Effect of Black Rice (Oryza sativa L. indica) Ethanolic Extract on Tyrosinase Activity and Antioxidant Activity Related to Melanin Production

Hair graying is processed by loss of melanin production caused by the decrease of activity and number of melanocyte and the accumulation of hydrogen peroxide ($H_2O_2$) in the hair follicle with increase of age. The purpose of this study was to investigate the effect the Black oryzasativa ethanolic extract (BLEE) on the melanin production. In this study BLEE at $8{\mu}g/ml$ or more showed a significant 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging activity and reduction power. BLEE at $16{\mu}g/ml$ or more showed promoted tyrosinase activity and melanin production. In addition BLEE scavenged intracellular $H_2O_2$ in 2',7'-dichlorodihydrofluorescein (DCF) fluorescence assay in B16F1 cells. However, Western blot analyses displayed that BLEE decreased the expression level of catalase, but no effect on the expression level of tyrosinase, tyrosinase associated protein-1 (TRP-1), tyrosinase associated protein-2 (TRP-2) and microphthalmia-associated transcription factor (MITF) transcription factor involved in melanogenesis. Thus, the promotive effect of BLEE on melanin production is attributed to the increase of tyrosinase activity and the reduction of intracellular $H_2O_2$ level. In conclusion, BLEE played a key role in in promoting melanin production, which suggests that the BLEE could be applied as a potential functional material in the development of hair care cosmetics related to the promotion of melanin production for the growth of black hair.

흑미의 주정 추출물이 melanin 생성과 관련된 tyrosinase 및 항산화 활성에 미치는 영향

백모 발생은 연령이 증가함에 따라 모낭에 있는 melanocyte 수가 감소됨과 동시에 세포활성이 저하되고 동시에 과산화수소($H_2O_2$)가 축적되어 melanin 합성이 감소되어 진행된다. 본 연구의 목적은 흑미 주정추출물인 Black oryzasativa ethanolic extract (BLEE)가 백모에서 흑모로 전환되는데 관련되어 있는 melanin 합성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 본 연구에서 사용된 BLEE는 DPPH radical scavenging assay 및 환원력 실험에서 $64{\mu}g/ml$에서 항산화 효과가 있는 것으로 나타났으며, tyrosinase 활성 및 melanin 생성 촉진효과는 $16{\mu}g/ml$ 이상에서 효과가 나타났다. DCF fluorescence assay에서 세포내 $H_2O_2$를 소거하는 효과가 있는 것으로 나타났고, $H_2O_2$를 처리한 세포에서 melanin 생성 촉진효과가 있는 것으로 나타났다. 그러나 Western blot 분석에서는 catalase의 발현을 감소시키는 것으로 나타났으며 melanin 생성에 관여하는 tyrosinase, TRP-1, TRP-2, 효소 및 MITF 전사인자의 발현촉진에는 영향이 없는 것으로 나타났다. 그러므로 BLEE의 melanin 생성 촉진효과는 tyrosinase 활성 증가와 세포내 $H_2O_2$의 생성을 감소시켜 melanin 생성을 촉진시키는 것으로 나타났다. 결론적으로 BLEE는 melanin 생성을 촉진시키는데 있어서 중요한 역할을 하고 있는 것으로 확인되었으며, 본 연구에서 개발된 BLEE는 흑모성장과 연관이 있는 melanin생성 촉진과 관련된 모발화장품 개발분야에서 하나의 잠재적인 기능성 소재로 응용 될 수 있다는 것을 시사하고 있다.