Panax Ginseng Calyx Ethanol Extract Part 2의 항멜라닌 생성 및 피부 보호 활성
Mar 27, 2023
3. 결과
3.1. Pg-C-EE의 항멜라닌 생성 효과
우리는 먼저 세포독성을 측정했습니다.Pg-C-EEB16F10 세포에서 400 mg/mL까지 Pg-C-EE 농도에서 세포 독성을 나타내지 않았습니다(그림 1A). 알부틴(1mM)은 티로시나제 활성을 효과적으로 억제하는 것으로 알려져 있기 때문에 항 멜라닌 생성 활성에 대한 양성 대조군으로 사용되었습니다. 멜라닌 분비 및 합성에 대한 Pg-C-EE의 억제 효과를 α-MSHe처리된 B16F10 세포에서 조사하였다. 멜라닌 분비 억제 수준은 Pg-CEE 100mg/mL의 경우 10%,Pg-C-EE200mg/mL, Pg-C-EE 400mg/mL의 경우 36.2%, 알부틴 1mM의 경우 36.7%(그림 1B). 멜라닌 함량 억제 수준은 Pg-C-EE 200mg/mL의 경우 16.5%, Pg-C-EE 400mg/mL의 경우 50.2%, 알부틴 1mM의 경우 49%였습니다(그림 1C). 사진(상단 그래프) 및 그래프는 Pg-C-EE 처리에 의해 용량 의존적으로 멜라닌 분비 및 합성이 억제됨을 보여준다(도 1B, 1C). 멜라닌 생성에 관여하는 효소의 활성을 알아보기 위해 버섯 티로시나제를 사용하였다. 티로시나아제 활성에 대한 Pg-C-EE의 억제 효과는 11.8%(100mg/mL), 13.7%(200mg/mL), 21.9%(400mg/mL)인 반면, 코지산(300mM)은 티로시나아제를 억제했습니다. 활동을 최대 87.9%까지 감소시킵니다(그림 1D). 역전사 중합효소 연쇄반응 분석에서 의 억제 효과Pg-C-EE멜라닌 생성 관련 유전자(MITF, TYRP-1,2, tyrosinase, MLPH, MyoVa, Rab27a)의 발현에 대해 Pg-C-EE는 mRNA 발현에 유의한 억제 효과를 나타내지 않았지만, mRNA TYRP-2, 티로시나제 및 MLPH의 발현은 Pg-C-EE 400mg/mL에서 약간 감소했습니다(그림 1E). Pg-C-EE는 멜라닌 생성과 관련된 유전자의 mRNA 발현에는 영향을 미치지 않았지만, 단백질 발현 수준에서는 상당한 억제 효과를 보였다. 특히 tyrosinase, TRP-1, TRP-2의 단백질 발현은Pg-C-EE치료 (그림 1F). Pg-C-EE는 멜라닌 생성 관련 단백질의 발현을 억제하기 때문에 p38, ERK 및 CREB의 인산화를 서로 다른 시점(48e24h)에서 측정하여 Pg-C-EE가 멜라닌 생성을 조절하는 상위 단백질을 차단하는지 여부를 조사했습니다. .Pg-C-EEα-MSH 조건 하에서 자극된 인산화된 p38, ERK 및 CREB의 용량 의존적으로 감소된 수준(도 1G). p38과 ERK가 멜라닌 생성을 억제한다는 것을 입증하기 위해 SB203580(p38 억제제), SP600125(JNK 억제제) 및 U0126(ERK 억제제)의 존재 하에서 멜라닌 분비 수준과 함량을 조사했습니다. 멜라닌 생성은 Pg-C-EE 처리와 유사하게 SB203580 및 U0126 처리로 억제되었으나 SP{13}} 처리군에서는 억제되지 않았다(도 1H).
관련 연구에 따르면, Cistanche는 "생명을 연장하는 기적의 허브"로 알려진 일반적인 허브입니다. 주성분은 시스타노사이드(cistanoside)로 항산화, 항염증, 면역기능 촉진 등 다양한 효능이 있다. 사이의 메커니즘담배그리고피부 미백cistanche glycosides의 항산화 효과에 있습니다. 인간 피부의 멜라닌은 티로시나제에 의해 촉매되는 티로신의 산화에 의해 생성되며, 산화 반응에는 산소의 참여가 필요하므로 체내의 산소가 없는 라디칼이 멜라닌 생성에 영향을 미치는 중요한 요인이 됩니다.시탕슈항산화제인 시스타노사이드를 함유하고 있어 체내 활성산소 생성을 줄여 멜라닌 생성을 억제할 수 있습니다.
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또한, cistanche는 콜라겐 생성을 촉진하는 기능도 있어 피부의 탄력과 광택을 증가시키고 손상된 피부 세포를 복구하는 데 도움을 줄 수 있습니다.시탕슈페닐에탄올 배당체는 티로시나아제 활성에 상당한 하향 조절 효과가 있으며, 티로시나아제에 대한 효과는 경쟁적이고 가역적인 억제인 것으로 나타났습니다.호분성분시탕슈. 그러므로,담배에서 중요한 역할을 한다피부 미백. 그것은 멜라닌 생성을 억제하여 변색과 칙칙함을 줄일 수 있습니다. 콜라겐 생성을 촉진하여피부 탄력과 윤기 개선. cistanche의 이러한 효과에 대한 광범위한 인식으로 인해 많은피부 미백제품은 소비자 요구를 충족시키기 위해 Cistanche와 같은 허브 성분을 주입하기 시작하여 피부 미백 제품에서 Cistanche의 상업적 가치를 높였습니다. 요약하면, 피부 미백에 있어서 cistanche의 역할은 매우 중요합니다. 항산화 효과와 콜라겐 생성 효과로 칙칙함과 칙칙함을 줄이고 피부 탄력과 윤기를 개선해 미백 효과를 얻을 수 있다. 또한 피부 미백 제품에 Cistanche를 광범위하게 사용하는 것은 상업적 가치에서 그 역할을 과소평가할 수 없음을 보여줍니다.
3.2. UVB 조사에 대한 Pg-C-EE의 피부 보호 활성
HaCaT 세포를 이용한 UVB 조사에 대한 피부 보호 활성을 조사하기 위해,Pg-C-EEMTT assay로 측정하였다. Pg-C-EE는 400 mg/mL 농도까지 HaCaT 세포에서 세포독성을 나타내지 않았다(도 2A). 현미경에 부착된 카메라로 캡처한 세포 이미지는 Pg-C-EE가 UVB 조사된 HaCaT 세포 손상으로부터 보호됨을 보여주었습니다(그림 2B). Pg-C-EE의 UVB 매개 피부 손상 보호 메커니즘을 밝히기 위해 MMP-1, -2, -3 및 -9의 발현 수준을 조건에서 측정했습니다. MMP의 상향 조절을 통해 피부 노화를 증가시키는 것으로 알려진 UVB 조사. UVB 조사된 HaCaT 세포에서 400mg/mL의 Pg-C-EE는 MMP-1, MMP-2, MMP-3 및 MMP-9의 mRNA 발현을 감소시켰습니다. (그림 2C). Pg-C EE는 또한 염증 조절 유전자 COX-2, IL-6 및 IL-8의 발현을 감소시켰다. 100 mJ/cm2의 UVB 조사 후, Pg-C-EE 처리군에서 COX-2 발현이 감소한 반면, Pg-C-EE는 Sirt1 유전자에 영향을 미치지 않았다(도 2D). 30 mJ/cm2의 UVB 조사 후, Pg-C-EE는 피부 세포에서 가장 중요한 염증 유전자인 IL-6 및 IL-8의 유전자 발현을 감소시켰습니다(그림 2E). MMPs, COX-2, IL-6과 같은 UVB 매개 세포 손상에 관여하는 단백질의 조절 기작을 조사하기 위해 MAPK 단백질(p38, JNK, ERK)의 웨스턴 블롯 분석을 수행했습니다. ), 이는 활성제 단백질 1(AP-1) 신호의 업스트림입니다. UVB 유도 조건에서 Pg-C-EE 처리 후 phosphor-p38, phospho-JNK 및 인의 발현이 감소했습니다(그림 2F). 이러한 결과는 MAPK 억제제(SB203580, SP600125 및 U0125)를 사용하여 UVB 조사 조건에서 MMP-1 및 MMP-9의 발현을 조사하여 확인하였다. SP600125 및 U0126은 MMP-1의 발현을 감소시켰고, SB203580은 MMP-9의 발현을 Pg-C-EE 처리와 동일한 정도로 감소시켰다(도 2G).
3.3. 과산화수소에 대한 Pg-C-EE의 피부 보호 활성
여부를 조사하기 위해Pg-C-EEH2O2-로 인한 손상으로부터 보호하고, HaCaT 세포를 Pg C-EE 유무에 관계없이 H2O2로 처리하고 사진을 찍었습니다(그림 3A) 각 조건에서 HaCaT 세포의 수는 무처리 그룹의 경우 202개, 1 mM의 경우 49개였습니다 H2O2, 1mM H2O2 + 100mg/mL Pg-C-EE의 경우 91, 1mM H2O2 + 200mg/mL Pg-C-EE의 경우 115, 1mM H2O2 + 100mg/mL Pg-C-EE의 경우 111 (그림 3A, 오른쪽 패널). 이 데이터는 Pg-C-EE가 H2O2-유도 세포 손상을 억제함을 확인했습니다. 일반적으로 H2O2는 세포에서 ROS 생성에 관여합니다. ROS는 MMP를 통해 피부 노화를 촉진합니다. H2O2- 유도 조건에서 Pg-C-EE로 처리하면 MMP-1, MMP-3, MMP-9 및 heme oxy genase{{46}의 발현 수준이 감소했습니다. } 복용량 의존 방식으로. 핵 인자 2의 발현에는 변화가 없었다(도 3B). Pg-C-EE의 라디칼 소거 활성을 연구하기 위해 아스코르빈산(500mM)을 라디칼 소거 양성 대조군으로 사용하여 DPPH 분석을 수행했습니다. Pg-C-EE의 소거 수준은 3.25%(50mg/mL), 2.87%(100mg/mL), 6.72%(200mg/mL) 및 11.97%(400mg/mL)인 반면, 아스코르빈산은 88.5%의 소거 효과를 보였다(그림 3C). 이전 결과를 명확히 하기 위해 H2O2 처리 조건에서 MMP-3 및 MMP-9의 발현 수준을 MAPK 억제제(SB203580, SP600125 및 U0125)의 존재 하에서 측정했습니다. SB203580, SP600125 및 U0126은 MMP-3의 표현을Pg-C-EE치료. 그러나 MMP-9의 발현은 MAPK 억제제 중 SB203580에 의해서만 억제되었다(도 3D).
3.4. Pg-C-EE가 피부 수분 보유 활성 및 콜라겐 합성에 미치는 영향
피부 수분을 강화하는 천연 보습 인자(NMF)는 HA입니다. HAS는 NMF를 합성하는 유전자로 널리 알려져 있다. NMF 생성과 관련된 유전자, filaggrin (FLG), transglutaminase-1 및 HAS-1, 2, 3의 mRNA 수준은 Pg-C-EE 처리에 의해 변경되지 않았습니다(그림 4A). 그러나 HA를 분해하는 것으로 알려진 hyaluronidase(HYAL)의 발현은 Pg-C-EE에 의해 감소되었다. 특히, HYAL-4은 레티놀(양성 대조군)과 같은 수준으로 유의하게 감소하였다(도 4B). Col1A1(콜라겐, 유형 I, 알파 1)은 Pg-C-EE 치료에 영향을 미치지 않았습니다. 그러나 Col2A1(콜라겐, 유형 II, 알파 1)은 Pg-C-EE의 효과를 증가시키는 경향이 있었습니다(그림 4C).
3.5. Pg-C-EE가 전사 인자 조절에 미치는 영향
멜라닌 생성 및 ROS 유발 세포 손상은 MAPK와 같은 AP-1 신호 단백질과 관련이 있습니다. 앞서 언급한 결과를 뒷받침하기 위해 AP-1-Luc 플라스미드 구조물을 사용하여 루시퍼라제 활성을 측정했습니다. 흥미롭게도, Pg-C-EE는 PMA(100 nM)에 의해 유발된 AP-1 유발 루시퍼라제 활성을 용량 의존적으로 억제했습니다(그림 5A). 멜라닌 생성과 관련된 CREB 신호는 CREB-Luc 플라스미드를 사용하여 분석되었습니다. Pg-C-EE에 의해 포르스콜린에 의해 유발된 CREB 매개 루시페라제 활성이 용량 의존적으로 감소하였다(도 5B). 자극 없이, HEK293 세포를 각각의 루시퍼라제 플라스미드[Nuclear factor-kB(NF-kB) 및 (Col1A1)]로 형질감염시키고 Pg-C-EE로 처리하였다. NF-kB- 및 Col1A1- 매개 루시페라제 활성은 Pg-C-EE의 유무에 따라 차이를 보이지 않았다(도 5C, 5D).
4. 토론
피부세포는 외부 환경요인의 영향을 가장 많이 받는 세포로 전 연령층에서 일생 동안 중요하다. 본 연구는 건강한 상태에서의 피부 세포 보호 및 유지를 알아보기 위해 수행되었다. 외부 자극은 물리적 자극과 화학적 자극으로 나눌 수 있습니다. 물리적 자극 중 자외선 조사는 멜라닌 생성과 주름 형성에 관여하는 것으로 알려져 있다. 주름 형성은 ECM의 분해와 관련이 있으며[23], UV 조사는 ECM을 쉽게 파괴합니다. UV 스펙트럼 중 파장이 280~315nm인 UVB는 표피층까지 침투하는 것으로 알려져 있다. UVB의 투과력은 315e400nm 파장의 UVA 및 100e280nm 파장의 UVC보다 더 효과적이다[24]. UVB는 진피층에 침투하여 ECM을 분해하여 피부의 광노화를 유발합니다. 광노화된 피부층은 콜라겐 합성 억제, 콜라겐 분해, MMP 발현의 상향 조절, DNA 돌연변이, 멜라닌 생성 및 국소 면역 억제를 포함하여 이러한 손상의 다양한 결과를 보여줍니다[25]. UV 조사로 인한 DNA 손상은 티미딘 이합체의 형성을 통해 DNA 단일 가닥 절단을 직접적으로 일으키고 [26] 세포 항산화제 및 항산화 효소(슈퍼옥사이드 디스뮤타제, 카탈라아제)의 고갈을 통해 ROS 생성을 간접적으로 유도합니다 [27]. UV 조사에 따른 MMP의 증가와 일치하여 MMP는 피부 세포에서 콜라게나제, 젤라티나제, 스트로멜리신 및 막형 MMP(mt-MMP)로 기능합니다. MMP는 기능적 차이에 따라 세분할 수 있습니다. 콜라게나아제는 삼중 나선 원섬유 콜라겐을 분해할 수 있으며 MMP-1(간질 콜라게나아제), MMP-8(호중구 콜라게나아제) 및 MMP-13(콜라게나아제 3)를 포함합니다. 젤라티나제는 촉매 도메인에 삽입된 추가 도메인의 존재에 의해 구별되며 MMP- 2(젤라티나제-A) 및 MMP-9(젤라티나제-B)를 포함합니다. MMP-3(stromelysin 1), MMP-10(stromelysin 2) 및 MMP-11(stromelysin 3)을 포함한 스트로멜리신은 세포외 기질 단백질을 절단하는 광범위한 능력을 보여줍니다. 그러나, 이들 효소는 삼중 나선 원섬유 콜라겐을 절단할 수 없습니다. 따라서 MMP 발현의 조절은 광노화와 같은 노화된 세포에서 매우 중요한 요소이다. UV 조사는 세포에서 ROS 생산과 MMP의 발현을 증가시킵니다. 세포에서 ROS의 역할에는 숙주 방어[28], 상처 복구, 혈액 항상성 유지(혈소판 모집), DNA 또는 RNA 손상, 아미노산 산화, 특정 효소의 산화적 불활성화, 노화 촉진[29], 및 암 유도[30e32]. 또한 외인성 ROS는 하이드록실 라디칼, 과산화수소, 슈퍼옥사이드 라디칼 및 궁극적으로 산소로부터 생성될 수 있습니다. 무엇보다 과산화수소는 포유류에서 생화학적 과정에서 수명이 짧은 생성물로 형성되며 세포에 독성이 있습니다. 과산화수소는 자극 및 알레르기 반응을 일으킬 수 있으며 고농도에서는 물집, 발적 및 기타 피부 손상을 유발할 수 있습니다. 세포 독성의 원인은 피부 세포의 산화 스트레스 과정입니다. 산화 스트레스는 노화 과정 외에도 심장병 및 알츠하이머병과 같은 많은 인간 질병과 관련이 있습니다. 세포독성은 과산화물 이온에 의한 단백질, 막 지질 및 DNA의 산화로 인해 발생합니다. 이러한 이유로 피부 세포의 항산화 수준을 유지하는 것이 중요합니다.
UV 조사에 의한 멜라닌 세포 활성화 및 ROS 생성을 통한 멜라닌 생성 유도. UV 조사에 노출되어 멜라닌 생성이 시작되면 피부가 태닝됩니다. 멜라닌은 흡수된 UV 방사선의 약 99.9%를 분산시킬 수 있습니다[33]. 따라서 멜라닌은 자외선 손상에 대한 피부 보호 활동을 합니다. 그러나 멜라닌은 멜라닌 세포의 암인 악성 흑색종의 위험 증가와 관련이 있습니다. 멜라닌의 합성에는 일련의 효소 촉매 화학 반응과 비효소 촉매 반응이 포함됩니다[34e36]. 멜라닌의 주요 전구체는 L-티로시나아제가 L-DOPA로 전환되는 것이며, 이는 티로시나아제 효소에 의해 촉매됩니다[36,37]. 멜라닌 합성에 관여하는 여러 종류의 효소에는 티로시나제 관련 단백질 1(TRP-1 및 TYRP1)과 티로시나제 관련 단백질 2(TRP-2 및 TYRP2)가 포함됩니다. Kegg 경로에 따르면 멜라닌 생성은 복잡한 멜라닌 생성의 가장 중요한 양성 조절자는 리간드인 멜라노코르틴 펩타이드가 있는 MC1 수용체입니다. MC1 수용체는 CREB를 활성화합니다[38,39]. MITF의 증가된 발현과 인산화에 의한 활성화는 티로시나아제(TYR)의 전사를 자극합니다. ), TRP-1, 멜라닌을 생성하는 도파크롬 토토머라제 등이 있다. 피부 미백에 대한 관심이 높아 많은 기업들이 멜라닌 생성을 억제하는 제제를 연구하고 있습니다.
많은 연구에서 고려인삼과 고려홍삼이 유익한 작용을 한다는 사실이 밝혀졌다[43]. 그러나 지금까지 Pg-C-EE의 염증 조절 활성이나 식물화학적 성분에 대해서만 연구되었다. 본 연구에서는 Pg-C-EE가 a-MSHe 유도된 B16F10 세포와 과산화수소 및 UVB로 유도된 HaCaT 세포를 이용하여 멜라닌 생성, 광노화, 산화 스트레스, 수분 보유 및 주름 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 우리는 Pg-C-EE가 알부틴만큼 효과적으로 멜라닌 분비와 멜라닌 합성을 억제하기 때문에 피부 보호제로 사용될 수 있다고 판단했습니다(그림 1B, 1C)[44]. 또한 Pg-C-EEe 처리군에서 멜라닌 생성에 가장 중요한 효소인 버섯 티로시나아제의 활성이 코지산과 같은 정도로 감소함을 확인하였다(도 1D). 그런 다음 멜라닌 생성 관련 유전자의 mRNA 수준을 조사한 결과 Pg-C-EEe 처리군에서 mRNA 수준이 크게 변하지 않았음을 발견했습니다(그림 1E). 따라서 48-h에서 tyrosinase, TRP-1, 2 및 MITF의 단백질 수준을 확인했습니다.Pg-C-EE24-h Pg-C-EE 처리 조건 하에서 처리 조건 및 인산 및 총 p38, ERK 및 CREB. 모든 단백질 수준은 Pg-C-EEe 처리군에서 용량 의존적으로 감소하였다(도 1F, 1G). 따라서 우리는 Pg-C-EE가 B16F10 세포에서 항멜라노겐시스 활성을 갖는다고 확신합니다. 우리 연구에서 Pg-C-EE는 효과적인 항산화 및 항 광노화 활성을 갖는 것으로 밝혀졌습니다. 흥미롭게도, MMP의 mRNA 수준은 UVB- 및 과산화수소 유도 조건 하에서 Pg-C-EEe 처리된 그룹에서 용량 의존적으로 감쇠되었다(도 2C, 3B). UVB 유도 조건에서 Pg-C-EE는 또한 염증성 피부 세포에서 가장 중요한 인자인 IL-6의 발현을 감소시켰습니다(그림 2E). 더욱 놀랍게도 Pg-C-EE는 과산화수소 처리로 인한 세포 사멸을 억제했습니다(그림 3A). DPPH 분석에서 Pg-C-EE는 다른 인삼 추출물과 유사한 항산화 효과를 보였다(그림 3C)[45]. 우리는 UVB 유도 조건에서 HYAL2 및 HYAL4의 mRNA 수준이 Pg-C-EE(400mg/mL)로 처리된 세포에서 약화되었음을 확인했으며(그림 4B), 이는 Pg-C-EE가 피부의 수분 유지를 조절할 수 있음을 나타냅니다. 세포. 놀랍게도 Pg-C-EE가 콜라겐 형성을 도울 수 있다는 사실도 발견했습니다(그림 4C). 우리는 luciferase 시스템을 통해 앞서 언급한 과정을 조절하는 전사 인자를 조사했습니다. NF-kB 및 Col1A1 루시페라아제로의 형질감염 및 Pg-C-EE로의 처리에 의해, NF-kB- 및 Col1A1- 구동 루시페라아제 활성이 Pg-C-EE에 의해 영향을 받는 것을 확인하였다(도 5C). , 5D). 우리는 또한 AP-1가 PMA 유도와 함께 루시페라아제 활성을 매개하고 포스콜린 유도와 함께 CREB 매개 루시퍼라아제 활성을 보였다. 두 루시퍼라제 활성은 Pg-C-EE 처리로 감소되었다(도 5A, 5B). 이러한 결과는 Pg-C-EE가 AP-1와 CREB를 통해 피부 보호 효과가 있음을 보여준다. AP-1 억제제(MAPK 억제제; SB203580, SP600125 및 U0126)[46e48]를 사용하여 여러 실험을 수행하여 그림 1 및 2의 결과를 확인했습니다. 1e3(그림 1H, 2G 및 3D).
요약하면, 우리는Pg-C-EEa-MSHe 유도 B16F10 세포의 항멜라닌 생성 활성, UVB 조사 HaCaT 세포의 항광노화 활성, 과산화수소 유도 HaCaT 세포의 항산화 활성을 통해 피부 보호 효과를 나타냈다. 또한 Pg-C-EE는 AP-1 및 CREB 전사 인자와 이들의 상류 활성화 경로(MAPK 및 CREB)를 억제했습니다. 각 활동에 대한 간략한 요약을 Fig. 6에 나타내었다. 이러한 결과는 Pg-C-EE가 AP-1 및 CREB 신호 단백질의 차단을 통해 피부 개선 성분으로 도움이 될 수 있음을 시사한다.
이해 상충
감사의 말
이 글은 2016년 건국대학교의 지원을 받아 작성되었습니다.
부록 A. 보충 자료
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참조
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