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세신추출물이 α-MSH 자극에 의한 B16F10 세포의 멜라닌생성에 미치는 영향
Studies of Inhibitory Mechanism on Melanogenesis by Partially Purified Asiasari radix in α-MSH Stimulated B16F10 Melanoma Cells 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.20 no.11 = no.127, 2010년, pp.1617 - 1624  

장지연 (부산대학교 한의학전문대학원 경락구조의학부) ,  김하늬 (부산대학교 한의학전문대학원 경락구조의학부) ,  김유리 (부산대학교 한의학전문대학원 경락구조의학부) ,  김병우 (동의대학교 자연과학대학 생명응용과학과) ,  최영현 (동의대학교 한의과대학 생화학교실) ,  최병태 (부산대학교 한의학전문대학원 경락구조의학부)

초록
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$\alpha$-MSH는 세포내 cAMP를 증폭시켜 멜라닌세포의 증식과 색소 증가에 관여한다. 본 연구에서는 $\alpha$-MSH로 자극한 B16F10 세포에서 세신추출물의 hypopigmenting 효과를 조사하고 그 억제기전에 대하여 조사하였다. 세신추출물은 $\alpha$-MSH에 의해 유도된 tyrosinase 활성과 멜라닌생성을 효과적으로 억제시켰으며, 이는 tyrosinase 발현을 조절하는 전사인자인 MITF의 발현억제와 연관성이 있었다. 즉 세신추출물은 MEK/ERK와 PI3K/Akt의 활성화를 통하여 MITF를 조절함으로서 $\alpha$-MSH에 의해 유도되는 tyrosinase, TRP-1, Dct 등 멜라닌생성관련 단백질을 억제함으로서 멜라닌생성을 저해하는 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, it has been found that Asiasari radix showed a hypopigmenting effect on melanogenesis through activation of mitogen-activated protein kinase (MEK)/extracellular signal-activated kinase (ERK) in B16F10 melanoma cells. However, the hypopigmenting effect of A. radix on the $\alpha$...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 α-MSH 자극에 의한 멜라닌 생성 조건에서 세신추출물의 멜라닌 생성 억제 효과가 ERK 신호와 PI3K/Akt 신호와 연관 되어 있는지를 확인하기 위하여 특이적 억제제를 처리하여 멜라닌 함량과 tyrosinase 활성 변화를 관찰하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 α-MSH로 멜라닌 생성을 자극한 B16F10 세포에 세신추출물을 함께 처리하여 멜라닌 생성량과 tyrosinase 활성을 조사하고, α-MSH 자극으로 유도된 멜라닌 생성을 억제하는데 관련된 분자생물학적 억제기전을 조사하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 선행 연구에서 hypopigmenting effect를 나타낸 세신추출물을 이용하여 α-MSH에 의해 유도된 멜라닌생성 조건에서 멜라닌생성 억제 효과와 관련 기전을 규명하는데 알아보고자 한다.
  • 따라서 세신추출물이 α-MSH 자극에 의해 발현되는 멜라닌 합성 관련 단백질을 억제하는지를 밝히기 위해 melanogenesis 관련 단백질의 발현 변화를 조사하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
멜라닌이란 무엇인가? 멜라닌은 동식물계에 널리 분포하는 갈색 혹은 흑색의 고분자 색소로서 인간의 피부색을 결정하고 외부자극 인자인 자외선으로부터 피부를 보호하는 역할을 한다. 멜라닌생성을 조절하는 것으로 자외선, cytokine, growth factor 및 호르몬 등이 있으며 중요한 역할을 하는 호르몬으로 α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH)이 있다[6,8].
멜라닌은 어떤 역할을 하는가? 멜라닌은 동식물계에 널리 분포하는 갈색 혹은 흑색의 고분자 색소로서 인간의 피부색을 결정하고 외부자극 인자인 자외선으로부터 피부를 보호하는 역할을 한다. 멜라닌생성을 조절하는 것으로 자외선, cytokine, growth factor 및 호르몬 등이 있으며 중요한 역할을 하는 호르몬으로 α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH)이 있다[6,8].
microphthalmia-associated transcription factor는, 어떻게 멜라닌 생성을 조절하나? MITF는 melanogenic enzyme인 tyrosinase와 TRP (TyrosinaseRelated Protein)의 발현을 자극하여, 멜라닌세포의 멜라닌 생성을 조절하는 것으로 알려져 있다[2,7,26]. α-MSH에 의한 멜라닌 생성에 관한 연구는 Schwahn 등[23]이 사람의 melanoma 세포에서 α-MSH가 tyrosinase 활성을 조절함으로써 멜라닌세포의 증식과 색소증가에 관여하는 것으로 보고하였으며, 또한 Hunt 등[12]의 보고에 의하면 α-MSH 유사물질인 Nle4DPhe7α-MSH에 의해 tyrosinase 활성이 증가 하고 멜라닌 세포의 dendrite 발달 등 형태적으로 멜라닌세포를 증가시킨다고 보고하였다.
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참고문헌 (26)

  1. Bertolotto, C., P. Abbe, T. J. Hemesath, K. Bille, D. E. Fisher, J. P. Ortonne, and R. Ballotti. 1998. Microphthalmia gene product as a signal transducer in cAMP-induced differentiation of melanocytes. J. Cell Biol. 142, 827-835. 

  2. Bertolotto, C., R. Busca, P. Abbe, K. Bille, E. Aberdam, J. P. Ortonne, and R. Ballotti. 1998. Different cis-acting elements are involved in the regulation of TRP1 and TRP2 promoter activities by cyclic AMP: pivotal role of M boxes (GTCATGTGCT) and of microphthalmia. Mol. Cell Biol. 18, 694-702. 

  3. Chakraborty, A. K., Y. Funasaka, A. Slominski, G. Ermak, J. Hwang, J. M. Pawelek, and M. Ichihashi. 1996. Production and release of proopiomelanocortin (POMC) derived peptides by human melanocytes and keratinocytes in culture: regulation by ultraviolet B. Biochim. Biophys. Acta. 1313, 130-138. 

  4. Cheli, Y., F. Luciani, M. Khaled, L. Beuret, K. Bille, P. Gounon, J. P. Ortonne, C. Bertolotto, and R. Ballotti. 2009. Alpha-MSH and Cyclic AMP elevating agents control melanosome pH through a protein kinase A-independent mechanism. J. Biol. Chem. 284, 18699-18706. 

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  6. Costin, G. E. and V. J. Hearing. 2007. Human skin pigmentation: melanocytes modulate skin color in response to stress. FASEB J. 21, 976-994. 

  7. Fuller, B. B., J. B. Lunsford, and D. S. Iman. 1987. Alpha-melanocyte-stimulating hormone regulation of tyrosinase in Cloudman S-91 mouse melanoma cell cultures. J. Biol. Chem. 262, 4024-4033. 

  8. Funasaka, Y. A., K. Chakraborty, Y. Hayashi, M. Komoto, A. Ohashi, M. Nagahama, Y. Inoue, J. Pawelek, and M. Ichihashi. 1998. Modulation of melanocyte-stimulating hormone receptor expression on normal human melanocytes: evidence for a regulatory role of ultraviolet B, interleukin-1 ${\alpha}$ , interleukin-1 ${\beta}$ , endothelin-1 and tumour necrosis factor- ${\alpha}$ . Br. J. Dermatol. 139, 216-224. 

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  12. Hunt, G., C. Todd, J. E. Cresswell, and A. J. Thody. 1994. Alpha-melanocyte stimulating hormone and its analogue $Nle^{4}DPhe^{7}alpha$ -MSH affect morphology, tyrosinase activity and melanogenesis in cultured human melanocytes. J. Cell Sci. 107, 205-211. 

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  16. Kim, D. S., S. Y. Kim, S. J. Moon, J. H. Chung, K. H. Kim, K. H. Cho, and K. C. Park. 2001. Ceramide inhibits cell proliferation through Akt/PKB inactivation and decreases melanin synthesis in Mel-Ab cells. Pigment Cell Res. 14, 110-115. 

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  20. Lee, J., K. Jung, Y. S. Kim, and D. Park. 2007. Diosgenin inhibits melanogenesis through the activation of phosphatidylinositol-3-kinase pathway (PI3K) signaling. Life Sci. 81, 249-254. 

  21. Park, H. Y., C. Wu, L. Yonemoto, M. Murphy-Smith, H. Wu, C. M. Stachur, and B. A. Gilchrest. 2006. MITF mediates cAMP-induced protein kinase C-beta expression in human melanocytes. Biochem. J. 395, 571-578. 

  22. Price, E. R., H. F. Ding, T. Badalian, S. Bhattacharya, C. Takemoto, T. P. Yao, T. J. Hemesath, and D. E. Fisher. 1998. Lineage-specific signaling in melanocytes. C-kit stimulation recruits p300/CBP to microphthalmia. J. Biol. Chem. 273, 17983-17986. 

  23. Schwahn, D. J., W. Xu, A. B. Herrin, E. S. Bales, and E. E. Medrano. 2001. Tyrosine levels regulate the melanogenic response to alpha-melanocyte-stimulating hormone in human melanocytes: implications for pigmentation and proliferation. Pigment Cell Res. 14, 32-39. 

  24. Suzuki, Y., M. Yuzurihara, T. Hibino, S. Yano, and Y. Kase. 2009. Aqueous extract of Asiasari radix inhibits formalin-induced hyperalgesia NMDA receptors. J. Ethnopharmacol. 123, 128-133. 

  25. Xu, W., L. Gong, M. M. Haddad, O. Bischof, J. Campisi, E. T. Yeh, and E. E. Medrano. 2000. Regulation of Microphthalmia-associated transcription factor MITF protein levels by association with the ubiquitin-conjugation enzyme hUBC9. Exp. Cell Res. 255, 135-143. 

  26. Yokoyama, K., H. Suzki, K. Yasumoto, Y. Tomita, and S. Shibahara. 1994. Molecular cloning and functional analysis of a cDNA coding for human DOPAchrome tautomerase/tyrosinase-related protein-2. Biochem. Biophys. Acta. 1217, 317-321. 

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