약학회지제 42 권제 1 호 89~94(1998) Yakhak Hoeji Vol. 42. No. 1 Propionibacterium 에대한천연몰의항균효과검색 최승만 * 김민주 최영호 안호정 윤여표 * { 주 )LG 화학생활과학연구소, 충복대학교약학대학 (Received

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1 약학회지제 42 권제 1 호 89~94(1998) Yakhak Hoeji Vol. 42. No. 1 Propionibacterium 에대한천연몰의항균효과검색 최승만 * 김민주 최영호 안호정 윤여표 * { 주 )LG 화학생활과학연구소, 충복대학교약학대학 (Received December ) Screening of the Antibacterial Activity of Natural Products against Propionibacterium acnes Seung-Man Choi\ Min-Joo Kim. Young-Ho Choi, Ho-Jung A hn and YecrPyo Yun* LG Household and Personal Care R & D Institute, Daejon , Korea ^College of Pharmacy, Chungbuk National University, Cheongju , Korea Abstract Propionibacterium acnes is the pharmacological target site of antiacne drugs. We have examined the antiacne activity of ninety seven natural products which have been used as Korean traditional medicines in various skin disorders. The antibacterial activity of extracts from the natural products were evaluated against P. acnes ATCC 9616 by disc method. Twelve natural products showed the potent antibacterial activity against P. acnes, and were selected for the minimal inhibitory concentration (MIC) against P. acnes. MICs of nine extracts were below 0.3%(w/v) and Sophora flavescens showed the most potent activity with a MIC of less than 0.008%(w/v) against P. acnes. Thus, the results suggest that nine natural products including S. flavescens can be developed as sources of promising potent antiacne agents. Keywords Q Propionibacterium acnes. antibacterial activity, natural products. Sophora flavescens. 여드름온주로사춘기와젊은연령층외얼굴이나가 슴, 목, 어깨상단부에서발생하는모피지선의만성염 증성질환으로면포, 구진, 농포, 낭종및결절을형성 하고심하면반흔를남길수있으며 /* 이러한병번이 호발하는감수성이예민한청소년들에게는자신감외 결여. 대인관계지장 분노및우울증 "* 등의정신적인 상처를줄수었다. 여드름의발생기전은아직까지확 실하게규명되지못하고있으며여러가지복합적인요인에외하여발생되는것으로보고되고있다 /** 여드 름발생원인은대체적으로피지분버외증가, 버정상 적으로증가된모낭벽각화, 세균의증식및염증유발 등으로정리할수었다. 여드름의중요한특정중의하 나는피지분버의증가이며 "* 피지분비의증가는남성 본논문에관한문의는이저자에게로 ( 전화 ) ( 팩스 ) 흘몬인안드로겐과밀접한관계가있다. * 남성홀몬외 분비항진에의한피지선의기능이항진되어생성된과잉의피지가모낭벽외과각화로인하여모낭내에정 체되면서생기는면포가여드름의초기단계이다. 한편 여드름환자의괴지내지방성분에는번화가있는데 acyl ceramide 외 linoleic acid 와 cholester 이의함 량은감소되고 squalene 과자유지방산의함량은증가된다.» 이러한지방조성외번화로인하여모낭내의 cholesterol 과 cholesterol sulfate 간의불균형을초 래하여모낭내각질형성세포간의결합을증진시켜모 낭정체과각화증 (follicular retention hyperkera- tosis) 이초래된다.** 그결과모낭내에정체된피지는 모낭을막아공기외순환을차단하게되어모낭내부 는모낭내상주하는혐기성세균인 P. flc«es 가잘자랄 수었는환경이된다. P. flcnes 는지방분해효소와화학 주성인자를분비하여자유지방산을만들고백혈구가 89

2 90 최승만 김민주 최영호 안호정 윤여표 모낭주위에모이게하고이둘이모낭벽을자국하고 파괴하여모낭내용물이진피내로유출되고염증반응 이일어나게된다 / 이러한여드름치료원칙은과잉외피지생성억제, 모 낭벽의과각화억제, P. acnes 중식억제및염증반응의 억제등으로요약할수있다. 여드름외약물치료는국 소도포요법과경구요법으로크게구분할수있는데, 증상이경미한여드름은국소도포요법만으로도층분 히치료될수있으나중상이심한경우에는국소도포 요법과경구요법을병행하는것이효과적이다.** 국소 도포요법제로사용되는대표적약물로는 benzoyl peroxide.azelaic acid,*^ retinoic acid,*"* salicylic acid, sulfur 및국소도포항생제등이있으며. 이들 중 benzoyl peroxide, azelaic acid 및 retinoic acid 제제외주효능은항균작용및면포용해작 용등이지만과량도포시피부발적또는피부건조증 등의부작용이있어사용에주외가필요하다. 초기에 기머치료를목적으로개발된 azelaic acid 는중등도와 심한여드름에사용하여좋은효과가보고된후여드 름치료제로많이쓰이고있는약물이며 P. flcnes 에대 한항균작용및이상각화를호전시키는효과 " 가었 다고보고되었다, Salicylic acid 및 sulfur 제제는처 료효과가미비할뿐만아니라피부발적또는피부기 피증등의부작용이나타나여드름을더욱악화시키 기도한다, 국소도포항생제중에서는 clindarmydn 이가장효과적이며 ** 그외 erythromycin 과 tetra- cycline 등이혼합된복합제가자주사용되고있다. 국 소도포요법제제중 benzoyl peroxide, salicylic acid, resorcinol 및 sulfur 등은비누, 세안제, 크림 및로션등에포함되어여드름예방및치료용제품으 로시판되고있으나일반국소도포요법제제에비하 여임상효과는머비한실정이다. 본연구에서는기존여드룸치료제외한계를극복할 수있도록저자극이고임상적으로도효능이우수한새 로운개념외여드름치료물질개발에기여하고자동외 보감등의전통한외약서. 민간요법관련서적및현대생 약학서적등의문헌정보를근거로하여여드름또는기 타피부질환에전통적으로사용되어온 97 종의천연물 을선정하였고산지확인및전문가의감별실시후시 험물질로사용하였다. 본논문은여드름치료제개발외 일차단계로서시행한 97 종의천연물의 P. flcws 에대한 항균성탐색에관한연구결과이다. 설험재료 실험방법 본연구에사용된실험재료는한약도매상에서구입 한것으로산지가확인및표시된천연물을그대로또는 마쇄한후실험재료로사용하였다. 사용된천연물은가 자, 감국, 강활. 건강, 계지, 고본. 고삼, 괄루근. 괴화, 구기자, 금은화, 길경, 당귀. 대황, 도인. 마두령, 마전 자, 맥문동, 목단피, 목통. 목향, 몰약, 백강잠, 백개자. 백급, 백두옹, 백렴, 백반, 백부근, 백부자, 백선피. 백 지, 백하수오, 봉출, 부자, 붕사, 번랑자, 사상자. 산사, 삼백초, 상백피, 석응황, 선복화, 소엽, 애엽, 야국. 여 정설. 연교. 영지, 오배자, 오수유, 우방자. 운지. 울금, 유황, 은행, 의이인, 인동, 인진, 자원, 자초, 저령. 적작 약, 적하 ^ 오, 정향, 조각자, 죽여, 죽엽, 지골피, 지모, 지부자, 지실, 지유, 진피, 차전자, 창이자, 창출. 천문 동. 천초, 청상자, 초결명, 처자. 토사. 패장근. 포공영. 펄발, 하고초, 해금사, 향유, 현삼, 현초, 호장근, 화피, 활석. 황기, 황련, 후박등 97 종이었다. 시료의조제 천연물에서불순물을제거하고생약마쇄기를이용하 여잘게마쇄하여균일한분말입자로한후비이커에 100 g 씩넣고추출용매를 1,000 m/ 썩가하여천연물이 충분히잠기게하여추출하였으며추출용매로는물과 70% 에탄올을사용하였다. 상온에서 72 시간동안의냉 침을통하여용매추출된조추출물을수율및순도를높 이기위하여감압여과 (Whatman 41 호, England) 시 켜순수한물또는 70% 에란올추출물로제조하였으며 rotary vacuum evaporator(buchi. Switzerland) 로 각추출물의양이 100 ml 될때까지감압농축한추출물 을 disc 법을이용할항균성평가시험물질로사용하였 다. 또한 disc 법에서우수한항균성을나타낸추출물을 동결건조기 (LABCONCO, USA) 로동결건조하여건 조분말을제조하였으며이둘을 P. acnes 에대한최소저 지농도 (MIC) 평가대상시험물질로사용하였다. 사용균주및배지 ( 주 )LG 화학생활과학연구소에서 -70 C 냉동고에보 존중인 P. acnes ATCC 6919 를사용균주로사용하였고 증식배지로는 actinomyces medium(becton Dickinson, USA) 을사용하였다. J. Pharm. Soc. Korea

3 Propionibacterium acnes 에대한천연물의항균효과검색 91 P. 에대한항균성탐색정균상태로 -70 C 냉동보관중인 P. flcnes 를시험시작 3일전 actinomyces broth에접종한후 37 C 혐기성배양기 (MK3, dw Scientific, England) 에서배양하였으며실험당일에는접종된액체배지를약 100~200 배외생리식염수에희석하여미리만둘어진 agar plate 에 0.7 ml 분주하고말린후멸균된 paper disc에추출물을 20 씩점적, 건조하고 agar plate에심은후 3일이상혐기성배양기에서배양하여항균성을나타내는 clear zone의직경을구하는 paper disc method 룰이용하여추출물외항균성을탐색하였다. P. acnes 에대한 MIC 평가 Disc법에의하여항균성이우수한것으로평가된 12 종추출물의건조분말을 MIC 평가대상시험물질로사용하 였다. 추출물의건조분말온적당한시험농도가되도록 70% 에탄올에재용해시켜사용하였으며시험전 P- acnes 에대한에탄을내성시험을시행하여에탄올의영향 을받지않는범위내에서시험을설시하였다. MIC 평가 시험방법은다음과같다. 정균상태로 -70 C 냉동보관 중인 P. acnes 를실험시작 3 일전에액체배지에전배앙 하고실험당일각추출물이일정농도포함되도록제조된액체배지에전배양된 P. flcnes 률 1% 농도로접종하 여 3 일이상혐기성배양기에서배양한후균의생육을억 제한최저농도희석액을기준으로 MIC 를결정하였다. 실험결과및고찰 Disc 법에의한천연물의 P. acnes 에대한항균성탐 색시험결과를 Table I 에나타냈다. 총 97 종의천연물 Table I Screening of the antibacterial activity of extracts from natural products against Propionibacterium acnes by disc method 일반명학명또는생약명사용부위산지가자중국감국Terminalia chebula Fructus 중국강활Chrysanthemum morifoliu Flos 한건강Angelica koreana 한국계지Zingiber offici Rhizoma 중본Cinnamomum cassia Branch 한국고삼Ligusticum tenuissimum 한국분루근Sophora flavescens 중국괴화Trichosanthes kiriloioii 중국구기자Sophora japonica Flos 한국금은화Lycium chinense Fructus 한국길경Lonicera japonica Flos 한국당귀Platycodon grandiflorum 한국대황Angelica gigas 중국도인Rheum undulatum 중마두령Primus persica Semen 중국마전자Aristolochia contorta Fructus 중맥문동Strychnos mix - vomica Semen 한국단피Liriope platyphylla Tuber 중국목통Paeonia moutan Radicis Cortex 한국향Akebia quinata Caulis 중약Saussurea lappa 중국백강잠Commiphora molmol Resin 중국백개자Bomhyx mori Bombyx mori 중국백급Brassica alba Semen 중국백두옹Bletilla striata Tuber 한국백럼Pulsatilla koreana 중백반Ampelopsis japonica 한국백부근Alutnen Alumen 중백부자Stemona japonica 한국백선퍼Aconitum koreanum Rhizoma 중국백지Dictamns dasycarpus Radicis Cortex 한국백하수오Angelica dahurica 한국봉출Cynanchum wilfordii 중국부자Curcuma zedoaria Rhizoma 중국붕사Aconitum carmichaeli Tuber 한국Borax Borax D ir D lrdls, Water Diameter (cm) 오 70% EthanoP _I I I 15041IO I I -41--AW-9^ nx--0^Vol. 42, No. 1, 1998

4 92 최승만 김민주 최영호 안호정 윤여표 Table I Countinued 일반명학명또는생약명사용부위산지랑중국상자Areca catechu Semen 중국사Cnidium monnieri Fructus 중국백초Crataegus pinnatifida Fructus 한국백피Saururus chinensis 한국웅황Morus alba Cortex 중복화Realgar Realgar 중국Inula britannica var. chinensis Flos 한국Perilla frutescens 한국국Artemisia argyi Folium 중국정설Chrysanthemum indicum Flos 중국교Ligustrum lucidum Fructus 중국지Forsythia viridissima Fructus 한국배자Ganoderma lucidum Ganoderma lucidum 한국수유Galla Rhois Galla Rhois 한방자Evodia ojficinalis Fructus 중Arctium lappa Fructus 한국Coriolus versicolor Coriolus versicolor 중국Curcuma longa Rhizoma 한국행Sulfur Sulfur 한국이인Ginkgo biloha Semen 한국Coix lachryma -johi Semen 한국Lonicera japonica Stem 한국Artemisia messer - schmidtiana 중국Aster tataricus 중령Lithospermum erythrorhizon 중작약Polyporus umhellatus Polyporus 한국하수오Paeonia lactiflora 한향Polygonum multiflorum 중각자Eugenia caryophyllata Flos 한국여Gleditschia koraiensis Spina 한엽Phyllostachys nigra var. hcnonis Caulis 한국골퍼Susa borealis Folium 중국모Lycium chinensc Radicis cortex 한국부자Ancmarrhena asphodcloidcs Rhizoma 한국Kochia scoparia Fructus 한국Poncirus trifoliata Cortex 중국퍼Sanguisorba officinalis Rhizoma & 한전Citrus SP. Pericarpium 중국이자Plantago asiatica Semen 중국출Xanthium strumarium Fructus 한문동Atractylodes japonica Rhizoma 중초Asparagus cochinchinensis Tuber 한국상자Zanthoxylum bungeanum Pericarpium 중국결명Celosia ar gen tea Semen 한국자Cassia ohtusifolia Semen 한국사Gardenia jasminoides Fructus 중장근Cuscuta australis 중국45 공영Patrinia scahiosaefoun 중국발Taraxacum platycarpum 중국고초Piper longum Fructus 한국그사Prunella ijulgaris 중국Lygodiiim japonicum Spora 한국Elscholtzia patrini 중국초Scrophularia oldhami 중장근Geranium thunbergii 중국Polygonum cuspidatum 한국Betula platyphylla var. jatifolia Cortex 한국Tarciwt Tarcum 한국Astragalus mcmhranceus 중국Coptis chinensis Rhizoma 한국Machilus thunbcr^i Cortex 빈사산삼상석선소애야여연영오오우운울유은의인인자자저적적정조죽죽지지지지지진차창창천천청초처토패포필하해향현현호화활황황후엽엽지금황동진원초설유유삼C 퍼석기련박Each result represents the mean of two diameter values of clear zone. ^ Water and 70% ethanol mean their solvents for extraction. ^ - means it has no antibacterial activity. Water Diameter (cmv 10% Ethanol I-4-9lA^IX_-755IXI151l-0i-ooIX-1A741IXI-X-23I-5M_IX-5-IXX-l3i_1l50iLr 률4 XI I IX^IX_1I061I I lol 5X1AIXIXIXIX5IX1X1XIX75 55I1Pharm. Soc. Korea

5 00추출물중가자. 감국. 강활. 건강, 계지. 고본. 고삼. 당 귀, 대황, 도인. 맥문동. 몰약. 백강잠. 백급. 백두옹. 백 부근, 백부자, 백지, 백하수오, 붕출, 번랑자. 산사. 상백 피. 소엽, 애엽, 야국. 여정실. 우방자, 운지, 울금. 은행, 의이인, 자원, 자초, 저령, 죽여. 죽엽, 지모, 지부자. 지 실. 지유, 차전자. 창이자, 창출, 천초, 청상자, 처자, 토 사, 포공영, 해금사. 현삼. 현초, 호장근, 황련및후박 등 55 종에서 P.flcnes 에대한항균성이인정되었다. P, flojes 에대한항균성을추출용매에따라분류해보 면총 55 종외항균력을갖는천연물중에서물추출물 단득이토사 1 종, 물추출물과 70% 에란올추출물모두 가차전자등 4 종, 70% 에탄을추출물단득이고삼등 50 종으로나타나유기용메인에탄을이물에비하여천연물로부터 P. flcnes 에대한항균활성물질을상대적으로많이용출시키는것으로평가되었다. Disc법에의한천연물외항균력을종합해보면. 항균성이우수한것으로인정된천연물은가자, 고삼, 대황, 백급, 번랑자, 산사, 소엽, 야엽. 자초, 지모, 지유및차전자등 12 종이었으며. 그중에서차전자추출물에외한 clear zone외직경이 2.7 cm로항균력이가장높았다. MIC 평가시험의대상시험물질은 disc법에서항균성이우수한것으로인정되는 12개의천연물및앙성대조군으로서시판중인국소도포용여드름치료제의대표적주성분인 erythromycin, azelaic acid 및살균제로서임상시험에서여드름치료효과가보고된바있는 triclosan*"* 등총 15 증의물질이었다. 시험결과를 Table II에나타냈다. 양성대조약물인 azelaic acid(mic :0.3%(w/v) 이하 ) 이상의항균력을갖는 Propionibacterium floies 에대한천연물외항균효과검색학명 ( 생약명 ) MIC' (%(W/V)) Terminalia chebula ( 가자 ) <0.1 Sophora flavescens ( 그1 삼^ <0.008 Rheum undulatum ( 대황 ) <0.3 Bletilla striata {' 백급 ) <0.04 Areca catechu ( 번랑자 ^ <0.3 Crataegus pinnatifida ( 산시 ) >0.5 Perilla frutescens ( 소엽 _) <0.1 Artemisia asiatica (' 애엽 _) <0.5 Lithospermum erythrorhizon ( 지 초^ <0.3 Anemarrhena asphodeloides W 2.) <0.3 Sanguisorba officinalis ( 지유 ^ <0.3 Plantago asiatica f차전자 ) <0.5 0^933Table II MIC of extracts from natural products and positive controls Azelaic acid Triclosan Erythromycin Each MIC result represents the mean of three values. 천연물은가자. 고삼. 대황, 백급, 빈랑자. 소엽. 자초, 지모및지유등 9 종이었으며, 그중고삼추출물외 MIC 는 0.008%(w/v) 이하로본연구에서 P. flcnes 에 대하여가장우수한항균력을갖는천연물로평가되었 다. 그러나 triclosan(mic :0.003%(w/v) 이하 ) 또 는 erythromycin (MIC :0.0001% (w/v) 이하 ) 보다 우수한항균력을갖고있는천연물은없었다. 또한 disc 법에서가장우수한항균력을나타내었던차전자 의 MIC 는 0.5%(w/v) 이하로다른천연물에비하여 상대적으로적게나타났다. 항균성이우수하더라도수율이국히적다면추출물을 이용한상품화또는제제화에있어서큰결격사유가될 수었기때문에추출물외수율은매우중요하다고할수 c! ci 0000Table III Yield of extracts from natural products according to their solvents for extraction 학명 ( 생약명 ) 사용부위 ~ Terminalia chebula ( 가자 ) Sophora flavescens ( 고삼 ) Rheum palmatum ( 대황 ) Bletilla striata ( 백급 ) Areca catechu ( 빈랑자 ) Crataegus pinnatifida ( 산사 ) Perilla frutescens ( 소엽 ) Artemisia argyi ( 애엽 ) Lithospermum erythrorhizon ( 자초 ) Anemarrhena asphodeloides ( 지모 ) Sanguisorba officinalis ( 지유 ) Plantago asiatica ( 차전자 ) Fructus Tuber Semen Fructus Folium Rhizoma Rhizoma & Semen Water Yield(%V^ *Yield(%) = (weight of dried powder of 70% ethanol extract/weight of total natural products) x 100 요 Each yield result represents the mean of three values % Ethanol 71±IXIX IX11A0 3 IXIXIX11Vol 42, No. h 1998

6 94 최승만 김민주 최영호 안호정 윤여표 었으며 12 종추출물외수율은 Table III 에나타냈다. 12 종추출물외건조중량. 즉수율은최하 1.4%(w/w) 에서 23.20%(w/w) 까지다양하였으며대개 10% 내 외인것으로평가되었다. MIC 평가시험에적용된 12 종의천연물은모두 70% 에탄올추출물이며물을추출용매로사용하였을때 disc 법에서우수한항균력을나타내었던애엽. 차전자 및소엽추출물동은추출. 정제및보관과정중일반미 생물에쉽게오염되어항균활성이급격히저하되는문제 로인하여 MIC 평가대상시험물질에서제외하였다. 본연구에서 P. floies 에대하여항균력이우수한것으 로나타난고삼등몇가지천연물들은유효성분외분리 및동정등을통하여신규여드름치료효능항균성소 재로개발될수었을것으로기대된다. 문 1) 이승헌. 박태현 : 여드롬의최신지견. 항공우주외학 6(4). 57 (1996). 2) Jowett, S. and Ryan. T. :Skin disease and handicap :An analysis of the impact of skin conditions. Soc. Sci. Med (1985). 3) Koo. J. ' The psychosocial impact of acne;patients' perceptions. J. Am. Acad. Dermatol. 32. S 26 (1995). 4) 이승헌 : 여드름. 대한의학협회지 (1993). 5) Burton. J. L. and Shuster. S. ' The relationship between seborrhea and acne vulgaris. Br. j. D ermatol (1971). 6) Chu, A. C. :Sebum excretion. Retinoids (1995). 7) Webster. G. F.. Tsai. C. C. and Leyden. J. J. : Neutrophil lysosomal release in response to Propionibacterium acnes. J. Invest. Dermatol 헌 (1979). 8) Gould. D. J.. CunlifFe, W. J. and Holland, K. T. : Chemotaxis and acne, h Invest. Dermatol. 68, 251 (1977). 9) Lee. W. L.. Sunthraligam. K.. Fikrig. S. M. and Shalita, A. R. :Neutrophil chemotaxis by P. acnes. Clin. Res. 25, 283A (1977). 10) Tucker. S. B.. Rodgers III, R. S.. Winklemann, R. K. and Jordan. R. E. :Inflammation in acne vulgaris:mechanisms. /. Invest. Dermatol (1977). 11) Degreef, H. and Bussche, G. V. :Double blind evaluation of a miconazole benzoyl peroxide combination for the topical treatment acne vulgaris. Dermatologica 164, 201 (1982). 12) Breathnach. A. S., Nazzaro-PoUo, M. and Passi, S. ' Azelaic acid. Br. J. Dermatol (1984). 13) Marsden, J. R. and Shuster. S. :(Letter) The effect of azelaic acid on acne. Br. J. Dermatol (1983). 14) Leeming. J. P.. Holland. K. T. and Bojar, R. A. The in vitro antimicrobial effect of azelaic acid. Br. J. Dermatol (1986). 15) GoUnick, H.. Mayei^a-Silva, A. and Orfanos. C. E. ;Effects of azelaic acid on fillaggrin. cy- tokeratins and on the ultrastructure of human keratinocytes in viva J. Invest. Dermatol A (1987). 16) American Pharmaceutical Association ;Acne Products. Handbook of nonprescription drugs 9th erf (1990). 17) 장승호 :\% Triclosan 과죽염을함유한화장비누가여드름에미치는효과에대한연구. 최신의학 38(2). 51 (1995). Pharm. Soc. Korea

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