• 제목/요약/키워드: human HaCaT keratinocytes

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4-O-Methylhonokiol Protects HaCaT Cells from TGF-β1-Induced Cell Cycle Arrest by Regulating Canonical and Non-Canonical Pathways of TGF-β Signaling

  • Kim, Sang-Cheol;Kang, Jung-Il;Hyun, Jin-Won;Kang, Ji-Hoon;Koh, Young-Sang;Kim, Young-Heui;Kim, Ki-Ho;Ko, Ji-Hee;Yoo, Eun-Sook;Kang, Hee-Kyoung
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제25권4호
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    • pp.417-426
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    • 2017
  • 4-O-methylhonokiol, a neolignan compound from Magnolia Officinalis, has been reported to have various biological activities including hair growth promoting effect. However, although transforming growth factor-${\beta}$ (TGF-${\beta}$) signal pathway has an essential role in the regression induction of hair growth, the effect of 4-O-methylhonokiol on the TGF-${\beta}$ signal pathway has not yet been elucidated. We thus examined the effect of 4-O-methylhonokiol on TGF-${\beta}$-induced canonical and noncanonical pathways in HaCaT human keratinocytes. When HaCaT cells were pretreated with 4-O-methylhonokiol, TGF-${\beta}1$-induced G1/G0 phase arrest and TGF-${\beta}1$-induced p21 expression were decreased. Moreover, 4-O-methylhonokiol inhibited nuclear translocation of Smad2/3, Smad4 and Sp1 in TGF-${\beta}1$-induced canonical pathway. We observed that ERK phosphorylation by TGF-${\beta}1$ was significantly attenuated by treatment with 4-O-methylhonokiol. 4-O-methylhonokiol inhibited TGF-${\beta}1$-induced reactive oxygen species (ROS) production and reduced the increase of NADPH oxidase 4 (NOX4) mRNA level in TGF-${\beta}1$-induced noncanonical pathway. These results indicate that 4-O-methylhonokiol could inhibit TGF-${\beta}1$-induced cell cycle arrest through inhibition of canonical and noncanonical pathways in human keratinocyte HaCaT cell and that 4-O-methylhonokiol might have protective action on TGF-${\beta}1$-induced cell cycle arrest.

Photo-protective and Anti-melanogenic Effect from Phenolic Compound of Olive Leaf (Olea europaea L. var. Kalamata) Extracts on the Immortalized Human Keratinocytes and B16F1 Melanoma Cells

  • Ha, Ju-Yeon;Choi, Hyun-Kyung;Oh, Myoung-Jin;Choi, Hae-Yeon;Park, Chang-Seo;Shin, Han-Seung
    • Food Science and Biotechnology
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    • 제18권5호
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    • pp.1193-1198
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    • 2009
  • Ethylacetate and butanol fractions of leaf extracts (OLE) showed the higher contents of total phenolic compounds than hexane and water fractions. Oleuropein contents were $4.21{\pm}0.57,\;3.92{\pm}0.43,\;0.32{\pm}0.03,\;5.76{\pm}0.32$, and $32.47{\pm}0.25mg$/100g for ethanol extract, and hexane, chloroform, ethyl acetate, and butanol fraction, respectively. Treatment of ultraviolet-B (UVB) irradiated cells with 3 OLEs prepared by using ethylacetate and butanol at concentrations 0.001, 0.005, and 0.01% respectively showed significant recovery of cell viabilities. Treatment of dexametason 1 mM reduced tumor necrotic factor (TNF)-${\alpha}$ secretion by about 40%. UVB irradiated immortalized human keratinocytes (HaCaT) cells were treated with 3 different OLEs at the same concentrations. Ethylacetate fraction showed the strongest inhibition activity with respect of reduction of the elevated (TNF)-${\alpha}$. Cytotoxicity of OLEs on the B16-F1 cells was evaluated through thiazolyl blue tetrazolium bromide (MTT) assay. Ethylacetate fraction has no cytotoxicity in the range of 0.005-0.01%. A slight cytotoxicity was observed at the concentration of 0.1% butanol fraction of OLE that caused 10% decrease in cell viability.

Establishment of Immortalized Primary Human Foreskin Keratinocytes and Their Application to Toxicity Assessment and Three Dimensional Skin Culture Construction

  • Choi, Moonju;Park, Minkyung;Lee, Suhyon;Lee, Jeong Woo;Cho, Min Chul;Noh, Minsoo;Lee, Choongho
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제25권3호
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    • pp.296-307
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    • 2017
  • In spite of frequent usage of primary human foreskin keratinocytes (HFKs) in the study of skin biology, senescence-induced block-age of in vitro proliferation has been a big hurdle for their effective utilization. In order to overcome this passage limitation, we first isolated ten HFK lines from circumcision patients and successfully immortalized four of them via a retroviral transduction of high-risk human papillomavirus (HPV) E6 and E7 oncogenes. We confirmed expression of a keratinocyte marker protein, keratin 14 and two viral oncoproteins in these immortalized HFKs. We also observed their robust responsiveness to various exogenous stimuli, which was evidenced by increased mRNA expression of epithelial differentiation markers and pro-inflammatory genes in response to three reactive chemicals. In addition, their applicability to cytotoxicity assessment turned out to be comparable to that of HaCaT cells. Finally, we confirmed their differentiation capacity by construction of well-stratified three dimensional skin cultures. These newly established immortalized HFKs will be valuable tools not only for generation of in vitro skin disease models but also for prediction of potential toxicities of various cosmetic chemicals.

TNF-α 자극에 활성화된 HaCaT 세포주에서 Yakuchinone-A에 의한 건선 피부염 개선 효과 (Improving effect of psoriasis dermatitis by yakuchinone A in the TNF-α stimulated HaCaT cells)

  • 김민영;황형서
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제63권1호
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    • pp.95-101
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    • 2020
  • 건선(psoriasis)은 인체 피부조직 중 표피의 과증식 및 다양한 크기의 홍반, 인설 등이 동반되는 난치성 자가면역 피부질환이다. 건선 피부염 발병 기작은 명확히 규명되지 않았으나 각질 형성세포의 과분화 과정에 관여하는 염증성 cytokine과 Th17 세포를 포함한 면역세포를 염증부위로 유인하는 chemokine (C-C motif) ligand 20 (CCL20)이 발병과정에 관여하는 것으로 알려진다. 따라서 건선치료에 효과적인 천연 소재를 발굴하기 위해 예로부터 항염증 활성이 알려진 익지인(Alpiniaoxyphylla Miquel)의 유효성분인 yakuchinone-A의 건선 피부염 개선효과를 연구하였다. 먼저 CCK-8 assay 통해 human keratinocyte (HaCaT) 세포에 tumor necrosis factor-alpha (TNF-α)와 yakuchinone-A를 동시 처리하여 세포독성을 관찰한 결과, yakuchinone-A는 10 ㎍/mL까지 세포독성이 관찰되지 않았다. TNF-α를 HaCaT 세포에 처리하여 염증을 유발한 후 yakuchinone-A를 농도별로 처리한 결과 IL-6, IL-8, TNF-α 등 건선 피부염 유발 cytokine의 mRNA 발현이 각각 61.4±7.5, 23.6±1.5, 46.0±4.8% 수준으로 감소하였고, Th17 세포를 유인하는 chemokine인 CCL20 또한 yakuchinone-A에 의해 유의적으로 억제되었다. 또한 CCL20 발현에 관여하는 NF-κB/IκB pathway에서 IκB 인산화 및 STAT3 인산화가 yakuchinone-A에 의해 79.1±5.0, 80.8±2.3% 수준만큼 농도 의존적으로 억제되었다. 마지막으로 Th17 세포에 의해 분비되는 IL-17A에 의해 활성화된 HaCaT 세포에 yakuchinone-A를 처리한 결과, CCL20 mRNA발현이 농도의존적으로 감소하였다. 이러한 결과들을 토대로 yakuchinone-A는 건선 피부염 개선 활성을 가지며, 향후 새로운 건선 피부염 개선 소재로 개발될 수 있을 것으로 기대된다.

피부각질형성세포에서 표고버섯 물 추출물의 피부노화 억제 효과 (UV-induced Photodamage - attenuating Properties of Water Extract from Lentinuls edodes)

  • 이정임;오정환;박소영;김혜란;정경임;전병진;김동민;공창숙
    • 생명과학회지
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    • 제30권10호
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    • pp.877-885
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    • 2020
  • 표고버섯에는 다양한 효능성분들이 존재하며 특히, β-glucan과 polyphenol 성분들은 항산화, 광노화, 주름개선 등의 피부개선 효능이 알려져 있다. 본 연구에서는 표고버섯 물 추출물에서 polyphenol과 β-glucan 함량을 확인하였으며 이러한 연구결과를 바탕으로 피부노화 억제효능을 조사하였다. Scratch wound healing assay를 통해 표고버섯 물 추출물 처리시 자외선 조사에 의해 손상된 HaCaT cell의 증식 유도 효과를 확인하였다. 또한 세포 내 생성된 ROS를 효과적으로 소거함으로써 세포 내 과도한 산화 스트레스를 줄여 다양한 염증성 사이토카인의 유발을 억제하고 피부노화 인자의 발현을 억제하는 것으로 생각된다. 세포 외 기질과 단백질을 분해하는 MMPs의 발현양상을 확인한 결과 표고버섯 물추출물은 MMP-1과 MMP-9의 발현을 억제하였으며, type I collagen의 생합성을 증가시켰다. 이를 통해 표고버섯 물 추출물은 세포를 활성화시켜 세포의 이동 및 증식을 유도함으로써 피부를 재생 및 collagen 합성을 촉진하고 collagen 분해 인자를 억제시킴으로써 피부의 주름억제 활성에 효능을 가지는 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구를 통해 표고버섯 물 추출물은 화장품 분야에서 피부 노화 예방 및 개선소재로서의 개발 가능성을 확인하였다.

Korean Red Ginseng improves atopic dermatitis-like skin lesions by suppressing expression of proinflammatory cytokines and chemokines in vivo and in vitro

  • Kee, Ji-Ye;Jeon, Yong-Deok;Kim, Dae-Seung;Han, Yo-Han;Park, Jinbong;Youn, Dong-Hyun;Kim, Su-Jin;Ahn, Kwang Seok;Um, Jae-Young;Hong, Seung-Heon
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제41권2호
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    • pp.134-143
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    • 2017
  • Background: The prevalence of allergic inflammatory diseases such as atopic dermatitis (AD), asthma, and allergic rhinitis worldwide has increased and complete recovery is difficult. Korean Red Ginseng, which is the heat-processed root of Panax ginseng Meyer, is widely and frequently used as a traditional medicine in East Asia. In this study, we investigated whether Korean Red Ginseng water extract (RGE) regulates the expression of proinflammatory cytokines and chemokines via the mitogen-activated protein kinases (MAPKs)/nuclear factor kappa B ($NF-{\kappa}B$) pathway in allergic inflammation. Methods: Compound 48/80-induced anaphylactic shock and 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene (DNFB)-induced AD-like skin lesion mice models were used to investigate the antiallergic effects of RGE. Human keratinocytes (HaCaT cells) and human mast cells (HMC-1) were also used to clarify the effects of RGE on the expression of proinflammatory cytokines and chemokines. Results: Anaphylactic shock and DNFB-induced AD-like skin lesions were attenuated by RGE administration through reduction of serum immunoglobulin E (IgE) and interleukin (IL)-6 levels in mouse models. RGE also reduced the production of proinflammatory cytokines including $IL-1{\beta}$, IL-6, and IL-8, and expression of chemokines such as IL-8, thymus and activation-regulated chemokine (TARC), and macrophage-derived chemokine (MDC) in HaCaT cells. Additionally, RGE decreased the release of tumor necrosis $factor-{\alpha}$ ($TNF-{\alpha}$), $IL-1{\beta}$, IL-6, and IL-8 as well as expressions of chemokines including macro-phage inflammatory protein $(MIP)-1{\alpha}$, $MIP-1{\beta}$, regulated on activation, normal T cell expressed and secreted (RANTES), monocyte chemoattractant protein (MCP)-1, and IL-8 in HMC-1 cells. Furthermore, our data demonstrated that these inhibitory effects occurred through blockage of the MAPK and $NF-{\kappa}B$ pathway. Conclusion: RGE may be a useful therapeutic agent for the treatment of allergic inflammatory diseases such as AD-like dermatitis.

각질세포에서 자외선B가 유도한 세포 사멸, 산화적 스트레스 및 matrix metalloproteinase 1 발현에 대한 죽여추출물의 영향 (Effects of Bambusae Caulis in Taeniam Extract on the UVB-induced Cell Death, Oxidative Stress and Matrix Metalloproteinase 1 Expression in Keratinocytes)

  • 석진경;곽준엽;서형호;서화진;부용출
    • 대한화장품학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.9-20
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    • 2015
  • 자외선은 피부 광노화의 주요 요인이며, 효과적인 자외선 차단제가 피부의 건강과 아름다움을 위해 필요하다. 본 연구는 세포 실험을 통하여 자외선에 의해 유도된 세포 사멸, 산화적 스트레스, matrix metalloproteinase 1 발현에 미치는 죽여추출물의 영향을 알아보고자 수행하였다. HaCaT 인간 각질세포를 여러 농도의 죽여추출물 유무 조건에서 자외선을 조사하고 세포의 생존율과 생화학적 과정들의 변화를 분석하였다. 죽여추출물은 자외선을 조사한 세포의 생존율을 증진시켰고, procaspase 3가 활성화 형태로 절단되고, Bax/Bcl-2 비율이 증가하는 세포 자살 과정을 완화시켰다. 죽여추출물은 자외선에 노출된 세포에서 활성산소의 발생과 지질 과산화도 감소시켰다. 또한 죽여추출물은 자외선에 의해 자극된 matrix metalloproteinase 1의 발현과 c-Jun N-terminal kinase의 인산화를 억제하였다. 본 연구는 죽여추출물이 자외선에 의한 세포 사멸, 산화적 스트레스, 그리고 matrix metalloproteinase 1 발현을 억제함을 보여 주었으며, 이 추출물이 피부 광노화의 일부 현상을 억제하는 화장품 원료로 유용함을 시사하였다.

인체 피부 세포주 (HaCaT)에서 Kaempferol, Quercetin의 Hyaluronan 합성 촉진 효과에 대한 연구 (The Effect of Kaempferol, guercetin on Hyaluronan-Synthesis Stimulation in Human Keratinocytes (HaCaT))

  • 김승훈;남개원;강병영;이해광;문성준;장이섭
    • 대한화장품학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.97-102
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    • 2005
  • 수분 보유력이 우수한 hyaluronan (HA)은 피부 보습에 관여하는 여러 물질들 중 하나로 피부의 extracellular matrix를 구성하는 주요 성분 중 하나이다. Glycosaminoglycans (GAGs)의 구성 성분의 하나로 과거에는 진피에서 유래하는 것으로 알려져 왔으나 최근 연구들을 통해 표피에서 합성되는 것이 확인되었다. Polyphenolic compound의 일종인 kaempferol과 quercetin은 채소류 같은 식물성 음식에 많이 존재하는 것으로 알려져 있으며, kaempferol은 인체 표피세포에서 glutathione 합성을 증가시키고 quercetin은 lipoxygenase inhibitor로 PPAR (peroxisome proliferator activated receptor) - mediated 표피세포 분화를 억제하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서 우리는 표피 세포주에서 이들 flavonoids -kaempferol, quercetin -의 HA 합성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 물질 처리에 따른 HA 합성 효소인 hyaluronan synthase 1, 2, 3 (HAS1, 2, 3) 유전자 발현의 변화를 semi-quantitative RT-PCR을 통해 살펴보았다. 이들 flavonoid들에 의해 24 h 후 HAS2, 3 mRNA 발현이 증가되는 것을 발견하였다. 또한 HA 합성량의 변화를 알아보기 위해 ELISA를 수행하였다. 24 h 물질 처리 후 배지를 수거하여 HA 합성량을 살펴본 결과 이들 물질에 의해 합성이 유의하게 증가함을 알 수 있었다. 비록 합성 촉진에서의 효과가 retinoic acid에는 못 미치지만 kaempferol과 quercetin은 표피 세포주에서 농도 의존적으로 HA 합성을 증가시켰다. 위의 결과를 통해 flavonoid류인 kaempferol과 quercetin이 피부에서 HA 생산을 촉진시킴을 알 수 있었고 이를 통해 피부 보습과 잔주름 개선에 효과를 볼 수 있을 것으로 생각된다.

황기의 자외선에 의한 세포 손상을 막는 보호 효과 (The Protective Effects of Astragali Radix Against UV Induced Cellular Damage in Human Keratinocytes)

  • 이진영;박혜윤;염명훈;김덕희;김한곤
    • 생약학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.300-304
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    • 2008
  • The root of Astragalus membranaceus Bunge (Leguminosae) has been used in the Korean oriental medicine for strengthening the vital energy. UV irradiation has been suggested as a major cause of photo aging in skin. In order to investigate protective effects against UV induced cellular damage, Astragali Radix was extracted with 70% ethanol and dissolved in DMSO. The protective effect was detected by MTT assay, LDH assay, and Comet assay in immortalized human keratinocyte cell line, HaCaT cell system after UV irradiation. Astragli Radix 70% EtOH extract reduced UV induced cellular damage in cell survival, membrane integrity and DNA damage.