A Study on the Whitening Effect of Erigeron annuus (L.) Pers. Ethanol Extract on Melanoma Cell (B16F10)

멜라노마 세포(B16F10)에서의 개망초 추출물을 이용한 미백효과에 관한 연구

A 70% ethanol extract of Erigeron annuus (L.) Pers. was investigated for its whitening activity for application as a functional ingredient in cosmetic products. At the E. annuus extract concentration of $100{\mu}g/ml$, the electron-donating ability was found to be 67.83%, the tyrosinase inhibitory effect (related to skin-whitening) was 69%, the elastase inhibitory effect (related to skin-wrinkling) was 69%, and the astringent effect was 80%. The $ABTS^+$ radical-scavenging ability was 87% at the $500{\mu}g/ml$ concentration. In the cell viability test measured on melanoma cells, 96% of the cells treated with $100{\mu}g/ml$ of the extract were viable. According to the western blot results, the protein expression of the microphthalmia-associated transcription factor (MITF), tyrosinase, tyrosinase-related protein (TRP)-1, and TRP-2 was decreased by 60.22%, 47.83%, 54.79%, and 67.88%, respectively, at the extract concentration of $100{\mu}g/ml$. The protein expression of phosphorylated extracellular signal regulated kinase (p-ERK) and phosphorylated cAMP response element-binding protein (p-CREB) was decreased with increasing concentrations of the extract. Reverse transcription-polymerase chain reaction of the extract showed that the mRNA expression of MITF, tyrosinase, TRP-1, and TRP-2 was decreased by 86.51%, 85.22%, 74.26%, and 66.66%, respectively, at $100{\mu}g/ml$ extract concentration. The findings suggest that the 70% ethanol extract from E. annuus (L.) Pers. has potential as a cosmeceutical ingredient with whitening effect.

개망초의 항산화능 측정으로 전자공여능을 측정한 결과 농도 의존적으로 활성이 증가하여 $500{\mu}g/ml$에서 82%의 높은 전자공여능을 나타내었다. $ABTS^+$ 라디칼 소거능 측정 결과 농도가 증가함에 따라 활성이 증가하였으며, $500{\mu}g/ml$에서 87% 이상의 활성을 나타내었다. Tyrosinase 저해 활성 측정결과 개망초 에탄올 추출물이 $100{\mu}g/ml$에서 69%의 효과를 나타내었다. 농도가 증가함에 따라 억제활성이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, $100{\mu}g/ml$에서 32.2%의 효과를 나타내었다. 개망초 추출물에 대한 수렴효과를 측정한 결과 농도의존적으로 활성이 증가하였으며, $100{\mu}g/ml$에서 80%이상의 우수한 수렴효과를 확인할 수 있었다. 세포 생존율을 MTT 분석법을 통해 확인한 결과 농도 구간이 $100{\mu}g/ml$ 일 때 96%의 생존율을 보였으며, 따라서 관련 실험을 세포생존율이 100%에 가까운 25, 50, $100{\mu}g/ml$에서 진행하였다. B16F10 세포에 개망초 에탄올 추출물을 처리한 결과 MITF, TRP-2의 단백질 발현양이 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, TRP-1과 tyrosinase 발현양이 크게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 상위 단계 유전자인 ERK와 CREB의 발현양은 미비했으나, 인산화된 ERK와 인산화된 CREB에서 농도가 증가함에 따라 단백질 발현양이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 개망초 에탄올 추출물을 25, 50, $100{\mu}g/ml$의 농도 별로 처리하였으며 MITF, TRP-1, TRP-2, tyrosinase의 mRNA 발현 측정 결과 농도가 증가함에 따라서 mRNA 발현을 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 항산화 및 멜라닌 생합성에 관여하는 그 하위 유전자 및 상위 유전자의 발현을 저해하여 멜라닌 생성을 억제하는 것으로 추측되고 그에 따라 우리나라 전역에서 재배가 가능하고 국화과에 속하는 신귀화식물 개망초를 기능성 천연 미백소재로써 이용 가능성을 확인하였다.