• 생명과학회지
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• 제32권5호
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• pp.331-339
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• 2022

멜라닌은 자외선과 같은 외부자극이 가해지면 피부 기저층에 존재하는 멜라닌 세포에서 피부를 보호하기 위한 방어기전으로써 생성이 된다. 하지만 과도한 자외선 노출로 멜라닌이 필요이상으로 생성이 되면 기미, 주근깨, 검버섯과 같은 색소침착 및 색소성 피부장애를 유발할 수 있다. 최근에는 부작용이 적은 식물 추출물을 대상으로 미백소재를 찾기 위한 연구들이 활기를 띠고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 서식 염생식물인 갯사상자 추출물을 이용하여 B16F10 흑색종 세포에서 피부 색소 멜라닌 생성 억제에 미치는 효과를 확인하였다. 갯사상자 추출물 처리시 tyrosine 및 L-DOPA 산화를 농도 의존적으로 저해하였으며 세포 내의 멜라닌 생성을 담당하는 tyrosinase, tyrosinase-related protein-1, -2 발현을 억제하였다. 이는 갯사상자 추출물이 α-MSH에 의한 세포신호 전달 경로인 GSKβ/β-catenin 및 PKA/CREB 조절에 의한 것으로 밝혀졌다. 따라서 갯사상자 추출물은 GSKβ/β-catenin 및 PKA/CREB 기전을 통해 멜라닌 합성을 억제하여 미백 효능 지닌 천연물 유래 기능성 화장품 소재로서 활용 가능할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제34권4호
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• pp.236-244
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• 2024

Melanin은 대부분의 식물과 동물에서 발견되는 자연 색소로, 피부와 모발의 색을 결정하는 게 관여한다. Melanogenesis는 일반적으로 피부를 자외선과 같은 외부 자극으로부터 보호하기 위한 반응으로 melanocyte에서 수행한다. Tyrosinase는 기질인 tyrosine을 melanin으로 생합성 하는데 관여한다. 그러나 melanin의 과다 생성은 melasma, blotch, hyperpigmentation, 그리고 피부암과 같은 피부질환으로 이어질 수 있다. Kojic acid 및 arbutin과 같은 미백 물질에 대한 연구가 수행되었지만, 부작용으로 인해 일부 국가에서는 사용을 금지하거나 제한하고 있다. 따라서 본 연구에서는 기능성화장품의 새로운 미백재료로서 잠재력을 연구하기 위해 겨자무(horseradish)를 선택하였다. 더 나아가 효율적인 추출을 위해 아임계수 추출을 사용하였다. 연구 결과, 아임계수 200℃ 추출물은 높은 DPPH 라디칼 소거능, 총 페놀 함량, tyrosinase 저해능 그리고 B16-F10 melanoma 세포주의 melanin 생성 억제 효과를 나타내었다. B16-F10 melanoma 세포주에 대한 세포 독성을 조사하기 위해 MTT reduction assay 및 형태학적 변화를 관찰하였으며, 그 결과, 겨자무 methanol 추출물 및 아임계수 200℃에서는 세포독성이 확인되지 않았다. 결론적으로, 이 연구는 화장품의 천연 미백 기능성소재로서 가능성을 제안하는 바이다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제44권2호
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• pp.207-212
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• 2002

본 연구에서는 제주 재래흑돈의 모색에 관여하는 MC1R 유전자를 이용하여, 모색유전자 빈도를 조사함으로써, 제주 재래흑돈군 확보를 위한 선발계획 수립에 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 공시동물은 랜드레이스, 대요크셔, 듀록 각 품종별 20두와 제주흑돈 93두 등 총 153두를 공시하여 수행하였다. 품종별 MC1R 유전자형을 설정하기 위하여 genbank에 등록되어 있는 돼지 MC1R 유전자(AF181964)를 참고로 하여 두 쌍의 primer (MERL1-EPIG2, EPIG1-EPIG3)를 제작 PCR 증폭을 수행하였다. 먼저 primer MERL1-EPIG2를 이용하여 428bp의 PCR 산물을 얻었으며, primer EPIG1-EPIG3를 이용하여 405bp의 PCR산물을 얻었다. 이들 증폭된 PCR 산물은 서로 다른 2개의 제한효소를 이용하여 PCR-RFLP를 실시하였다. 먼저 primer MERL1-EPIG2를 이용하여 증폭한 428bp의 PCR산물은 제한효소 BspHⅠ(TCATG|A)을 이용하여 절단하였으며, primer EPIG1-EPIG3으로 증폭한 405bp의 PCR산물은 제한효소 AccⅡ(CGC|G)를 이용하여 절단하였다. 이들 절단된 DNA 단편은 TBE buffer에서 전기영동 후 EtBr로 염색하거나 Silver stain 염색을 하여 다형현상을 관찰하였으며, 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 제한효소 BspHⅠ을 이용하여 PCR-RFLP을 수행한 결과 백색의 랜드레이스와 대요크셔는 전 개체 모두가 2개의 밴드(256bp, 172bp)가 확인되었으며, 듀록은 절단되지 않은 하나의 밴드(428bp)가 확인 되었다. 그러나 제주 흑돈에서는 3개의 서로 다른 형태의 밴드가 발견되었는데, 전체 93두중 밴드가 하나인 개체는(428bp)는 29두(31.2%), 밴드가 두 개인 개체는(256bp, 172bp)는 19두(20.4%), 밴드가 3개인(428bp, 256bp, 172bp) 개체는 전체의 절반 정도인 45두(48.4%)이었다. 2. AccⅡ를 이용하여 PCR-RFLP를 실시한 결과 랜드레이스와 대요크셔 종에서는 2개의 밴드(222bp, 183)가 확인 되었으며, 듀록은 한 개의 밴드(405bp)만이 관찰되었다. 그러나 제주흑돈에서는 3개의 서로 다른 형태의 밴드가 확인되었으며, 분포빈도는 BspHⅠ을 이용한 PCR- RFLP 결과와 동일하였다. 3. 이상의 결과를 MC1R 유전자형으로 분류하면 백색품종인 랜드레이스와 대요크셔 품종은 MC1R*3 allele이었으며, 적색의 듀록은 MC1R*4 allele로서 도입종의 모색유전자는 한가지 형태로 고정되어 있었다. 그러나 제주 재래흑돈에 있어서 MC1R*2 allele과 MC1R*3 allele 모두 다 나타났으며, 대부분은 이들의 헤테로 형태였다. 따라서 제주 재래흑돈의 모색고정을 위하여 종모돈 선정시 MC1R 유전자를 이용하면, 짧은 기간 내에 모색이 고정될 것으로 추정되며, 명확한 유전양상 구명을 위해서는 agouti 유전자의 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 2007년도 Proceedings of The Convention
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• pp.79-92
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• 2007

Oxidative stress have known to be a risk factor for the degenerative processes and closely related to a lot of diseases. It is well established that antioxidants are good in protection and therapeutic means against oxidative damage. There is increasing interest in natural antioxidants and many natural antioxidants have been found and utilized as the possible protection for various diseases and skin aging. We have screened natural antioxidant agents for cosmeceuticals, nutraceuticals, and drugs as therapeutic and preventive means against oxidative stress, and have developed a number of novel antioxidants from various natural sources. A novel melanin synthesis inhibitor, Melanocin A, isolated from the metabolite of a fungal strain Eupenicillium shearii F80695 inhibited mushroom tyrosinase and melanin biosynthesis of B16 melanoma cells with $IC_{50}$ value of 9.0 nM and MIC value of $0.9\;{\mu}M$, respectively. Melanocin A also exhibited potent antioxidant activity by scavenging of DPPH and superoxide anion radicals. UV was found to increase the level of hydrogen peroxides and other reactive oxygen species (ROS) in skin tissues. This increase in ROS may not only alter the structure and function of many genes and proteins directly but may also modulate their expressions through signal transduction pathways and, ultimately, lead to skin damage. We investigated the effect of Melanocin A on UV-induced premature skin aging. Firstly, the effect of Melanocin A on UV-induced matrix metalloproteinase (MMP)-9 expression in an immortalized human keratinocyte cell line, HaCaT in vitro was investigated. Acute UV irradiation induced MMP-9 expression at both the mRNA and protein levels and Melanocin A suppressed this expression in a dose-dependent manner. We then investigated UV-induced skin changes in hairless mice in vivo by Melanocin A. Chronic exposure of hairless mouse dorsal skin to UV increased skin thickness and induced wrinkle formation and the gelatinase activities of MMP-2 and MMP-9. Moreover, Melanocin A significantly suppressed UV-induced morphologic skin changes and MMP-2 and MMP-9 expression. These results show that Melanocin A can prevent the harmful effects of UV that lead to skin aging. Therefore, we suggest that Melanocin A should be viewed as a potential therapeutic agent for preventing and/or treating premature skin aging. Terrein is a bioactive fungal metabolite isolated from Penicillium species. Terrein has a relatively simple structure and can be easily synthesized. However, the biologic effects of terrein are comparatively unknown. We found for the first time that terrein potently inhibit melanin production in melanocytes and has a strong hypopigmentary effect in a spontaneously immortalized mouse melanocyte cell line, Mel-Ab. Treatment of Mel-Ab cells with terrein (10-100 mM) for 4 days significantly reduced melanin levels in a dose-dependent manner. In addition, terrein at the same concentration also reduced tyrosinase activity. We then investigated whether terrein influences the extracellular signal-regulated protein kinase (ERK) pathway and the expression of microphthalmia-associated transcription factor (MITF), which is required for tyrosinase expression. Terrein was found to induce sustained ERK activation and MITF down-regulation, and luciferase assays showed that terrein inhibits MITF promoter activity in a dose-dependent manner. To elucidate the correlation between ERK pathway activation and a decreased MITF transcriptional level, PD98059, a specific inhibitor of the ERK pathway, was applied before terrain treatment and found to abrogate the terrein-induced MITF attenuation. Terrein also reduced the tyrosinase protein level for at least 72 h. These results suggest that terrain reduces melanin synthesis by reducing tyrosinase production via ERK activation, and that this is followed by MITF down-regulation.

• 대한화장품학회지
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• 제31권1호
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• pp.17-23
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• 2005

본 연구자들은 백출의 메탄올 추출물로부터 분리, 정제한 selina-4(14), 7(11)-dien-8-one (Selina)이 B16 멜라노마 세포에 대하여 매우 강력한 미백효과가 있음을 밝혀내었다. 본 연구에서는 Selina의 non-tumorigenic melanocyte cell line인 Melan-a 세포에 대한 작용 메카니즘에 대한 보고를 하고자 한다. 덧붙여 Selina를 함유하고 있는 제품의 임상효과도 연구하였다. Selina는 $10 {\mu}g/mL$의 농도에서 세포독성을 보이지 않으면서 Melan-a 세포의 멜라닌 합성을 $50\%$ 저해하였다. 또한 $10 {\mu}g/mL$의 Selina의 처리에 의하여 타이로시네이즈의 활성이 $60\%$ 감소시키지만 타이로시네이즈에 대한 직접적인 저해활성은 없는 것으로 밝혀졌다. 이러한 Selina의 작용 기작을 밝히기 위하여 연구자들은 타이로시네이즈, TRP-1, TRP-2의 3가지 유전자의 mRNA 수준과 단백질의 발현량을 RT-PCR과 western blotting을 이용하여 연구하였다. 그 결과 $10 {\mu}g/mL$의 Selina 처리에 의하여 타이로시네이즈의 mRNA와 단백질 양은 현저히 감소하였지만 TRP-1과 TRP-2의 mRNA 및 단백질 양에는 변화가 없었다. 이러한 결과는 Selina가 그 미백효과를 주로 타이로시네이즈의 발현조절에 의하여 나타낸다는 것을 알 수 있다. $0.2\%$의 Selina를 함유하는 화장품 제형을 이용, 7주간 20명의 피시험자를 대상으로 한 임상시험에서도 어떠한 부작용도 없이 통계적으로 유의한(p<0.05) 수준의 미백효과를 볼 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 Selina는 깨끗하고 밝은 피부를 위한 유용하면서도 안전한 신규 미백 원료임을 알 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제31권8호
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• pp.719-728
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• 2021

멜라닌 색소는 포유동물의 피부, 머리카락, 눈, 신경계에 풍부하게 존재한다. 멜라닌은 다양한 환경적 스트레스로부터 피부를 보호하며, 생리학적 산화-환원 완충 작용을 통해 항상성을 유지한다. 그러나, 과도한 멜라닌 축적은 간반, 주근깨, 노인성 흑자, 염증성 색소침착을 일으킬 수 있다. 티로시나아제는 멜라닌의 생합성 경로 조절에 아주 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 티로시나아제의 활성을 저해하는 다양한 미백제가 개발되었지만 알러지, DNA손상, 세포독성, 돌연변이 유발 등을 야기하는 부작용으로 인해 임상적 적용이 제한되었다. 본 논문에서 여러 4-크로마논 유도체를 합성하여 티로시나아제 억제 활성을 조사하였다. 이들 화합물 중 MHY1294는 IC₅₀가 5.1±0.86 μM으로 양성 대조군인 코직산(14.3±1.43 μM) 보다 나은 티로시나아제 효소 억제 활성을 나타냈다. 또한 MHY1294는 티로시나아제의 촉매 부위에서 경쟁적인 억제 작용을 보였으며 코직산보다 더 큰 기질 결합 친화성을 가지는 것으로 확인되었다. 뿐만 아니라, MHY1294는 B16F10 흑색종 세포에서 멜라닌 세포 자극 호르몬 (α-MSH)에 의해 유도되는 멜라닌 합성과 세포 내 티로시나아제 활성을 유의적으로 억제하였다. 결론적으로 본 연구는 MHY1294가 과도한 멜라닌 축적에 대한 약물 제제 및 미백제로서의 개발 가능성이 있음을 시사한다.

• 대한화장품학회지
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• 제48권4호
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• pp.365-372
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• 2022

셀로비오스(cellobiose)는 식물 등에 널리 분포하는 셀롤로오스의 분해 과정에서 생성되는 이당류이다. 환원당인 셀로비오스는 2 개의 β-1,4 결합으로 결합한 구조를 가지며, 식물 등에 존재하는 천연물로서, 건강식품이나 식품의 감미료, 화장품 원료, 의약품 원료로서 활용되어지고 있다. 본 연구에서는 다양하게 유용될 셀로비오스를 기능성 화장품인 미백 화장품 소재로서의 가능성을 확인하고자, 자가포식 활성화 및 멜라닌 생성저해 효능을 검토하였다. 인간 유래 멜라닌 생성 세포로 알려진 MNT-1 세포에서 셀로비오스의 농도에 따른 독성 실험을 진행한 결과 20 mg/mL이하에서 세포독성이 없음을 확인하였고, 공초점 현미경을 통해 셀룰비오스 처리에 따른 자가포식 표지자인 microtubule-associated protein 1 light chain 3 (LC3) puncta의 증가가 확인되었다. 또한 LC3의 형태가 LC3-I에서 LC3-∏로 변환됨을 확인하였으며, 농도와 시간에 따라 LC3-II양이 증가하는 것을 확인하였다. 셀로비오스를 동일 세포에서 20 mg/mL 농도로 7 일간 처리하여 멜라닌 생성량을 분석한 결과, 50% 이상 멜라닌 생성 감소를 확인하였다. 추가적으로, 멜라닌 생성 관련 단백질TYR 및 TYRP1의 발현량을 western blot법을 이용하여 분석한 결과, 농도의존적으로 발현이 저해되어 멜라닌 생성이 감소함을 확인하였다. 이러한 연구 내용을 기반을 토대로 셀로비오스를 함유한 화장품 크림제형을 확보하여 4 주 동안 제형의 변화를 확인 해본 결과 성상이 고온에서 액채형태로 변화하였지만 pH는 변화하지 않았음을 확인하였다. 결론적으로, 자가포식 활성화 및 멜라닌 생성 억제 과정에 셀로비오스가 관여함을 확인하였으며, 이를 통해 미백 화장품 소재로서의 활용 가능성을 제안하고자 한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.204-212
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• 2023

미백은 멜라닌 세포 내 멜라닌 생성 억제 기능을 의미한다. 기존 미백소재의 피부 부작용 때문에 최근에는 천연 소재를 활용한 미백 연구가 활발히 진행되고 있다. 무화과(Ficus Carica L.)는 뽕나무과에 속하는 열매로 줄기와 잎 성분의 미백 활성은 보고되었으나 무화과 열매의 미백 활성은 알려지지 않아 본 연구를 통해 멜라닌 생성 억제, 항산화 및 항염증 활성을 규명하고자 하였다. 무화과 열매 추출물(Figs fruits extract, FFE)의 라디칼 소거 활성은 DPPH/ABTS 분석에서 최대 농도에서 대조군 대비 34.52±1.98%/60.71±1.26% 수준으로 관찰되었다. CCK-8 assay를 통한 FFE의 세포독성은 약 10% 농도부터 관찰 되어 독성이 없는 최대 농도를 5%로 설정하여 모든 실험에 적용하였다. FFE는 inducible nitric oxide synthase, cyclooxygenase-2, interleukin-6 및 tumor necrosis factor-α 유전자 발현 억제와 함께 NO 생성을 농도 의존적으로 감소시켜 항염증 활성이 있음을 알 수 있었다. 또한 미백 기능 규명을 위해 α-MSH로 자극된 B16F10 세포에서 FFE를 농도별로 처리한 결과 세포 내 멜라닌 생성을 유의하게 하향 조절했을 뿐만 아니라 시험관 내에서 tyrosinase 활성이 억제되었다. 또한 FFE는 RT-PCR에서 α-MSH 처리군에 비해 Microphthalmia-associated transcription factor (MITF) mRNA 발현을 약 94.34% 감소시켰다. 마지막으로, FFE는 α-MSH로 자극된 B16F10 세포에서 MITF, cAMP response element-binding protein 및 tyrosinase 단백질 발현을 유의하게 감소시켰다. 이러한 결과를 통해 우리는 FFE가 tyrosinase 효소 활성을 직접적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라 α-MSH 신호 기전 내 MITF 유전자 발현 조절을 통해 멜라닌 생성을 억제할 수 있음을 확인하였다.