Kang, Jung-Il;Seo, Min Jeong;Choi, Youn Kyung;Shin, Su Young;Hwang, Yong;Goh, Jae duk;Yoo, Eun-Sook;Kim, Sang-Cheol;Kang, Hee-Kyoung
Korean Journal of Pharmacognosy
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v.52
no.1
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pp.34-40
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2021
Proliferation and maintain of dermal papilla during progression of hair-cycle are crucial to the duration of anagen and regulated by diverse signaling pathway such as PI3K/Akt/Wnt/β-catenin pathway. In this study, we investigated the effects and mechanisms of Viola verecunda on dermal papilla cells. Treatment of dermal papilla cells with whole plant extract of V. verecunda resulted in cell proliferation, which was accompanied by up-regulation of cyclin D1, phospho (ser780)-pRB and cdc2 p34, and down-regulation of p27kip1. V. verecunda extract also promoted the levels of phospho (ser473)-Akt and phospho (ser780)-pRB in a time-dependent manner. Inhibition of PI3K/Akt by Wortmannin suppressed progression of cell-cycle, thereby attenuated the increases in proliferation of dermal papilla cells by V. verecunda extract. We further investigated Wnt/β-catenin pathway with respect to the effects of V. verecunda extract on the proliferation of dermal papilla cells. Treatment with V. verecunda extract results in up-regulation of Wnt/β-catenin proteins such as phospho (ser9)-GSKβ, phospho (ser552)-β-catenin and phospho (ser675)-β-catenin. In addition, Wortmannin abrogated V. verecunda extract mediated up-regulation of cdc2 p34 and down-regulation of p27kip1. These finding reveal that the proliferative effect of V. verecunda mediated by alteration of cell-cycle via activating PI3K/Akt/Wnt pathway in dermal papilla cells.
Kim, Young Eun;Choi, Hyung Chul;Lee, In-Chul;Yuk, Dong Yeon;Lee, Hyosung;Choi, Bu Young
Biomolecules & Therapeutics
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v.24
no.6
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pp.572-580
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2016
3-Deoxysappanchalcone (3-DSC) has been reported to possess anti-allergic, antiviral, anti-inflammatory and antioxidant activities. In the present study, we investigated the effects of 3-DSC on the proliferation of human hair follicle dermal papilla cells (HDPCs) and mouse hair growth in vivo. A real-time cell analyzer system, luciferase assay, Western blot and real-time polymerase chain reaction (PCR) were employed to measure the biochemical changes occurring in HDPCs in response to 3-DSC treatment. The effect of 3-DSC on hair growth in C57BL/6 mice was also examined. 3-DSC promoted the proliferation of HDPCs, similar to Tofacitinib, an inhibitor of janus-activated kinase (JAK). 3-DSC promoted phosphorylation of ${\beta}$-catenin and transcriptional activation of the T-cell factor. In addition, 3-DSC potentiated interleukin-6 (IL-6)-induced phosphorylation and subsequent transactivation of signal transducer and activator of transcription-3 (STAT3), thereby increasing the expression of cyclin-dependent kinase-4 (Cdk4), fibroblast growth factor (FGF) and vascular endothelial growth factor (VEGF). On the contrary, 3-DSC attenuated STAT6 mRNA expression and IL4-induced STAT6 phosphorylation in HDPCs. Finally, we observed that topical application of 3-DSC promoted the anagen phase of hair growth in C57BL/6 mice. 3-DSC stimulates hair growth possibly by inducing proliferation of follicular dermal papilla cells via modulation of $WNT/{\beta}$-catenin and STAT signaling.
In this study, Saussurea Lappa roots were extracted using ethanol and n-hexane, and also the effects on proliferation of human hair dermal papilla cells and fibroblast and related signaling pathway were evaluated. 3-[4, 5-dimethylthiazol-2-yl]-2, 5 diphenyl tetrazolium bromide (MTT) assay was conducted for cell proliferation effect of Saussurea Lappa root extract, and extracellular signal-related kinase (ERK), serine/threonine protein kinase (Akt), wingless-related integration site (Wnt)/𝛽-catenin signaling pathway, and 5𝛼-reductase expression through western blot analysis were measured. Saussurea Lappa root extract significantly increased human hair dermal papilla cells and propagation of fibroblast, promoted phosphorylation of ERK and Akt that get involved in cell proliferation. Additionally, Saussurea Lappa root extract significantly decreased promotion of Akt phosphorylation and cell proliferation by MEK/ERK inhibitor PD98059 and PI3K/Akt inhibitor LY294002. Also, Saussurea Lappa root extract induced intranuclear 𝛽-catenin accumulation by promoting phosphorylation of 𝛽-catenin (Ser552, 675) through phosphorylation of GSK-3𝛽 (Ser9), and suppressed activation of 5𝛼-reductase type I and II. Overall, Saussurea Lappa root induces cell proliferation through vitalization of ERK and Akt route of human hair dermal papilla cells and fibroblast and apoptosis defense mechanism, and can be helpful in hair loss prevention and hair growth by vitalizing the 𝛽-catenin signaling pathway and inhibiting activation of 5𝛼-reductase, which can be used as a potential hair care products.
This study was conducted to evaluate the effect of Grateloupia elliptica, a seaweed native to Jeju Island, Korea, on the prevention of hair loss. When immortalized rat vibrissa dermal papilla cells were treated with extract of G. elliptica, the proliferation of dermal papilla cells significantly increased. In addition, the G. elliptica extract significantly inhibited the activity of $5{\alpha}$-reductase, which converts testosterone to dihydrotestosterone (DHT), a main cause of androgenetic alopecia. On the other hand, the G. elliptica extract promoted $PGE_2$ production in HaCaT cells in a dose-dependent manner. The G. elliptica extract exhibited particularly high inhibitory effect on LPS-stimulated IL-12, IL-6, and TNF-${\alpha}$ production in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated bone marrow-derived dendritic cells. The G. elliptica extract also showed inhibitory activity against Pityrosporum ovale, a main cause of dandruff. These results suggest that G. elliptica extract has the potential to treat alopecia via the proliferation of dermal papilla, $5{\alpha}$-reductase inhibition, increase of $PGE_2$ production, decrease of LPS-stimulated pro-inflammatory cytokines and inhibitory activity against Pityrosporum ovale.
This study was conducted to evaluate the effects of Padina arborescens and 1-O-myristoyl-2-O-oleoyl-3-O-(α-D-glucopyranosyl)-glycerol(MOGG), its active component, on the prevention of hair loss. The P. arborescens extract and MOGG inhibited the activity of 5α-reductase, which converts testosterone to dihydrotestosterone(DHT), a main cause of androgenetic alopecia. When immortalized rat vibrissa dermal papilla cells were treated with MOGG, the proliferation of dermal papilla cells significantly increased. In addition, we found that the P. arborescens extract and MOGG could open the KATP channel, which may contribute to increase hair growth. Furthermore, MOGG promoted PGE2 production in HaCaT cells. The results suggest that MOGG from the P. arborescens extract has the potential to treat alopecia via 5α-reductase inhibition, the proliferation of dermal papilla, the opening of the KATP channel and/or increase of PGE2 production.
Park, Seol A;Ko, Kyoung Sook;In, Myoung Hee;Mun, Yeun Ja;Woo, Won Hong
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine
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v.31
no.3
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pp.167-172
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2017
In this study, we investigated the effect of Puerariae Radix ethanol extracts (EPR). The effect of the EPR on proliferation of human hair dermal papilla cells(HHDPCs) by MTT assay and observed Expression of mechanisms that regulate cell proliferation extracellular signal-regulated kinase(ERK) and Akt by western blot. The results showed EPR increased the proliferation of HHDPCs and up-regulation phosphorylation of ERK and Akt. ERK and Akt increased by EPR inhibited phosphorylation by PD98059 (ERK inhibitor) and LY294002 (Akt inhibitor), and cell proliferation was also inhibited. These results suggested EPR increases the proliferation of HHDPCs through phosphorylation of ERK and Akt, and therefore is a beneficial effect for the alopecia treatment.
The present study was conducted to evaluate the hair growth-promoting effect of Clitocybin A from mushroom Clitocybe aurantiaca with dermal papilla cells (DPCs), which play important roles in the regulation of hair cycle. Clitocybin A significantly increased the proliferation of immortalized rat vibrissa DPCs. Flow cytometry analysis revealed that Clitocybin A promoted cell-cycle progression through G0/G1 to S phase in immortalized rat vibrissa DPCs. In addition, Clitocybin A increased the level of cell cycle proteins such as cyclin D1, phospho-pRB, and phospho-CDK2. To elucidate the molecular mechanisms of Clitocybin A on the proliferation of DPCs, we examined the activation of wnt/${\beta}$-catenin signaling which is known to regulate hair follicle development, differentiation and hair growth. Clitocybin A activated wnt/${\beta}$-catenin signaling via the increase of phospho(ser552)-${\beta}$-catenin, phospho(ser675)-${\beta}$-catenin and phospho(ser9)-$GSK3{\beta}$. Furthermore, Clitocybin A markedly increased the activation of extracellular signal-regulated kinase (ERK). These results suggest that the Clitocybin A may induce hair growth by proliferation of DPCs via cell-cycle progression as well as the activation of Wnt/${\beta}$-catenin signaling and ERK pathway.
Primary human dermal papilla cells (HDPCs) are often preferred in studies on hair growth and regeneration. However, primary HDPCs are limited by their reduced proliferative capacity, decreased hair induction potential, and extended doubling times at higher passages. To overcome these limitations, pTARGET vectors containing human papillomavirus16 (HPV16) E6/E7 oncogenes were transfected into HDPCs and selected using G-148 to generate immortalized cells here. HPV16 E6/E7 oncogenes were efficiently transfected into primary HDPCs. Immortalized HDPC showed higher proliferative activity than primary HDPC, confirming an increased proliferation rate. Expression of p53 and pRb proteins was downregulated by E6 and E7, respectively. E6/E7 expressing HDPC cells revealed that cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitor p21 expression was decreased, while cell cycle-related genes and proteins (CDK2 and cyclin E) and E2F family genes were upregulated. Immortalized HDPCs maintained their responsiveness to Wnt/β-catenin pathway and hair follicle formation capability, as indicated by their aggregative properties and stemness. E6/E7 immortalized HDPCs may facilitate in vitro hair growth and regeneration studies.
Docosahexaenoic acid (DHA), a principal of mackerel-derived fermented fish oil, increases the proliferation of dermal papilla cells (DPCs) via the upregulation of cell cycle-associated proteins such as cyclin D1 and cdc2 p34, and might promote hair-growth. However, the intracellular mechanisms that underlie the action of DHA in the proliferation of DPCs have not been investigated fully. In this study, we addressed the action mechanisms of DHA to trigger the activation of anagen in DPCs. DHA activated β-catenin signaling by the increased phosphorylation at serine 552 and serine 675 as well as the translocation and accumulation of activated β-catenin into the nucleus. In the other hand, DHA inhibited canonical TGF-β/Smad signaling by the decreased phosphorylation of Smad2/3. Taken together, the results indicate that DHA might stimulate anagen signaling via the activation of Wnt/β-catenin pathway, while the inactivation of canonical TGF-β signaling pathway in DPCs.
Park, Si-Hyang;Lee, Kyong-Dong;Ahn, Ginnae;Park, Hye-Jin;Choi, Kap Seong;Chun, Jiyeon;Shim, Sun-Yup
Microbiology and Biotechnology Letters
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v.49
no.4
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pp.528-533
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2021
The microalga, Tetrathelmis tetrathele, is used in the development of products for the aquaculture, food, and nutraceutical industries. In the present study, we investigated whether the T. tetrathele ethanolic extract (TTE), which has anti-inflammatory properties, can confer protection against alopecia and improve scalp health, influence the proliferation of human keratinocytes, HaCaT cells, and human hair follicle dermal papilla cells (HFDPC), or inhibit 5α-reductase activity. We found that TTE inhibited the production of the inflammatory mediator, nitric oxide (NO), and prostaglandin E2 (PGE2) without cytotoxicity in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. In addition, TTE encouraged the proliferation of HaCaT cells and HFDPC. Our results showed that TTE had anti-inflammatory activities, proliferated HaCaT cells and HFDPC, and inhibited 5α-reductase activity. Therefore, we suggest that T. tetrathele could be a potent therapeutic agent for alopecia prevention and scalp improvement.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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