• 제목/요약/키워드: tyrosinase protein expression

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Pimecrolimus increases the melanogenesis and migration of melanocytes in vitro

  • Xu, Ping;Chen, Jie;Tan, Cheng;Lai, Ren-Sheng;Min, Zhong-Sheng
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제21권3호
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    • pp.287-292
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    • 2017
  • Vitiligo is an intriguing depigmentary disorder and is notoriously difficult to be treated. The ultimate goal of vitiligo treatment is to replenish the lost melanocytes by immigration from hair follicle and to restore the normal function of melanogenesis by residual melanocytes. There are two types of topical calcineurin inhibitors called tacrolimus and pimecrolimus, and are recommended as the first-line treatments in vitiligo. Although pimecrolimus is efficacious for the repigmentation of vitiligo, its intrinsic mechanisms have never been investigated in vitro. This research aimed to study the ability of pimecrolimus on stimulating melanogenesis, melanocyte migration and MITF (microphthalmia associated transcription factor) protein expression. Results showed that pimecrolimus at the dosages of 1, 10, $10^2$nM were neither mitogenic nor cytotoxic to melanocytes. The addition of pimecrolimus at 10, $10^2$ and $10^3nM$ significantly increased intracellular tyrosinase activity, which was consistent with the elevated content of melanin content at the same concentrations. The peak effect was seen at 72 h in response to $10^2$nM pimecrolimus. Results of the wound scratch assay and Transwell assays indicate that pimecrolimus is effective in facilitating melanocyte migration on a collagen IV-coated surface. In addition, MITF protein yield reached the highest by pimecrolimus at $10^2nM$. In brief, pimecrolimus enhances melanin synthesis as well as promotes migration of melanocytes directly, possibly via their effects on MITF protein expression.

단풍잎돼지풀 발효 추출물의 항산화 효과 및 B16F10 세포에서의 미백 활성 검증 (Verification of the Antioxidant Effects and Whitening Activity of fermented Ambrosia trifida L. Extracts in B16F10 Cells)

  • 유단희;오민정;염현지;이진영
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.556-563
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    • 2020
  • 본 연구는 단풍잎돼지풀 발효 추출물의 항산화 및 미백 효과를 검증하여 화장품 소재로서 활용가능성을 확인하고자 하였다. 항산화 효과를 측정하기 위해 전자공여능 측정과 ABTS 라디칼 소거능을 측정하였다. 단풍잎돼지풀 발효 추출물의 전자공여능 측정 결과 1,000 ㎍/ml 농도에서 68.4%의 효과를 보였으며, ABTS 라디칼 소거능 측정 결과 같은 농도에서 58.7%의 효과를 나타내었다. 미백효과를 Tyrosinase의 효소 억제 활성에 의해 측정한 결과, 1,000 ㎍/ml 농도에서 32.4%의 저해활성 효과를 보였다. 세포 차원에서 미백효과를 측정하기 위해 단풍잎돼지풀 발효추출물의 세포 생존율을 멜라노마 세포에서 측정하였다. 그 결과, 100 ㎍/ml 농도에서 85.2%의 생존율을 보였으며, 독성을 보이지 않는 농도인 100 ㎍/ml 농도 이하에서 western blot을 진행하였다. 단풍잎돼지풀 발효 추출물의 단백질 발현억제 효과를 25, 50, 100 ㎍/ml의 농도에서 western blot으로 측정하였으며, 양성대조군으로 β-actin을 사용하였다. 그 결과, 100 ㎍/ml 농도에서 MITF, TRP-1, TRP-2, Tyrosinase인자들은 각각 51.14%, 55.4%, 38.6%, 83.77%의 효과를 나타내었다. 결론적으로 단풍잎돼지풀 발효 추출물의 항산화 및 미백효과가 검증되었으며, 화장품 천연물 소재로서 활용가능성을 확인하였다.

Gene expression profiles of skin from cyclin dependent kinases 5-knockdown mice

  • Shanshan Yang;Dingxing Jiao;Tao Song;Ping Rui;Ruiwen Fan;Zengjun Ma
    • Animal Bioscience
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    • 제37권4호
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    • pp.567-575
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    • 2024
  • Objective: This study aimed to identify genes regulated by cyclin dependent kinases 5 (CDK5) that participate in hair pigmentation in mice. Methods: The mRNA expression profiles of skin samples from CDK5-knockdown mice were constructed using high-throughput RNA sequencing and compared with those of wild-type mice. Results: In total, 8,002 known genes were differentially expressed between CDK5-knockdown and wild-type mice. Of these, 3,658 were upregulated and 4,344 were downregulated in the skin of CDK5-knockdown mice. An additional 318 previously unknown genes were also differentially expressed, with 171 downregulated and 147 upregulated genes in the skin of CDK5-knockdown mice. Of the known genes expressed in mouse skin, 80 were associated with hair color, with 61 showing lower expression and 19 exhibiting higher expression in skin of CDK5-knockdown mice. Importantly, the expression of the tyrosinase-related protein 1 (TYRP1) and the calcium signaling pathway were also found to be regulated by CDK5, suggesting that pigmentation is regulated by CDK5 via the calcium signaling pathway and TYRP1. Conclusion: The transcriptome profiles obtained from the skin of CDK5-knockdown mice compared to wild-type mice provide a valuable resource to help understand the mechanism by which CDK5 regulates melanogenesis in mice and other animals.

Inhibition of Melanogenesis by Abietatriene from Vitex Trifolia Leaf Oil

  • Lee, Hong Gu;Kim, Tae Yoon;Jeon, Jung Hoon;Lee, Sang Hwa;Hong, Yoon Ki;Jin, Mu Hyun
    • Natural Product Sciences
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    • 제22권4호
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    • pp.252-258
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    • 2016
  • Vitex trifolia L. has been used traditionally to treat various illnesses, such as inflammation, headache, migraine, and gastrointestinal infections. We analyzed and evaluated the composition of V. trifolia leaf oil. Based on the results, we isolated abietatriene from V. trifolia leaf oil and investigated the effect of V. trifolia leaf oil and its active compound abietatriene on melanogenesis in B16F10 melanoma cells. They significantly decreased melanin contents and melanogenic factors, such as tyrosinase, TRP-1, TRP-2, and MITF dose-dependently in both protein and mRNA levels. Protein and mRNA expressions were determined by Western blot analysis and quantitative real time RT-PCR. Findings indicate that V. trifolia leaf oil and abietatriene reduce melanogenesis by regulating the expression of melanogenic factors. These results suggest that V. trifolia leaf oil and abietatriene could comprise a useful therapeutic agent for treating hyperpigmentation and used as effective skin-whitening agents.

Melanogenesis regulatory constituents from Premna serratifolia wood collected in Myanmar

  • WOO, SO-YEUN
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2019년도 춘계학술대회
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    • pp.21-22
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    • 2019
  • Melanin is a mixture of pigmented biopolymers synthesized by epidermal melanocytes that determine the skin, eye, and hair colors. Melanocytes produce two different kinds of melanin, eumelanin (dark brown/black insoluble pigments found in dark skin and dark hair and pheomelanin (lighter red/yellow). The biological role of melanin is to prevent skin damage by ultraviolet (UV) radiation. However, the overproduction or deficiency of melanin synthesis could lead to serious dermatological problems, which include melasma, melanoderma, lentigo, and vitiligo. Therefore, regulating melanin production is important to prevent the pigmentation disorders. Myanmar has a rich in natural resources. However, the chemical constituents of these natural resources in Myanmar have not been fully investigated. In the effort to search for compounds with anti-melanin deposition activity from Myanmar natural resources, five plants were collected in Myanmar. Extracts of these collected five plants were tested for anti-melanin deposition activity against a mouse melanoma cell line (B16-F10) induced with ${\alpha}$-melanocyte-stimulating hormone (${\alpha}$-MSH) and 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), and their anti-melanin deposition activities were compared with the positive control, arbutin. Among the tested extracts, the CHCl3 extracts of the Premna serratifolia (syn: P. integrifolia) wood showed anti-melanin deposition activities with IC50 values of $81.3{\mu}g/mL$. Hence, this study aims to identify secondary metabolites with anti-melanin deposition activity from P. serratifolia wood of Myanmar. P. serratifolia belongs to the Verbenaceae family and is widely distributed in near western sea coast from South Asia to South East Asia, which include India, Malaysia, Vietnam, Cambodia, and Sri Lanka. People in Tanintharyi region located in the southern part of Myanmar utilize the P. serratifolia, Sperethusa crenulata, Naringi crenulata, and Limonia acidissima as Thanaka, traditional cosmetics in Myanmar. Thanaka is applied in the form of paste onto skins to make it smooth and clear, as well as to prevent wrinkles, skin aging, excessive facial oil, pimples, blackheads, and whiteheads. However, the chemical constituents responsible for their cosmetic properties are yet to be identified. Moreover, the chemical constituents of P. serratifolia was almost uncharacterized. Investigation of the P. serratifolia chemical constituents is thus an attractive endeavor to discover new anti-melanin deposition active compounds. The investigation of the chemical constituents of the active CHCl3 extract of P. serratifolia led to isolation of four new lignoids, premnan A (1), premnan B (2), taungtangyiol C (3), and 7,9-dihydroxydolichanthin B (4), together with premnan C (5) (assumed to be an artifact), one natural newlignoid,(3R,4S)-4-(1,3-benzodioxol-5-ylcarbonyl)-3-[(R)-1-(1,3-benzo dioxol-5-yl)-1-hydroxy methyl]tetrahydro-2-furanone (6), and five known compounds (7-11)1,2). The structures of all isolated compounds were determined on the basis of their spectroscopic data and by comparison with the reported literatures. The absolute configurations of 1-3 and 5 were also determined by optical rotation and circular dichroism (CD) data analyses1). The anti-melanin deposition activities of all the isolated compounds were evaluated against B16-F10 cell line. 7,9-Dihydroxydolichanthin B (4) and ($2{\alpha},3{\alpha}$)-olean-12-en-28-oic acid (11) showed strong anti-melanin deposition activities with IC50 values of 18.4 and $11.2{\mu}M$, respectively, without cytotoxicity2). On the other hand, compounds 1-3, 5, and 7 showed melanogenesis enhancing activities1). To better understand their anti-melanin deposition mechanism, the effects of 4 and 11 on tyrosinase activities were investigated. The assay indicated that compounds 4 and 11 did not inhibit tyrosinase. Furthermore, we also examined the mRNA expression of microphthalmia-associated transcription factor (MITF), tyrosinase (TYR), tyrosinase-related protein-1 (TRP-1), and tyrosinase-related protein-2 (TRP-2). Compounds 4 and 11 down-regulated the expression of Tyr and Mitf mRNAs, respectively. Although the P. serratifolia wood has been used as traditional cosmetics in Myanmar for centuries, there are no scientific evidences to support its effectiveness as cosmetics. Investigation of the anti-melanin deposition activity of the chemical constituents of P. serratifolia thus provided insight into the effectiveness of the P. serratifolia wood as a cosmetic agent.

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곡물과 적하수오를 혼합한 에탄올 추출물이 멜라닌 합성에 미치는 영향 (Effect of Ethanolic Extracts Mixed with Grains and Fallopia multiflora on Melanogenesis)

  • 이은빈;김문무
    • 생명과학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.461-469
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 흑모 성장과 관련 있는 천연물을 개발하기 위하여 흑미, 흑임자, 현미, 서목태 및 적하수오의 에탄올 추출혼합물의 melanin 합성에 대한 효능을 조사한 것이다. 흑모가 백모로 변화되는 원인으로 $H_2O_2$가 모낭 주위에 축적되어 melanin 합성이 저하되어 백모가 유발되는 것으로 보고된 바 있다. MIXEE는 DPPH radical에 대한 소거능력과 활성산소에 대한 환원력이 있는 것으로 관찰되었다. 뿐만 아니라 세포내 $H_2O_2$ 수준을 감소시켰는데, 이러한 결과는 MIXEE는 산화를 억제하여 $H_2O_2$에 의하여 감소된 melanin 합성을 촉진 시킬수 있다는 것을 나타내었다. 한편 in vitro에서 MIXEE는 tyrosinase 활성에는 영향을 주지 않았지만 L-dopa에서 melanin 합성을 촉진하였다. 더욱이, B16F1세포에서 MIXEE는 melanin 생성을 세포수준에서 촉진하였다. Western blot을 이용한 단백질 발현 분석에서 MIXEE는 SOD-2 및 SOD-3. 특히 DOPA에서 melanin 이 생성되는 과정에 관여하는 효소인 TRP-2 발현에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 입증되었다. 이상의 결과는 MIXEE가 백발화과정을 가역화시키는 과정에서 주요한 역할을 하는 melanin 생성을 촉진하는 하나의 약학 소재로 응용될 수 있다는 것을 시사하고 있다.

바나나 껍질 에탄올 추출물이 멜라닌 합성에 미치는 영향 (Positive Effect of Musa paradisiaca Peel Ethanolic Extract on Antioxidant Activity and Melanin Synthesis)

  • 김재련;김문무
    • 생명과학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.802-810
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    • 2018
  • 노화란 나이가 들면서 생기는 몸의 변화로 검은 머리가 흰 머리로 변하는 백발화, 과산화 지질과 단백질로 구성되어 생성되는 검버섯, 주름 등으로 나타난다. 멜라닌은 tyrosine에서 DOPA를 거쳐 산화 중합반응에 의해 생성되는 고분자 물질로 인체 내에 존재하는 머리카락 및 피부 색을 결정한다. 이러한 멜라닌은 melanocyte에서 합성되며, 활성산소에 의해 과도하게 생성되면 노화를 일으킨다는 연구가 보고되고 있다. 본 연구의 목적은 항산화 효과 및 멜라닌 합성에 대한 바나나 껍질 추출물(MPEE)의 직접적인 효과를 밝히는 것이다. MPEE는 DPPH radical scavenging assay와 reducing power assay를 수행한 결과, 두 실험 모두 양성대조군인 vitamin C와 비슷한 항산화 활성을 나타내었다. 세포 실험에 앞서 세포 독성을 알아보기 위해 B16F1 세포에서 MTT assay를 수행하였다. MPEE는 $32{\mu}g/ml$ 이하의 농도에서 세포독성이 없는 것으로 나타났다. 또한, MPEE는 invitro에서 tyrosinase 활성과 DOPA-oxidation 뿐만 아니라 살아있는 세포에서 멜라닌 합성을 증가시켰다. 더욱이, $H_2O_2$로 세포를 노화시켜 L-DOPA 실험을 수행한 결과, MPEE는 멜라닌 합성을 증가시켰다. 단백질 수준의 발현을 위한 Western blot 분석을 수행한 결과, TRP-1, TPR-2와 SOD-2의 발현 수준은 MPEE의 존재 하에서 증가되었다. 이상의 결과는 MPEE가 항산화 소재로 멜라닌 합성을 촉진시킨다는 것을 암시하고 있다.

왕지네의 유기용매 추출물을 이용한 멜라닌 합성 저해효과 (Inhibitory effect of melanin synthesis using organic solvent extracts from Scolopendra subspinipes mutilans)

  • 김인우;이준하;권용남;김상희;윤은영;남성희;안미영;황재삼
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.1-5
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    • 2014
  • 피부는 자외선과 같은 외부자극으로부터 피부를 보호하기 위해 멜라닌을 생성한다. 하지만 과도한 멜라닌의 생성은 기미, 주근깨와 같은 색소 침착을 유발하며 미관상 좋지 않을 뿐 아니라 피부 질환을 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 왕지네 추출물이 멜라닌 생성에 영향을 미치는지 여부를 B16/F10 melanoma 세포를 이용한 실험을 통해 확인하였다. 그 결과 유기용매를 이용한 왕지네 추출물의 멜라닌 생성량은 무처리 대비 36 ~ 67%로서 멜라닌 생성이 감소되는 것을 확인할 수 있었으며 특히 70% 에탄올을 이용한 왕지네 추출물의 멜라닌 생성량은 36%로 실험을 진행했던 추출물들 중에서 가장 낮음을 확인하였다. 이는 세포내 티로시나아제 효소 활성 측정에서도 유사한 결과를 얻었으며 이에 70% 에탄올로 추출한 왕지네 추출물은 피부 미백 기능성소재로서의 가능성이 높을 것으로 사료된다. 또한 티로시나아제 효소 활성을 단백질 수준에서 검정한 결과, 앞선 실험에서 티로시나아제 효소 활성이 가장 낮았던 70% 에탄올로 추출한 왕지네 추출물의 경우 세포내 glycosylation 된 티로시나아제의 발현이 감소함을 확인할 수 있었으며, 이는 70% 에탄올로 추출된 왕지네 추출물이 세포내 티로시나아제의 glycosylation을 억제하여 결과적으로 멜라닌 생성을 저해하는 것으로 추측할 수 있다.

등수국 잎 추출물 유래 미백 및 항산화 활성 성분 (Whitening and Anti-oxidative Constituents from the Extracts of Hydrangea petiolaris Leaves)

  • 조성미;김정은;이남호
    • 대한화장품학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.123-134
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    • 2022
  • 본 연구에서는 등수국 잎 추출물의 미백 및 항산화 활성을 확인하고 유효성분을 분리하여 화학구조를 동정하였다. B16F10 melanoma 세포를 이용한 미백 활성 실험 결과, n-hexane (Hex) 분획물이 세포독성 없는 농도에서 멜라닌 생성 및 세포 내 tyrosinase 효소의 활성을 억제시키고 있음을 확인하였다. 또한 Hex 분획물이 tyrosinase 및 TRP-2 단백질의 발현을 감소시켰다. 반면, ethyl acetate (EtOAc) 분획물은 DPPH 및 ABTS+ 라디칼 소거 활성이 우수하였고, H2O2로 유도된 세포 손상에 대한 세포보호 효과를 나타내었다. Hex 및 EtOAc 분획물의 활성 성분을 규명하기 위해 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 8 개의 화합물을 분리하였다; ethyl linoleate (1), ethyl linolenate (2), 1-linoleoyl glycerol (3), 1-linolenoyl glycerol (4), epi-catechin (5), afzelin (6), quercitrin (7), hyperin (8). 분리된 화합물에 대한 항산화 활성 측정 결과, 화합물 5 - 8의 라디칼 소거 활성이 우수함을 확인하였다. 또한 HPLC 분석을 통해 주성분인 quercitrin (7)의 함량을 측정한 결과, 추출물에서 31.3 mg/g, EtOAc 분획물에서 169.8 mg/g이 함유되어 있는 것으로 확인되었다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 등수국 잎은 미백 및 항산화 효과를 갖는 천연 화장품 소재로의 개발이 가능할 것이라 사료된다.

Melanin Biosynthesis Inhibition Effects of Ginsenoside Rb2 Isolated from Panax ginseng Berry

  • Lee, Dae Young;Jeong, Yong Tae;Jeong, Sang Chul;Lee, Mi Kyoung;Min, Jin Woo;Lee, Jae Won;Kim, Geum Soog;Lee, Seung Eun;Ahn, Young Sup;Kang, Hee Cheol;Kim, Jin Hee
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제25권12호
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    • pp.2011-2015
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    • 2015
  • Ginsenoside Rb2 (Gin-Rb2) was purified from the fruit extract of Panax ginseng. Its chemical structure was measured by spectroscopic analysis, including HR-FAB-MS, 1H-NMR, and IR spectroscopy. Gin-Rb2 decreased potent melanogenesis in melan-a cells, with 23.4% at 80 μM without cytotoxicity. Gin-Rb2 also decreased tyrosinase and MITF protein expression in melan-a cells. Furthermore, Gin-Rb2 presented inhibition of the body pigmentation in the zebrafish in vivo system and reduced melanin contents and tyrosinase activity. These results show that Gin-Rb2 isolated from P. ginseng may be an effective skin-whitening agent via the in vitro and in vivo systems.