첨가한 후 320 nm에 서 180초간 측정하였다. 적혈구 내 SOD의 활성은 pyrogal- lol의 자동산화를 50% 억제하는 antioxidant capacity로 정 의하였다.
효소 GSH-Px (glutathione peroxidase)는 과산화물(T-bu- tylhydroperoxide)에 의해 glutathione이 산화되는 반응을 촉매 한다. 이때 산화된 glutathione은 glutathione reductase와 NADPH 의 존재하에 다시 glutathione으로 환원되고 NADPH는 NADP 로 산화된다. 이러한 원리로 용혈된 적혈구에 glutathione, glutathione reductase (GR), NADPH를 첨가하고 37oC, 10분 간 방치한 뒤 t-butylhydroperoxide를 넣어 반응시켰으며 이때 감소된 NADPH 농도를 340 nm에서 90초간 측정함 으로써 GSH-Px의 항산화 정도를 측정하였다.
5. DNA 손상의 측정을 위한 comet assay
전혈 10 μl을 채취하여 75 μl의 0.7% low melting aga- rose gel (LMA)과 섞은 후, 0.7% normal melting agarose (NMA)가 precoating된 fully frosted slide 위로 전혈과 LMA 의 현탁액이 골고루 분산되게 한 후 cover glass로 덮어 4oC 냉장고에 보관하였다. Gel이 굳으면 cover glass를 벗 기고 그 위에 다시 0.7% LMA 용액 75 μl로 한 겹 더 덮었 다. 미리 준비해 둔 차가운 alkali lysis buffer (2.5 M NaCl, 100 mM Na2EDTA, 10 mM tris)에 사용 직전에 1% Triton X-100을 섞은 후 slide를 담가 저온, 암실에서 1시간 동안 침지시켜 DNA의 double strand를 풀어주었다. Lysis가 끝 난 후, 슬라이드를 전기영동 탱크에 배열하고 4oC의 차 가운 electrophoresis buffer (300 mM NaOH, 10 mM Na2EDTA, pH＞13)를 채워 20분 동안 unwinding 시켜 DNA 의 alkali labile sites가 드러나게 한 후 25 V/300±3 mA의 전압을 걸어 20분간 전기영동 하였다. 빛에 의해 DNA가 부가적으로 손상되는 것을 방지하기 위해 위의 과정은 어두운 암실 조건에서 처리하였다. 전기영동이 끝난 후 0.4 M Tris buffer (pH 7.4)에 5분씩 담가 세척하는 과정을 3회 반복하여 slide를 건조시키고 20 μl/ml 농도의 ethi- dium bromide로 핵을 염색하여 cover slip으로 덮은 뒤 형 광현미경(Leica, Germany) 상에서 관찰하였다. CCD camera (Nikon, Japan)를 통해 보내진 각각의 세포핵 image는 Ko- met 5.0 comet image analyzing system (Kinetic Imaging, UK) 이 설치된 컴퓨터를 통해 분석하였다. 혈구의 hydrogen peroxide에 의한 DNA 손상 및 로얄제리에 의한 손상억제 정도는 핵으로부터 이동해서 꼬리 부분으로 떨어져 나 간 꼬리 부분 내 DNA %함량을 측정하여 100%로 환산 하여 계산하였다(tail DNA%). 각각의 처리구에서 2개의 slide를 만들어 각각 100개 세포의 DNA 손상 정도를 측 정하였다. 이외에도 인위적으로 산화적 스트레스를 유 발하기 위하여 lysis solution 처리 전 과정에서 200 μM의 H2O2를 세포에 처리하여 4oC에서 5분간 반응시킨 다음 PBS로 세척 후 위 실험과 동일한 방법으로 처리하여 분 석하였다.
6. 통계분석
모든 실험 분석 결과는 SAS program을 이용하여 각 군 의 평균과 표준오차를 계산 하였고, 일원배치 분산 분석 ANOVA을 한 후 α=0.05 수준에서 Duncan's multiple range test에 의하여 각 실험군의 평균치 간의 유의성을 검정하였다.
Table 2. Effect of Royal jelly supplementation on dermis and epidermis antioxidant enzyme concentration in mice exposed by UV
Epidermis Dermis
SOD (U/g protein)
GPx (U/g protein)
CAT (K/g protein)
SOD (U/g protein)
GPx (U/g protein)
CAT (K/g protein) UV－ 1,362.46±93.27b 1.56±0.16ns 21.14±3.57ab 614.82±25.62ab 1.50±0.16ns 41.80±5.51ns UV＋ 1,509.11±74.86b 1.88±0.20 24.85±4.79ab 594.56±35.41a 1.77±0.16 34.65±5.68 GP 1,308.49±58.80b 1.81±0.11 33.00±6.59b 531.64±25.19a 1.78±0.19 28.34±4.56
PC 1,051.31±40.76a 1.52±0.16 25.10±6.54ab 844.40±55.06d 1.41±0.13 31.74±4.65
CW 1,035.43±88.12a 1.69±0.14 22.96±4.12ab 733.85±47.04c 1.49±0.15 35.75±5.31
CH 1,049.04±77.68a 1.74±0.10 16.30±3.65a 707.47±27.56bc 1.63±0.14 26.78±3.01
UV－: No UV treatment, UV＋: UV treatment, GP: Gimpo, PC: Pochoen, CW: Cholwon, CH: China, NS: not significantly different among groups.
Values with different superscripts in the same column are significantly different (p＜0.05) by ANOVA and Duncan’s multiple range test.
Table 1. Effect of Royal jelly supplementation on dermis and epidermis retinol concentration in exposed by UV
Dermis (μg/dl) Epidermis (μg/dl)
UV－ 5.79±200ab 17.54±2.22a
UV＋ 4.57±0.97a 16.73±2.37a
GP 6.15±1.50ab 30.35±3.67b
PC 9.49±2.32b 37.17±4.22b
CW 2.77±0.57a 30.72±5.56b
CH 4.34±1.18a 40.05±5.95b
UV－: No UV treatment, UV＋: UV treatment, GP: Gimpo, PC:
Pochoen, CW: Cholwon, CH: China.
Values with different superscripts in the same column are significantly different (p＜0.05) by ANOVA and Duncan’s multiple range test.
결과 및 고찰
1. 로얄제리 식이 섭취가 UV 노출에 의한 피부 retinol 농도에 미치는 영향
본 연구에서는 로얄제리 식이섭취가 UV에 노출된 Mice의 피부 Retinol 농도에 미치는 영향을 살펴보았다.
태양광선의 spectrum중에 포함된 UV B (290∼320 nm)는 피부를 구성하는 단백질 분자를 흥분시켜 프리라디칼을 생성하고 singlet oxygen을 활성 시켜 세포사멸 및 피부암 을 일으키는 등 피부에 많은 손상을 일으킨다.23∼25) 기존 연구에서 UV로 인한 여러 가지 퇴행성 질병들을 원인으 로 하는 free radicals에 의한 연쇄반응이 vitamin A와 vita- min E의 급여에 의해 개선됨을 증명했다.26,27)
Vitamin A는 Retinol이라 불리며 Retinol, Retinoic acid, Retinal 등을 포함한다. Retinol은 생체 내에서, 레티노인 산(Retinoic acid)으로 변환되고, retinol acid는 세포내 활성 산소를 제거하여 세포 증식을 억제하는 작용을 하며, 항 산화 활성을 가지고 있어 표피 두께를 증가시킴으로서 UV 침투로부터 보호를 한다는 보고가 있다. 레티놀 유 도체에 관한 연구에 따르면 질병에 대한 저항을 증가시 키고, 상피조직의 유지, 골 치아의 성장에 필요하며 성장 촉진을 하는 등 여러 가지 중요한 작용을 한다고 한다.
또한 표피의 각질세포를 자극하여 손상된 피부를 복원 하고, 진피 층 내 교원섬유의 증식을 촉진하며, colla- genase를 억제하는 작용이 있다.28∼32) 또한 매우 활성적인 singlet oxygen을 포획하여 free radical로 유도되는 반응을 방어할 수 있다고 하여, 예전부터 이에 관한 여러 연구가 시도되었다.33∼35)
본 연구 결과, 진피나 표피의 retinol의 함량에는 UV에 의한 손상이 두드러지지 않는 것으로 나타났다. 진피 (Dermis)의 경우 김포(GP)에서 생산된 로얄제리를 투여한 군에서는 UV－, UV＋와 같은 유의성을 나타냈으며, 포 천(PC)에서 생산된 로얄제리인 경우에만 UV에 노출된 군에 비해 유의적으로 높은 효과가 있는 것으로 나타났 다(p＜0.05). 한편 표피(Epidermis)의 경우 UV의 노출 유무 에 의한 차이와 로얄제리를 섭취한 군에서 그룹들 간의 차이는 없었으나, 대조군(UV－, UV＋)에 비하여 국내산 이나 중국산 모두에서 유의적으로 retinol 농도가 향상된 것을 확인할 수 있었다(Table 1).
따라서 Royal jelly 보충섭취 시 표피(Epidermis)의 retinol 함량이 유의적으로 높은 것은 Royal jelly 보충섭취가 피
Fig. 1. Effect of Royall jelly supplementation on DNA damage in blood induced by UV. UV－: No UV treatment, UV＋: UV treatment, GP: Gimpo, PC: Pochoen, CW: Cholwon, CH:
China. Values with different superscripts are significantly different at p＜0.05.
부를 UV의 침투로부터 보호한다는 것을 알 수 있다.
2. 로얄제리 식이 섭취가 UV 노출에 의한 피부 항산화 효소 활성에 미치는 영향
로얄제리 식이 섭취가 피부의 항산화 상태에 미치는 영향은 Table 2에 나타내었다.
UV B로 인해 피부에 광노화를 유발되면 산소에 에너 지가 전달되면 다양한 활성산소종이 생성되며, 이들 활 성 산소종들은 광독성, 광노화, DNA 손상, 피부염 및 피 부암을 발생시킨다. 이와 같은 유해산소 영향으로부터 생체를 방어하는 최선책은 근본적으로 superoxide radiacal 의 생성을 억제하는 것이고, 두 번째 방어기구는 이미 생성된 유해산소를 효소작용에 의해 제거하는 것으로서 SOD (superoxide dismutase), GSH-Px (glutathione peroxidase), Catalase 등이 해당된다.36,37)
SOD와 GSH-Px 활성은 산화적 손상에 대항하는 생물 분자들의 일차적인 방어선이며 이 효소들은 유기체가 스트레스 환경에 처했을 때 활성화 된다. 항산화 물질을 투여한 후에 이 효소들의 활성도가 증가하였다고 보고 한 다른 연구들과는 다르게38) 본 연구에서는 UV 조사와 함께 로얄제리 보충 섭취 후 SOD (superoxide dismutase)는 표피(Epidermis)의 경우 감소를 보였고, 진피(Dermis)의 경 우 증가를 보이는 특이한 경향을 보였다. 그 외의 로얄제 리 보충섭취 군에서는 유의적으로 낮은 수준의 활성을 보였지만, GSH-Px는 표피(Epidermis)와 진피(Dermis) 모두 에서 유의적인 차이가 없었다.
Catalase 경우 진피(Dermis)에서는 UV－군과 UV＋군 사이의 차이는 나타나지 않았으며 로얄제리를 보충섭취 한 군에서도 같은 결과를 보였다. 류 등의 연구에서 UV 를 조사한 경우 대조군에 비해 catalase의 활성이 낮게 나 타나는 것으로 보고된 바 있으나, 본 연구에서는 이와 같은 경향은 확인할 수 없었다.39) 하지만 김포(GP)에서 생산된 로얄제리를 섭취한 군의 경우 표피(Epidermis)에 서는 중국산(CH) 로얄제리를 섭취한 군에 비해 catalase 농도가 유의하게 높게 나타났다.
생체는 대단히 복잡한 기전에 의해 항산화 활성이 조 율되고 있으며, 특히 항산화활성과 같이 여러 가지의 효 소와 항산화물질이 협력적으로 작용하여 산화성 물질 공격에 대응하고 있으므로 한 지표가 곧 생체조직의 항 산화활성의 변화를 의미하지 않는다. 실제적으로 항산 화 물질을 투여한 후에 생체에 산화적 스트레스가 부과 될 때 Catalase, SOD, GSH-Px와 같은 활성이 증가한다는 논문도 있는 반면에 항산화 효소의 활성이 감소한다는 등 상반된 결과가 보고되고 있다.38) 따라서 본 연구에서
나타난 피부의 진피(Dermis)와 표피(Epidermis)조직에서의 효소분포와 활성의 차이는 유해산소의 생성계와 해독계 효소 활성도의 균형의 차이로 설명되어야 할 것이다.40)
3. 로얄제리 식이 섭취가 UV 노출에 의한 전혈의 DNA 손상도에 미치는 영향
본 연구에서는 광노화를 유도하여 높아진 DNA 손상 이 로얄제리의 복용섭취로 인해 감소될 수 있을 거라는 가정을 가지고 6주간의 로얄제리를 투여한 후 DNA 손상 지표인 DNA in tail (%), tail length (TL) 및 tail moment (TM) 로 살펴본 결과 로얄제리 투여군에서 DNA 손상이 유의 적으로 억제된 것으로 나타났다. 즉, endogenous DNA 손 상의 경우는 UV 조사 여부에 유의적인 차이가 보이지 않은 반면에 인위적인 산화적 스트레스를 가한 경우(200 μM H2O2 (Hydrogen peroxide))에는 UV에 노출된 후 로얄 제리를 투여한 군에서 Tail DNA (%) 억제력이 확인되었 다(Fig. 1).
H2O2는 과산화수소 유리기를 생성하는 대표적인 물질 로 일반 공기 중에서 과산화 용 유리기를 생성하는 원리 를 이용하여 DNA 손상을 추가적으로 유도할 수 있다.
DNA tail fragment를 측정함으로 DNA tail의 %가 측정되 며 %가 높을수록 항산화력이 적은 것으로 판단 할 수 있다.41) Tail length (TL) 값은 핵으로부터 끌려나온 꼬리 의 길이로서 DNA 손상이 많이 일어난 세포는 그 길이가 커진다. Tail moment (TM) 값은 핵으로부터 이동된 DNA 의 거리(TL)와 DNA in tail을 곱한 값으로 역시 세포의 손상이 클수록 TM값도 커지는 경향을 보였다. 다만, DNA tail length의 길이가 UV를 노출시키지 않은 군에
Table 3. Effect of Royal jelly on DNA damage in blood cells exposed by UV
Endogenous DNA damage 200 μM H2O2 induced DNA damage
Tail moment Tail length (μm) Tail moment Tail length (μm)
UV－ 3.84±1.33bc 23.91±4.49b 8.05±1.29ab 44.68±5.35b
UV+ 4.38±0.69c 19.81±1.70ab 19.68±3.17c 59.13±7.58c
GP 1.60±0.16a 15.75±0.93a 6.86±1.63ab 33.60±4.27ab
PC 1.65±0.09a 15.49±0.82a 4.69±0.79a 26.54±2.43a
CW 1.96±0.18ab 20.00±1.92ab 6.64±1.46ab 29.24±3.10ab
CH 3.04±0.41abc 23.91±1.02c 11.18±2.12b 40.26±4.69ab
UV－: No UV treatment, UV＋: UV treatment, GP: Gimpo, PC: Pochoen, CW: Cholwon, CH: China, NS: not significantly different among groups.
Values with different superscripts in the same column are significantly different (p＜0.05) by ANOVA and Duncan’s multiple range test.
비해 UV 조사한 군이 적게 나타난 것은 retinol의 결과와 비슷한 경향으로 UV의 노출에 관하여 유의적인 차이가 없음을 보였다(Table 3).
따라서 본 연구에서는 UV를 노출시키지 않은 군과 유 사한 수준임을 알 수 있었으며, 특히 김포(GP)와 포천 (PC)에서 생산된 로얄제리에서 가장 강한 항유전 독성효 과를 나타내었다. 이는 tail moment와 tail length에서도 유 사한 결과를 나타내었다(Table 3).
이미 서술한 바와 같이 로얄제리의 항산화 작용이 DNA의 산화적 손상을 억제하는 것으로 보이며, 이로서 본 연구에서 사용한 DNA 손상 지표 연구의 결과, 로얄 제리의 보충섭취가 자외선에 노출된 피부조직의 항산화 및 DNA 손상 억제에 긍정적인 영향 미치는 것으로 사료 된다.
결 론
로얄제리 식이 보충이 DNA 손상 보충효과와 항산화 능에 미치는 영향을 알아보기 위하여 자외선에 의한 피 부암 유발과 광노화 피부를 연구하는 hairless mice피부에 UV B (약 30% 정도의 UV A를 함유; 5 Sankyo Denky G5T5 lamps, Sankyo Denki Co. Japan) 반복적으로 조사하 여 광노화를 유발하고, 이에 병행하면서 생산 최적조건 탐색과정에서 제공되는 각 산지별 김포(GP), 포천(PC), 창원(CW), 중국(CH)의 로얄제리 시료를 전체 식이 1%
내외 수준에서 첨가하여 자외선 조사와 병행하여 6주간 식이 공급하였다.
피부조직의 Retinol 농도는 대조군(UV－, UV＋)에 비 하여 Royal jelly 보충 투여 군이 모두 유의적으로 향상된 것을 확인할 수 있었다. 다만, Retinol의 농도가 UV－, UV
＋에 대한 유의적 차이가 없었음은 UV처리 기간이 6주 로 제한되어 기존연구들의 10∼12주 조사기간에 비해 짧았음이 결과에 영향을 미쳤을 것이라 여겨진다. 항산 화 방어기전의 지표인 superoxide dismutase (SOD),: catalase (CAT), glutathione peroxidase (GSH-Px)와 같은 항산화 효소 계에서는 UV＋, UV－, RJ에서는 뚜렷한 차이는 나타나 지 않았으나, 인체 내 항산화생리활성을 평가하기 위해 민감한 biomarker로 사용되는 DNA 손상은 로얄제리를 식이공급과 UV를 동시에 처리했을 때 현저하게 감소하 였다. 따라서 본 연구의 결과, 로얄제리의 각 원산지에 따른 유의적인 차이는 없으나, 로얄제리의 보충섭취가 자외선에 노출된 피부조직의 항산화 및 DNA 손상 억제 에 긍정적인 영향 미치는 것으로 사료된다.
감사의 글
이 연구는 2009년도 농진청 바이오그린21과제(20090801- 060-001-001-02-00)의 지원에 의해 수행된 연구결과임.
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