[논문]참까막살 에탄올 추출물이 B16F10 흑색종 세포에서의 멜라닌합성에 미치는 영향연구

김향숙; 최영현; 황혜진

doi:10.5352/jls.2019.29.9.972

참까막살 에탄올 추출물이 B16F10 흑색종 세포에서의 멜라닌합성에 미치는 영향연구
Inhibitory Effects of Polyopes affinis Ethanol Extract on Melanogenesis in B16F10 Melanoma Cells 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.29 no.9, 2019년, pp.972 - 976

김향숙 (동의대학교 식품영양학과) , 최영현 (동의대학교 항노화연구소) , 황혜진 (동의대학교 식품영양학과)

초록
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본 연구는 참까막살 에탄올 추출물이 천연 미백 소재로의 가능성을 알아보기 위해 멜라닌 함량, 세포내 tyrosinase 활성 측정 및 Western blotting 실험이 수행되었다. 참까막살 에탄올 추출물의 농도에 따른 MTT assay를 통해 세포 생존율 및 증식에 큰 영향을 미치지 않는 $500{\mu}g/ml$ 농도까지를 실험 조건으로 설정하였다. B16F10 melanoma cell의 melanin 생성에 미치는 영향을 측정한 결과 대조군에 비하여 ${\alpha}-MSH$만 처리한 경우 뚜렷하게 증가하였고, 참까막살 에탄올 추출물을 100, 300, $500{\mu}g/ml$의 농도로 각각 처리한 결과 ${\alpha}-MSH$만을 처리한 것에 비해 25%, 30%, 35%로 농도 의존적으로 감소하였다. Tyrosinase 활성도 100, 300, $500{\mu}g/ml$의 농도로 처리한 결과 ${\alpha}-MSH$만을 처리한 것에 비해 6%, 12%, 21%로 감소하였다. 참까막살 에탄올 추출물의 멜라닌 합성 관련 단백질 발현에 대한 영향을 확인하기 위하여 Western blot으로 미백관련 전사인자인 MITF, TRP-1, TRP-2, Tyrosinase 발현을 조사하였다. ${\alpha}-MSH$을 단독 처리한 경우에 각 단백질의 발현이 현저하게 증가하는 것을 확인 할 수 있었고 반면 참까막살 에탄올 추출물을 처리한 경우 농도 의존적으로 감소하는 것으로 나타났으며 특히 $500{\mu}g/ml$의 농도에서 매우 효과적으로 억제되었다. 본 연구 결과 참까막살 에탄올 추출물은 멜라닌 생합성에 관련된 유전자인 MITF, TRP-1, TRP-2, Tyrosinase의 발현을 억제하는 것으로 나타나, 향후 기능성 화장품 개발에 있어 효과적인 미백 기능성 해양 소재로 활용될 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Polyopes affinis is a kind of red algae found in the South coast and near Jeju Island of Korea. The purpose of this study was to investigate the effects of Polyopes affinis ethanol extract (PAEE) on melanogenesis in ${\alpha}-MSH$ stimulated B16F10 melanoma cells. Melanoma cells were cultured for 72 hr treated with PAEE. Total melanin content and the activity of tyrosinase, a key enzyme in melanogenesis, were measured. When the melanin content in B16F10 melanoma cells was tested, PAEE was decreased in a dose-dependent manner: treatment with 100, 300, and $500{\mu}g/ml$ caused 25%, 30%, and 35% reduction, respectively. Treatment of 100, 300, and $500{\mu}g/ml$ of PAEE caused 6%, 12%, and 21% reduction of tyrosinase activities in B16F10 melanoma cells. Also, PAEE suppressed the expression of tyrosinase, tyrosinase-related protein-1, tyrosinase-related protein-2, and melanocyte-inducing transcription factor in B16F10 melanoma cells. A concentration of $500{\mu}g/ml$ of PAEE showed a greater decrease in tyrosinase activity, melanin content, and melanogenic enzyme protein expression. These results indicate that PAEE inhibits melanin synthesis and tyrosinase activity, and Polyopes affinis ethanol extract could be used as a functional whitening agent.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Effect of Polyopes affinis ethanol extract on the cell viability in B16F10 melanoma cell by the MTT assay.
그림 Fig. 2. Effect of Polyopes affinis ethanol extract on tyrosinase activity in B16F10 cells.
그림 Fig. 3. Effect of Polyopes affinis ethanol extract on cellular melanin synthesis in B16F10 cells.
그림 Fig. 4. Western blot analysis of the expression of MITF, TRP-1,TRP-2, Tyrosinase in B16F10 melanoma cells.

AI 본문요약
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제안 방법

참까막살에 대한 연구는 알레르기성 천식 억제[14], 아토피성 알레르기 반응 조절 효과[16], 항염증 효과[11, 13], 항산화 활성[7], 각질형성세포에 대한 광보호 효과[10]에 대해 보고되어 있다. 따라서 본 연구에서는 참까막살 추출물의 생리활성물질이 미백 기능성 소재로의 활용 가능성을 검토하기 위해 α-MSH 자극에 의해 유도된 tyrosinase 활성과 멜라닌 생성 및 멜라닌 합성 관련 단백질에 대한 영향을 확인하기 위하여 western blot으로 미백관련 전사인자인 MITF, TRP-1, TRP-2, Tyrosinase 발현을 조사하였다.
Tyrosinase는 피부 내 멜라닌 생성에 매우 중요한 역할을 하는데, tyrosine에서 L-DOPA (L-3,4-dihydroxyl-Phenylalanine), L-DOPA에서 dopaquinone으로 전환되는 일련의 과정에서 촉매작용을 통해 멜라닌 합성의 초기단계에 관여한다[18]. 멜라닌 합성 과정에서 핵심 역할을 하는 효소인 tyrosinase의 저해 활성을 알아보기 위해 참까막살 에탄올 추출물을 농도별로 처리한 후 tyrosinase의 활성을 측정하였다. 참까막살 에탄올 추출물을 100, 300, 500 μg/ml의 농도별로 각각 처리한 결과 α-MSH만 처리한 것에 비해 6%, 12%, 21%로 농도 의존적으로 감소하는 효과를 보였다(Fig.
참까막살 에탄올 추출물이 α-MSH 자극에 의해 유도된 tyrosinase 활성과 멜라닌 생성을 억제 시키는 것을 확인한 후 멜라닌 합성 관련 단백질 발현에 대해 영향을 확인하기 위하여 미백관련 전사인자인 MITF, TRP-1, TRP-2, Tyrosinase 발 현을 Western blot으로 분석하였다. Melanin 형성의 조절인자로 잘 알려진 microphthalmia-associated transcription factor (MITF)는 tyrosinase 및 TRPs의 M-box sequences에 결합하여 멜라닌 형성에 관여하는 효소들의 발현을 조절하는 것으로 잘 알려져 있다[17].

대상 데이터

본 연구에 사용된 참까막살 에탄올 추출물(Polyopes affinis ethanol extracts, PAEE)은 제주 유용생물자원추출물은행(Jeju Bio-Resource Extract Bank, Jeju, Korea)에서 구입하여 이용하였다.
한국 세포주은행에서 B16F10 mouse melanoma cell을 분양 받아 10% FBS (fetal bovine serum, WELGENE, Daegu, Korea)와 1% penicillin-streptomycin (Gibco BRL)이 첨가된 DMEM (WELGENE, Daegu, Korea)을 사용하여 37℃, 5% CO₂ 조건 하에서 배양하였다. 세포수의 증식에 따른 과밀도 현상을 해소하기 위하여 배양한 B16F10 세포를 trypsin (Hyclone, Utah, USA)을 이용하여 적정수의 세포를 유지하였다.

데이터처리

)로 나타냈다. 각 실험군의 분석 항목별 통계의 유의성은 Duncan's multiple range test 를 이용하여 p<0.05 수준에서 검증하였다.
모든 실험 결과는 Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) 통계 프로그램을 이용하여 평균(mean)±표준편차 (S.D.)로 나타냈다. 각 실험군의 분석 항목별 통계의 유의성은 Duncan's multiple range test 를 이용하여 p<0.

성능/효과

Fig. 4에 나타난 결과를 보면, B16F10 melanoma cell에 α-MSH을 단독 처리한 경우 각 단백질의 발현이 현저하게 증가하는 것을 확인 할 수 있었고, 참까막살 에탄올 추출물을 처리한 경우 멜라닌 생합성에 관여하는 효소인 MITF, tyrosinase와 TRP-1 발현이 농도 의존적으로 감소하였다. 특히 500 μg/ml의 농도에서는 매우 뚜렷하게 억제되는 것을 확인하였다.
멜라닌 생성은 대조군에 비하여 α- MSH만 처리한 경우 뚜렷하게 증가하였고, 참까막살 에탄올 추출물을 100, 300, 500 μg/ml의 농도로 각각 처리한 결과 α- MSH만을 처리한 것에 비해 25%, 30%, 35%로 농도 의존적으 로 감소하였다. 따라서 참까막살 에탄올 추출물은 α-MSH에 의해 유도된 멜라닌 생성 억제효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 3).
MTT assay 결과를 참고하여 멜라닌 생성량 측정 실험과 동일한 농도 범위에서 실험을 진행하였다. 멜라닌 생성은 대조군에 비하여 α- MSH만 처리한 경우 뚜렷하게 증가하였고, 참까막살 에탄올 추출물을 100, 300, 500 μg/ml의 농도로 각각 처리한 결과 α- MSH만을 처리한 것에 비해 25%, 30%, 35%로 농도 의존적으 로 감소하였다. 따라서 참까막살 에탄올 추출물은 α-MSH에 의해 유도된 멜라닌 생성 억제효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다(Fig.
멜라닌 합성 과정에서 핵심 역할을 하는 효소인 tyrosinase의 저해 활성을 알아보기 위해 참까막살 에탄올 추출물을 농도별로 처리한 후 tyrosinase의 활성을 측정하였다. 참까막살 에탄올 추출물을 100, 300, 500 μg/ml의 농도별로 각각 처리한 결과 α-MSH만 처리한 것에 비해 6%, 12%, 21%로 농도 의존적으로 감소하는 효과를 보였다(Fig. 2).
참까막살 에탄올 추출물이 melanoma cell 생존율에 미치는 영향을 알아보기 위하여 세포독성을 측정한 결과 100 μg/ml~ 500 μg/ml의 농도에서 80% 이상의 생존율을 보였다. 따라서 생존율 및 증식에 큰 영향을 미치지 않는다고 판단하여 500 μg/ml 농도까지를 실험 조건으로 설정하였다(Fig.

후속연구

특히 500 μg/ml의 농도에서는 매우 뚜렷하게 억제되는 것을 확인하였다. 본 실험결과 참까 막살 에탄올 추출물은 MITF, tyrosinase와 TRP-1과 TRP-2에 의한 멜라닌 생성을 일으키는 단백질의 발현을 억제하여 멜라닌 합성을 억제함을 확인하였고 향후 기능성 미백 화장품 소재로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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