Earticle

초록

영어

Purpose: To examine the anti-melanogenic effects and underlying molecular mechanisms of Lactuca sativa L. stem extract (LSSE) in B16F10 murine melanoma cells. Methods: A LSSE was prepared using 70% ethanol as the solvent. Cell viability was determined using a water-soluble tetrazolium salt (WST-1)-based assay. To assess the anti-melanogenic effects of LSSE, intracellular melanin content, intracellular and mushroom tyrosinase activity, and the expression of melanogenesis-related genes and proteins were measured by reverse transcription-polymerase chain reaction and immunoblot analysis. Results: LSSE showed no significant cytotoxicity up to a concentration of 2.0%. Upon α-MSH stimulation, LSSE reduced melanin synthesis and cellular tyrosinase activity in a dose-dependent manner. Interestingly, LSSE also directly inhibited mushroom tyrosinase activity using L-tyrosine and L-DOPA as substrates. A marked reduction in the mRNA and protein expression of melanogenic enzymes, such as tyrosinase, tyrosinase-related Protein 1 (TRP-1), tyrosinase-related Protein 2 (TRP-2) was observed along with their transcription factor, microphthalmia-associated transcription factor (MITF). This was accompanied by downregulation of phosphorylated-protein kinase A (p-PKA) and -cAMP response element-binding protein (p-CREB) without altered total PKA and CREB protein levels. This indicates suppression of the PKA-CREB signaling pathway. Conclusion: LSSE attenuates melanogenesis by directly inhibiting tyrosinase activity and downregulating the PKA-CREB-MITF signaling pathway. LSSE shows potential as a safe and effective anti-melanogenic agent for cosmetic applications.

한국어

목적: 본 연구는 B16F10 마우스 흑색종 세포에서 궁채 추출물(Lactuca sativa L. stem extract, LSSE)의 미백 효능을 평가하고, 그 기전이 되는 분자생물학적 작용 메커니즘을 규명하고자 하였다. 방법: LSSE의 세포독성은 WST-1 assay를 통해 평가하였다. 미백 효능을 확인하기 위해 melanin content assay, intracellular tyrosinase activity assay 및 mushroom tyrosinase assay를 수행하였다. 또한, 작용 기전을 규명하기 위해 immunoblotting과 RT-PCR을 이용하여 melanogenesis 관련 단백질 및 유전자의 발현을 분석하였다. 결과: LSSE는 2.0% 농도까지 유의한 세포독성을 나타내지 않았다. 또한 LSSE는 α-melanocyte-stimulating hormone (α-MSH)에 의해 유도된 melanin 생성과 세포 내 tyrosinase 활성을 농도 의존적으로 유의하게 억제하였다. 더불어 L-DOPA와 L-tyrosine을 기질로 사용한 mushroom tyrosinase assay에서도 tyrosinase 활성을 직접적으로 저해하였다. 또한 LSSE는 tyrosinase, TRP-1 및 TRP-2를 포함한 melanogenesis 관련 효소의 단백질 및 mRNA 발현을 모두 감소시켰으며, microphthalmia-associated transcription factor (MITF)의 발현 역시 유의하게 억제하였다. 나아가 LSSE는 total PKA 와 CREB의 발현에는 영향을 미치지 않았으나, PKA와 CREB의 인산화 수준을 감소시켜 PKA-CREB 신호전달 경로의 활성을 억제하는 것으로 나타났다. 결론: LSSE는 tyrosinase 활성을 직접적으로 저해하는 동시에 PKA-CREB-MITF 신호전달 경로를 억제함으로써 melanogenesis를 효과적으로 억제하는 것으로 확인되었다. 따라서 LSSE는 안전하고 효과적인 미백 기능성 화장품 소재로 활용될 가능성이 높은 것으로 판단된다.

중국어

目的: 探讨莴笋提取物(LSSE)对B16F10小鼠黑色素瘤细胞的抗黑色素生成效果及其潜在的分子机制。方法: 以 70%乙醇为溶剂制备LSSE。采用水溶性四唑盐(WST-1)检测法测定细胞活力。为了评估LSSE的抗黑色素生成效 果，通过逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和免疫印迹(Western blot)分析，测定了细胞内黑色素含量、细胞内及 蘑菇酪氨酸酶活性，以及黑色素生成相关基因和蛋白的表达。结果: 在最高2.0% 的浓度下，LSSE未表现出显 著的细胞毒性。在α-MSH刺激下，LSSE以剂量依赖性方式减少了黑色素合成并降低了细胞内酪氨酸酶活性。 有趣的是，以L-酪氨酸和L-多巴为底物时，LSSE还能直接抑制蘑菇酪氨酸酶活性。观察到酪氨酸酶、酪氨酸酶 相关蛋白 1 (TRP-1)、酪氨酸酶相关蛋白 2 (TRP-2)等黑色素生成酶及其转录因子——小眼畸形相关转录因子 (MITF)的mRNA和蛋白表达显著降低。与此同时，磷酸化蛋白激酶 A (p-PKA)和磷酸化cAMP反应元件结合蛋白 (p-CREB)下调，而总PKA和CREB蛋白水平保持不变。这表明PKA-CREB信号通路受到抑制。结论: LSSE通过直 接抑制酪氨酸酶活性并下调PKA-CREB-MITF信号通路来减弱黑色素生成。LSSE展现出作为化妆品应用中安全有 效的抗黑色素原料的潜能。

목차

Abstract
Introduction
Materials and Methods
1. Preparation of Lactuca sativa L. Stem Extract (LSSE)
2. Cell Culture
3. Cell Viability Assay
4. In Vitro Mushroom Tyrosinase Assay
5. Intracellular Tyrosinase Activity Assay
6. Intracellular Melanin Content Assay
7. Immunoblotting
8. Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction (RT-PCR)
9. Statistical Analysis
Results
1. Evaluation of LSSE Cytotoxicity
2. Inhibitory Effects of LSSE on Melanin Synthesis and Intracellular Tyrosinase Activity
3. Direct Inhibitory Effect of LSSE on in vitro Mushroom Tyrosinase Activity
4. Suppression of Melanogenic Enzyme Expression by LSSE
5. Regulation of the PKA-CREB-MITF Signaling Pathway by LSSE
Discussion
Conclusion
References
국문초록
참고문헌
中文摘要

키워드

저자

• Jeong-Hwa Oh [ 오정화 | Department of Biological Engineering, Konkuk University, Seoul, Korea ]
• Young-Jae Jeon [ 전영재 | Department of Biological Engineering, Konkuk University, Seoul, Korea ]
• Sang-Hun Na [ 나상훈 | Department of Biological Engineering, Konkuk University, Seoul, Korea ]
• Yujae Kim [ 김유재 | Department of Cosmetics Engineering, Konkuk University/Power Player Co., Ltd., Seoul, Korea ]
• Hee-Jae Shin [ 신희재 | Department of Cosmetics Engineering, Konkuk University, Seoul, Korea ]
• Seunghee Bae [ 배승희 | Department of Biological Engineering, Konkuk University, Seoul, Korea ] Corresponding Author

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• 간행물명

  아시안뷰티화장품학술지 [Asian Journal of Beauty and Cosmetology]

• 간기

  계간

• pISSN

  2466-2046

• eISSN

  2466-2054

• 수록기간

  2016~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 593 DDC 646