Objectives : The purpose of this study was to research the whitening effects and developing by cosmetics of the extract fromDioscoreae Rhizoma, which is one of the most popular health-promoting herb in herbal medications.Methods : We performed tyrosinase inhibition assay, reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) and western blot for whitening effects. Also we measured MTT assay for cell viability.Results : The results were obtained as follows : For whitening effect, tyrosinase inhibition rate of extract fromDioscoreae Rhizomashowed more than 42.28% at 1,000 ㎍/㎖ concentration. Cell toxicity effect on melanoma cells (B16F10) of extract fromDioscoreae Rhizomashowed 81.97% with toxicity at 50 ㎍/㎖ concentration. So we were measured at a concentrations of 5, 10 and 50 ㎍/㎖ in all experiments involving cell. In addition, whitening related mRNAs including microphthalmia associated transcription factor (MITF), tyrosinase related protein-1 (TRP-1), tyrosinase related protein-2 (TRP-2), tyrosinase were reduced byDioscoreae Rhizoma. We also foundDioscoreae Rhizomatransiently decreased protein kinase A (PKA) which is known to be upstream to the down regulation of MITF and tyrosinase. But phosphorylation of extracellular signal related kinase (pERK) were increased byDioscoreae Rhizoma. These results imply thatDioscoreae Rhizomadecrease melanogenesis via ERK activation and subsequent down regulation of MITF and tyrosinase.Conclusions : Therefore, all these findings suggested the potent usage ofDioscoreae Rhizomaas materials of functional cosmetics by confirming whitening activity related with melanin content.
Codium fragile (Suringar) Hariot, a green alga of the Codiales family, has been reported to have several bioactive properties, including antioxidant and anti-inflammatory properties. However, its antiobesity and whitening effects and their underlying mechanisms are unclear. This study aimed to evaluate the antiobesity and melanogenesis inhibitory effects of C. fragile using methanol extracts of C. fragile (MECF). The results of this study revealed that MECF inhibited the accumulation of lipid droplets and triacylglycerol in differentiated 3T3-L1 adipocytes, which was associated with the inhibition of the expression of adipogenesis-related transcription factors, such as peroxisome proliferator-activated receptor γ, CCAAT/enhancer-binding protein-α (C/EBPα), and C/EBPβ, which function as the key regulators of adipogenesis. Also, MECF reduced tyrosinase activity and melanin content in B16F10 cells as well as the expression of tyrosinase, tyrosinase-related protein-1 (TRP-1), TRP-2, and microphthalmia-related transcription factor in the presence of α-melanocyte-stimulating hormone. Taken together, our findings suggest that the extract of C. fragile could be considered a promising functional ingredient for the prevention and treatment of obesity and skin pigmentation in the food and cosmetic industry.
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.
Lee, Ji Eun;Park, Jong Il;Myung, Cheol Hwan;Hwang, Jae Sung
Journal of Ginseng Research
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제41권3호
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pp.268-276
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2017
Background: UV-B-exposed keratinocytes secrete various paracrine factors. Among these factors, basic fibroblast growth factor (bFGF) stimulates the proliferation of melanocytes. Ginsenosides, the major active compounds of ginseng, are known to have broad pharmacological effects. In this study, we examined the antiproliferative effects of ginsenosides on bFGF-induced melanocyte proliferation. Methods: We investigated the inhibitory effects of Korean Red Ginseng and ginsenosides from Panax ginseng on bFGF-induced proliferation of melan-a melanocytes. Results: When melan-a melanocytes were treated with UV-B-irradiated SP-1 keratinocytes media, cell proliferation increased. This increased proliferation of melanocytes decreased with a neutralizing anti-bFGF antibody. To elucidate the effects of ginsenosides on melanocyte proliferation induced by bFGF, we tested 15 types of ginsenoside compounds. Among them, Rh3, Rh1, F1, and CK demonstrated antiproliferative effects on bFGF-induced melanocyte proliferation after 72 h of treatment. bFGF stimulated cell proliferation via extracellular signal-regulated kinase (ERK) activation in various cell types. Western blot analysis found bFGF-induced ERK phosphorylation in melan-a. Treatment with Rh3 inhibited bFGF-induced maximum ERK phosphorylation and F1-delayed maximum ERK phosphorylation, whereas Rh1 and CK had no detectable effects. In addition, cotreatment with Rh3 and F1 significantly suppressed bFGF-induced ERK phosphorylation. Western blot analysis found that bFGF increased microphthalmia-associated transcription factor (MITF) protein levels in melan-a. Treatment with Rh3 or F1 had no detectable effects, whereas cotreatment with Rh3 and F1 inhibited bFGF-induced MITF expression levels more strongly than a single treatment. Conclusion: In summary, we found that ginsenosides Rh3 and F1 have a synergistic antiproliferative effect on bFGF-induced melan-a melanocyte proliferation via the inhibition of ERK-mediated upregulation of MITF.
Synthetic compounds that are used in the clinic to regulate skin hyperpigmentation, such as arbutin, hydroquinone, and kojic acid, are only moderately effective. But, their use is limited by side effects. As part of an effort to overcome the limitations, we developed resveratrol-enriched rice (RR) using genetic engineering technique. Each of resveratrol and rice has been reported to produce anti-melanogenic effects. Therefore, we hypothesized that RR would show more anti-melanogenic effects than those of resveratrol or rice alone. Anti-melanogenic effect of RR was done by using melan-a mouse melanocytes. The depigmenting efficacy was then observed following topical application of the RR to UVB-stimulated hyperpigmented dorsal skin of guinea pigs. Treatment with RR extract resulted a $21.4{\pm}0.7%$ decrease in tyrosinase expression at melan-a cells. Colorimetric analysis showed a significantly lower depigmenting value by day 9 following treatment with RR in UVB-irradiated guinea pigs the dorsal skin (p<0.01), indicating that RR produced a depigmentation effect. By staining with Fontana-Masson stain, we found that the RR-treated group had more effect histopathologically in epidermal melanin production than resveratrol or rice alone-treated group. RR was associated with reduction in the levels of microphthalmia-associated transcription factor (MITF), and downregulation of tyrosinase and tyrosinase-related protein (TRP-2) expression, leading to inhibit epidermal melanin production by western blot analysis. This study suggests that the resveratrol-enriched rice may be a promising candidate in regulating skin pigmentation with UVB exposure.
Although various marine ingredients have been exploited for the development of cosmetic products, no previous study has examined the potential of seaweed extracellular vesicles (EV) in such applications. Our results revealed that EV from Codium fragile and Sargassum fusiforme effectively decreased α-MSH-mediated melanin synthesis in MNT-1 human melanoma cells, associated with downregulation of MITF (microphthalmia-associated transcription factor), tyrosinase and TRP1 (tyrosinase-related proteins 1). The most effective inhibitory concentrations of EV were 250 ㎍/ml for S. fusiforme and 25 ㎍/ml for C. fragile, without affecting the viability of MNT-1 cells. Both EV reduced melanin synthesis in the epidermal basal layer of a three-dimensional model of human epidermis. Moreover, the application of the prototype cream containing C. fragile EV (final 5 ㎍/ml) yielded 1.31% improvement in skin brightness in a clinical trial. Together, these results suggest that EV from C. fragile and S. fusiforme reduce melanin synthesis and may be potential therapeutic and/or supplementary whitening agents.
Purpose: Barely sprout is a well-known oriental herbal medicine with a wide range of health benefits. Recent studies have provided scientific evidence of its therapeutic effects with expanded application. This study investigated anti-melanogenic effect of barley sprout water extract (BSE) in murine melanocyte B16F10. Methods: Various concentrations (0, 50, 125, and $250{\mu}g/mL$) of BSE and arbutin (150 ppm) were applied to B16F10 stimulated with or without alpha-melanocyte stimulating hormone (100 nM) for 72 hours. The whitening potency of BSE was determined altered cellular melanin contents. Activity and expression of tyrosinase and microphthalmia-associated transcription factor (MITF) were also assayed. Results: Experimental results revealed that treatment with BSE reduced cellular melanin production by approximately 40% compared to the control. Molecular findings supported that suppressed activity and expression of tyrosinase and MITF proteins by BSE were associated with declined cellular melanogenesis. Furthermore, anti-melanogenic effect of BSE ($250{\mu}g/mL$) was similar to that of arbutin, a commonly used whitening agent. Lastly, polyphenols including p-coumaric, ferulic, and vanillic acids were identified in BSE using HPLC analyses. They might be potential active ingredients showing such melanogenesis-reducing effect. Conclusion: BSE was evident to possess favorable anti-melanogenic potency in an in vitro model. As a natural food sourced material, BSE could be an effective depigmentation agent with potential application in pharmaceutical and cosmetic industries.
Objectives: As interests in the beauty of skin is growing continuously, more people are focusing on white and clean skin. Melanin is the major factor that determines skin color. The abnormal concentration of melanin causes various skin diseases such as vitiligo, freckles, and melasma. This study investigated the inhibitory effect of Eriobotryae Folium extracts (EF) with phreatic water (PW) on the melanin synthesis. Methods: The effect of EF on melanin synthesis was evaluated by using mouse melanoma cells (B16F10). To define the mechanisms, real-time PCR and western blot were used. We also evaluated the inhibitory effects of EF and PW on melanin synthesis by using HRM-2 melanin-possessing hairless mice. After UVB irradiation, melanin differences between the skin parts that were treated and untreated with EF and PW. Levels of mRNA were measured by real-time quantitative PCR and histological analysis of the dorsal skin was conducted by hematoxylin and eosin staining. Results: EF inhibited various mechanisms of melanogenesis, and the effect was increased when combined with PW. In vitro experiments have shown that EF inhibited the expressions of tyrosinase related protein-1 (TRP-1) mRNA, tyrosinase mRNA, microphthalmia-associated transcription factor (MITF) mRNA and the tyrosinase inhibitory activation, but it stimulated the extracellular regulated kinase (ERK) mRNA expression. In vivo experiments have shown that EF prevented melanogenesis in the mice dorsal skin and inhibited TRP-1 mRNA expression. Also these effects were increased when combined with PW. Conclusions: EF and PW might be a new and effective treatment for whitening and treating pigmentation of skin.
Melanin is a major factor that darkens skin color as one of the defense systems to prevent the harmful effects of UV light. However, darkened skin from the localized or systemic accumulation of melanin is viewed in many cultures as an esthetic problem. Consequentially, searching for anti-melanogenic agents from natural sources is very popular worldwide. Previous screening of fermented rice products, obtained from various rice cultivars fermented with different sources of loog-pang (Thai traditional fermentation starter), revealed that the highest ability to reduce the melanin content in B16F10 melanoma cells was from unpolished black rice fermented with a defined starter mixture of microbes isolated from loog-pang E11. The aim of this study was to investigate the mechanism of the fermented unpolished black rice (FUBR) on the inhibition of melanogenesis in B16F10 melanoma cells. The strongest reduction of cellular melanin content was found in the FUBR sap (FUBRS). The melanin reduction activity was consistent with the significant decrease in the intracellular tyrosinase activity. The FUBRS showed no cytotoxic effect to B16F10 melanoma or Hs68 human fibroblast cell lines. It also significantly reduced the transcript and protein expression levels of tyrosinase, tyrosinase-related protein 1 (TYRP-1), TYRP-2, and microphthalmia-associated transcription factor. Furthermore, it induced a significantly increased level of phosphorylated ERK, p38 and Akt signaling pathways, which likely contributed to the negative regulation of melanogenesis. From these results, a model for the mechanism of FUBRS on melanogenesis inhibition was proposed. Moreover, these results strongly suggested that FUBRS possesses anti-melanogenesis activity with high potential for cosmeceutical application as a skin depigmenting agent.
In this study, we evaluated the whitening activity of prethanol A and water extracts from Abeliophyllum distichum Nakai. The extracts were prepared using 0, 50, 70, and 100% prethanol A at $121^{\circ}C$, 1.2 atm for 15 minutes. To confirm effective extraction, the acteoside content of each extract was analyzed with the HPLC-PDA method. The antioxidant activity was evaluated using DPPH and ABTS scavenging activity assays, and the whitening activity was evaluated based on inhibitory activities on the protein and mRNA expression of tyrosinase, tyrosinase-related protein 1 (TRP-1), tyrosinase-related protein 2 (TRP-2), and microphthalmia-associated transcription factor (MITF) in B16 F10 cells. Each extract showed strong antioxidant and whitening activity. $IC_{50}$ values of antioxidant activity from each extract were in order of 100%, 70%, 50%, and 0%. In addition, whitening activity inhibited the protein and mRNA expression of melanin synthesis factor, following the same pattern as antioxidant activity. In conclusion, water and prethanol A extracts of A. distichum showed effective antioxidant and whitening activity and are thus considered to be valuable materials for whitening cosmetics. The results of this study will also provide basic data for the safe and efficient production of A. distichum as a cosmetic material.
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