• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권8호
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• pp.1184-1194
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• 2020

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.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권1호
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• pp.148-157
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• 2019

개망초의 항산화능 측정으로 전자공여능을 측정한 결과 농도 의존적으로 활성이 증가하여 $500{\mu}g/ml$에서 82%의 높은 전자공여능을 나타내었다. $ABTS^+$ 라디칼 소거능 측정 결과 농도가 증가함에 따라 활성이 증가하였으며, $500{\mu}g/ml$에서 87% 이상의 활성을 나타내었다. Tyrosinase 저해 활성 측정결과 개망초 에탄올 추출물이 $100{\mu}g/ml$에서 69%의 효과를 나타내었다. 농도가 증가함에 따라 억제활성이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, $100{\mu}g/ml$에서 32.2%의 효과를 나타내었다. 개망초 추출물에 대한 수렴효과를 측정한 결과 농도의존적으로 활성이 증가하였으며, $100{\mu}g/ml$에서 80%이상의 우수한 수렴효과를 확인할 수 있었다. 세포 생존율을 MTT 분석법을 통해 확인한 결과 농도 구간이 $100{\mu}g/ml$ 일 때 96%의 생존율을 보였으며, 따라서 관련 실험을 세포생존율이 100%에 가까운 25, 50, $100{\mu}g/ml$에서 진행하였다. B16F10 세포에 개망초 에탄올 추출물을 처리한 결과 MITF, TRP-2의 단백질 발현양이 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, TRP-1과 tyrosinase 발현양이 크게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 상위 단계 유전자인 ERK와 CREB의 발현양은 미비했으나, 인산화된 ERK와 인산화된 CREB에서 농도가 증가함에 따라 단백질 발현양이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 개망초 에탄올 추출물을 25, 50, $100{\mu}g/ml$의 농도 별로 처리하였으며 MITF, TRP-1, TRP-2, tyrosinase의 mRNA 발현 측정 결과 농도가 증가함에 따라서 mRNA 발현을 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 항산화 및 멜라닌 생합성에 관여하는 그 하위 유전자 및 상위 유전자의 발현을 저해하여 멜라닌 생성을 억제하는 것으로 추측되고 그에 따라 우리나라 전역에서 재배가 가능하고 국화과에 속하는 신귀화식물 개망초를 기능성 천연 미백소재로써 이용 가능성을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권5호
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• pp.705-711
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• 2014

피부미백 소재를 개발하기 위해 멜라닌 함량, 세포내 tyrosinase 활성의 측정 및 Western blotting 실험이 수행되었다. 백합(Lilium Oriental Hybrid 'Siberia') 뿌리의 80% 에탄올 추출물로부터 얻은 에틸아세테이트 분획물(R-EA)은 ${\alpha}$-melanocyte stimulating hormone(${\alpha}$-MSH)에 의해 멜라닌 생성이 유도된 B16/F10 흑색종 세포에서 농도 의존적으로 멜라닌 생성을 저해하였다. 정확하게 세포내 tyrosinase 활성과 멜라닌 함량은 에틸아세데이트 분획물 $100{\mu}g/mL$ 처리 시 ${\alpha}$-MSH 단독 처리군에 비해 각각 45%와 74%의 저해율을 보였다. ${\alpha}$-MSH에 의해 멜라닌 생성이 유도된 B16/F10 흑색종 세포에서 단백질 발현양상을 살펴본 결과 TRP-1이 가장 많이 억제된 양상을 확인할 수 있었고 이 결과는 세포내 tyrosinase 활성저해보다 멜라닌 생성저해가 더 많이 일어난 것과 일맥상통하는 것이다. 이를 종합해 볼 때 p-coumaric acid와 resveratrol 함량이 백합뿌리의 에탄올 추출물에 비해 많이 함유된 에틸아세테이트 분획물은 멜라닌 생성 유도물질에 의해 촉진된 ERK의 활성화를 억제하는 피부미백 소재로서 그 가치가 입증된다고 사료된다.

• 대한화장품학회지
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• 제41권1호
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• pp.21-26
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• 2015

본 연구의 목적은 봄맞이 추출물의 미백 효능을 밝히는 것에 있다. 그 효능을 검증하기 위하여 tyrosinase 활성 및 B16F1 멜라노마 세포를 이용한 멜라닌 생성 양 억제 정도를 조사하였다. 그 결과 봄맞이 추출물은 우수한 tyrosinase 억제 효능을 가지며 특히, 멜라닌 생합성 저해 효과는 $25{\mu}g/mL$ 농도에서 그 생성 억제율이 32%로 나타났고, B16F1 멜라노마 세포에서 농도 의존적으로 멜라닌 생성 양을 억제하는 것을 확인하였다. 세포 내에서의 미백 메커니즘을 밝히기 위해 western blot 방법을 이용하였으며, $25{\mu}g/mL$ 농도의 봄맞이 추출물이 microphthalmia associated transcription factor (MITF), tyrosinase, TRP-1의 발현을 억제함을 확인하였다. 위 결과를 통해, 봄맞이 추출물의 우수한 미백 효능을 확인할 수 있었으며, 향후 미백 화장품 소재로서 개발 가능성이 클 것으로 기대된다. 이 발견을 바탕으로, 봄맞이 추출물의 미백효능에 대한 유전자 수준 또는 추가적인 메커니즘 연구를 통해 기능성 화장품 뿐 아니라, 의약제품, 건강기능식품으로의 활용을 기대한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권1호
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• pp.34-38
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• 2017

본 연구는 바위수염 메탄올 추출물이 천연 미백 소재로의 가능성을 알아보기 위해 멜라닌 함량, 세포 내 tyrosinase 활성 측정 및 단백질 발현 실험이 수행되었다. 바위수염 메탄올 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 멜라닌 생성에 미치는 영향을 측정한 결과 대조군에 비하여 ${\alpha}-MSH$만 처리한 경우 뚜렷하게 증가하였고, 바위수염 메탄올 추출물을 100, 300, $500{\mu}g/mL$의 농도로 각각 처리한 결과 ${\alpha}-MSH$만을 처리한 것과 비교해 27%, 41%, 59%로 농도 의존적으로 감소하였다. Tyrosinase 활성도 마찬가지로 바위수염 메탄올 추출물을 100, 300, $500{\mu}g/mL$의 농도로 각각 처리한 결과 ${\alpha}-MSH$만을 처리한 것과 비교해 18%, 49%, 61%로 농도 의존적으로 감소하는 것으로 나타났다. 바위수염 메탄올 추출물이 멜라닌 합성 관련 단백질 발현에 대한 영향을 확인하기 위하여 western blot으로 미백관련 전사인자인 MITF, TRP-1, TRP-2, tyrosinase 발현을 조사하였다. ${\alpha}-MSH$를 단독 처리한 경우에 각 단백질의 발현이 현저하게 증가하는 것을 확인할 수 있었으나, 바위수염 메탄올 추출물을 처리한 경우 농도 의존적으로 감소하는 것으로 나타났으며, 특히 $500{\mu}g/mL$의 농도에서 매우 효과적으로 억제되었다. 이상의 결과로부터 바위수염 추출물은 멜라닌 생합성에 있어서 상위신호단계에 있는 전사인자 MITF의 활성을 억제한다고 보고, 향후 미백 기능성 화장품 소재로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한본초학회지
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• 제27권4호
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• pp.73-80
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• 2012

Objectives : Under normal condition melanin protects the skin from extracellular stimuli including ultraviolet (UV)-induced oxidative skin damages, but excess production and accumulation of melanin can induce hyperpigmentation causing esthetic problems. Therefore, in this study we tried to search for natural skin whitening materials from marine natural resources. Methods : Water and ethanol extracts of marine natural resources were prepared from Porphyra thalli (PT), Laminariae thallus (LT), Ostreae concha (OC), Sargassum thallus (ST), Undaria thallus (UT), Codium thalli (CT), Enteromorpha thalli (ET), Syngnathoides biaculeatus (SB), and Hippocampus coronatus (Hc). Their effects against UVB and ${\alpha}$-melanocyte stimulating hormone (${\alpha}$-MSH)-induced melanogenesis were investigated based on melanin formation in B16 mouse melanoma cells. The mRNA and protein expression of enzymes involved in the melanogenic process were further examined by reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) and Western blot analysis, respectively. Results : Water extract of Ostreae concha (OCW/E) effectively inhibited UVB and ${\alpha}$-MSH-induced melanin production in B16 melanocytes, which seemed to be mediated by inhibition of mRNA expression of tyrosinase and tyrosinase-related protein 1 (TRP-1). In another experiment, ethanol extracts from Porphyra thalli (PTE/E), Laminariae thallus (LTE/E), Sargassum thallus (STE/E), Undaria thallus (UTE/E), Codium thalli (CTE/E), Syngnathoides biaculeatus (SBE/E), and Hippocampus coronatus (HcE/E) significantly suppressed UVB and ${\alpha}$-MSH-induced melanin formation. Furthermore, ethylacetate fraction isolated form LTE/E (LTE/EEt) decreased UVB and ${\alpha}$-MSH-elevated extracellular melanin levels via inhibition of tyrosinase protein expression. Conclutions : These results suggest that marine natural resources such as Porphyra thalli, Laminariae thallus, Ostreae concha, Sargassum thallus, Undaria thallus, Codium thalli, Syngnathoides biaculeatus and Hippocampus coronatus have anti-melanogenic effects, thereby exhibiting high potentials to be utilized as one of the ingredients for the development of new whitening functional cosmetics.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권2호
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• pp.231-239
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• 2024

Methyl anthranilate (MA) is a botanical fragrance used in food flavoring with unexplored potential in anti-pigment cosmetics. MA dose-dependently reduced melanin content without affecting cell viability, inhibited dendrite elongation and melanosome transfer in the co-culture system of human melanoma cells (MNT-1) and human keratinocyte cell line (HaCaT), and downregulated melanogenic genes, including tyrosinase, tyrosinase-related protein 1 and 2 (TRP-1, TRP-2). Additionally, MA decreased cyclic adenosine monophosphate (cAMP) production and exhibited a significant anti-pigmentary effect in Melanoderm^TM. These results suggest that MA is a promising anti-pigmentary agent for replacing or complementing existing anti-pigmentary cosmetics.

• Toxicological Research
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• 제31권2호
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• pp.165-172
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• 2015

Cornus officinalis is widely distributed in Korea, and its fruit has been used to make as herbal drug for traditional medicine in Korea, Japan, and China because of its tonic, analgesic, and diuretic properties. However, the effects of C. officinalis methanol extract (COME) on melanogenesis remain poorly understood. We evaluated the melanogenic capability of COME in melan-a cells, which are immortalized mouse melanocytes. COME increased melanin synthesis in a dose-dependent manner. Treatment with $12.5{\mu}g/mL$ of COME significantly increased melanin content by 36.1% (p < 0.001) to a level even higher than that (31.6%) of 3-isobutyl-1-methyl-xanthine, a well-known pigmentation agent. COME also upregulated tyrosinase activity and its messenger RNA and protein expression. In addition, COME upregulated the expression of tyrosinase-related proteins 1 and 2 and microphthalmia-associated transcription factor-M messenger RNA expression. These results imply that COME may be appropriate for development as a natural product to treat hair graying.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제19권1호
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• pp.29-34
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• 2015

Fucoidan, a fucose-rich sulfated polysaccharide derived from brown seaweed in the class Phaeophyceae, has been widely studied for its possible health benefits. However, the potential of fucoidan as a possible treatment for hyperpigmentation is not fully understood. This study investigated the effects of fucoidan on melanogenesis and related signaling pathways using Mel-Ab cells. Fucoidan significantly decreased melanin content. While fucoidan treatment decreased tyrosinase activity, it did not do so directly. Western blot analysis indicated that fucoidan downregulated microphthalmia-associated transcription factor and reduced tyrosinase protein expression. Further investigation showed that fucoidan activated the extracellular signal-regulated kinase (ERK) pathway, suggesting a possible mechanism for the inhibition of melanin synthesis. Treatment with PD98059, a specific ERK inhibitor, resulted in the recovery of melanin production. Taken together, these findings suggest that fucoidan inhibits melanogenesis via ERK phosphorylation.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권1호
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• pp.24-31
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• 2021

This study aimed to investigate the melanogenesis inhibitory activity of epicatechin-3-O-gallate (ECG) isolated from Polygonum amphibium L. ECG was isolated from the ethanol extract of P. amphibium L, and its chemical structure was determined using spectroscopic methods such as LC-ESI-MS, 1D-NMR, and UV spectroscopy. ECG inhibited the melanogenesis of B16F10 cells in a dose-dependent manner. Particularly, it decreased the melanin content by 27.4% at 200 µM concentration, compared with the control, in B16F10 cells, without causing cytotoxicity. It is noteworthy that the expression of three key proteins, including tyrosinase, tyrosinase-related protein-1 (TRP-1), TRP-2, and microphthalmia-associated transcription factor (MITF), involved in melanogenesis, is significantly inhibited by ECG. The ECG isolated in this study caused the inhibition of body pigmentation and tyrosinase activity in vivo in the zebrafish model. These results suggest that the ECG isolated from P. amphibium L. is an effective anti-melanogenesis agent.