Protective Effects of Fucoidan against UVB-Induced Oxidative Stress in Human Skin Fibroblasts

Mi Jung Ku(구미정),Myeong Sook Lee(이명숙),Hee Jung Moon(문희정),Yong Hwan Lee(이용환) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.1

자외선 B는 반응성 산소종(reactive oxygen species, ROS)의 발생을 유도하고 세포내 항산화 물질의 저장을 방해한다. 후코이단은 L-fucose와 황 에스터기를 포함하는 다당류로서 갈조류의 주요 성분으로 알려져 있다. 본 연구에서는 인간 피부 섬유아세포인 HS68세포에 자외선을 조사하여 산화 스트레스를 유도한 후 후코이단의 보호효과를 확인하고자 하였다. 후코이단의 전처치로 malondialdehyde (MDA)의 양이 용량-의존적으로 감소하였고, 세포내 glutathiopne도 후코이단 100 ㎍/ml을 투여하였을 때 후코이단을 투여하지 않고 자외선만 조사한 군에 비하여 21.5% 감소하였다. 후코이단을 10, 100 ㎍/ml의 용량으로 투여하였을 경우 자외선 B에 의한 ROS 생성이 자외선만 조사하였을 때 보다 각각 40.1%와 68.4%로 유의하게 감소하였다. 세포노화와 관련된 β-galactosidase의 양성 염색률은 후코이단을 10, 100 ㎍/ml 투여하였을 경우 자외선만 조사하였을 때보다 각각 23.1%, 16.4% 감소하였다. 이러한 결과로 미루어 후코이단은 자외선에 의한 산화 스트레스에 대하여 광보호 효과가 있는 것으로 생각된다. Ultraviolet-B (UVB) radiation induces the formation of reactive oxygen species (ROS) and depletes stores of cellular antioxidants. Fucoidan, polysaccharides containing L-fucose and sulfate ester groups, are constituents of brown algae. In this study, the protective effects of fucoidan on UVB-induced oxidative stress in cultured human skin fibroblast HS68 cells were assessed. Pretreatment with fucoidan significantly reduced malondialdehyde (MDA) content in a dose-dependent manner. With fucoidan pretreatment at a dose of 100 ㎍/ml, the level of intracellular glutathione was increased by 21.5%, compared to UVB irradiation alone. Fucoidan significantly reduced UVB-induced ROS generation by 40.1% and 68.4% at 10 and 100 ㎍/ml, respectively, compared to UVB irradiation alone. The positive staining rates of senescence-associated β-galactosidase were reduced by 23.1% and 16.4% with 10 and 100 ㎍/ml of fucoidan, compared to UVB irradiation alone. Fucoidan may exert a photoprotective effect against UVB radiation-induced oxidative stress.

참가사리 분획물의 항산화·항균효과

정영화(Jung Young-Hwa),정복미(Jung Bok-Mi),강대연(Kang Dae-Yeon),구미정(Ku Mi-Jeong),신미옥(Shin Mi-Ok),배송자(Bae Song-Ja) 韓國營養學會 2006 Journal of Nutrition and Health Vol.39 No.4

Effect of Fucus evanescens Fucoidan on Expression of Matrix Metalloproteinase-1 Promoter, mRNA, Protein and Signal Pathway

Mi Jeong Ku(구미정),Ji Won Jung(정지원),Myeong Sook Lee(이명숙),Byung Kyu Cho(조병규),Soon Rye Lee(이순례),Hye-Sook Lee(이혜숙),Olesya S. Vischuk,Tatyana N. Zvyagintseva,Svetlana P. Ermakova,Yong Hwan Lee(이용환) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.11

Fucoidan은 갈조류의 세포벽에 존재하는 황산화 다당류이다. 본 연구에서는 자외선 B를 인체각질형성세포에 조사하여 matrix metalloproteinase-1 (MMP-1)을 발현 시킨 후 Fucus evanescens fucoidan이 MMP-1 promoter, mRNA, 단백 발현과 mitogen-activated protein kinases (MAPKs)의 인산화에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 자외선 B에 의해 생성된 MMP-1의 promoter activity와 mRNA, 단백 발현은 fucoidan 10 μg/ml와 100 ㎍/ml를 투여하였을 때 fucoidan을 투여하지 않고 자외선만 조사한 군에 비하여 유의하게 억제되었다. 그리고 F. evanescens fucoidan은 extracellular signal regulated kinase (ERK)의 활성은 현저히 억제시켰으나 c-JUN N-terminal kinase (JNK)와 p38의 활성에 미치는 영향은 약하였다. 따라서 이 연구결과들은 F. evanescens fucoidan이 피부 광노화의 예방과 치료에 도움이 될 가능성을 확인할 수 있었다. Fucoidans are sulfated fucosylated polymers from the cell wall of brown algae. We assessed the effects of Fucus evanescens fucoidan on ultraviolet-B (UVB)-induced expression of matrix metalloproteinase-1 (MMP-1) protein, mRNA, and promoter, and the phosphorylation of mitogen-activated protein kinases in vitro using an immortalized human keratinocyte cell line. Pretreatment with 10 and 100 ㎍/ml fucoidan significantly inhibited UVB-induced MMP-1 protein, mRNA and promoter activity, compared to UVB irradiation alone. Extracellular signal regulated kinase activation was markedly inhibited by treatment with fucoidan, though c-JUN N-terminal kinase activity and p38 activation were only marginally affected by fucoidan. F. evanescens fucoidan may be a potential therapeutic agent for the prevention and treatment of skin photoaging.

꽃송이버섯에서 추출한 β-glucan의 tyrosinase 활성과 멜라닌 합성 억제 효능

오철현(Chul Hyun Oh),구미정(Mi Jung Ku),이용환(Yong Hwan Lee) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.11

천연물에서 피부 미백 효능을 가진 화합물을 개발하기 위한 노력이 많이 이루어지고 있다. 꽃송이 버섯(Sparassis crispa)은 β-glucan의 함량이 건조중량의 40% 이상으로서 항암과 면역증강 효과가 있는 것으로 입증되어 약용으로도 인정받고 있다. 이 연구에서는 S. crispa β-glucan의 멜라닌 생합성 및 tyrosinase 활성억제 효능을 확인함으로써 피부 미백제로서의 활용 가능성을 평가하고자 하였다. 외부 자극제인 α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH)와 S. crispa β-glucan (10, 100, 1,000 μg/ml)을 B16F1 melanoma 세포에 투여하여 멜라닌 생성량과 tyrosinase 활성도를 측정하였다. Tyrosinase, tyrosinase related protein-1 (TRP-1), TRP-2, microphthalmia-associated transcription factor (MITF)의 발현정도에 대해서는 western blot으로 분석하였다. S. crispa β-glucan을 10, 100, 1,000 μg/ml의 농도로 투여하였을 때 α-MSH 만 투여군에 비하여 멜라닌 생성이 각각 13.9%, 18.7%, 39.5% 감소하였다. S. crispa β-glucan을 10, 100, 1,000 μg/ml의 농도로 투여하였을 때 β-glucan을 투여하지 않은 α-MSH 유도군에 비하여 tyrosinase 활성도는 각각 15.6%, 26.9%, 43.2% 억제되었다. 또한 tyrosinase와 TRP-1, TRP-2, MITF 단백 발현도 효과적으로 감소시켰다. 본 연구 결과에 따르면 S. crispa β-glucan은 MITF 발현을 억제함으로써 tyrosinase 발현을 감소시켜 멜라닌 생성을 억제시킨 것으로 판단된다. 따라서 S. crispa β-glucan은 미백제로서 유용하게 활용할 수 있을 것으로 생각한다. There are a lot of efforts to develop new compounds having skin whitening effect from natural products. Sparassis crispa is a medicinal mushroom containing more than 40% β-glucan, which exhibits anticancer and immunostimulating effects. The aim of this study was to assess the availability of β-glucan extracted from cauliflower mushroom S. crispa as a skin whitener through the evaluation of inhibitory effects of melanin synthesis and tyrosinase activity and their mechanisms. B16F1 cells were treated with S. crispa β-glucan (10, 100, and 1,000 μg/ml, respectively) and α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH), simultaneously. Content of melanin synthesis and tyrosinase activity were determined. The expressions levels of tyrosinase, tyrosinase related protein-1 (TRP-1), TRP-2 and microphthalmia-associated transcription factor (MITF) were also measured by western blotting. Treatment with 10, 100 and 1,000 μg/ml S. crispa β-glucan and 200 nM α-MSH significantly decreased melanin synthesis by 13.9%, 18.7% and 39.5%, respectively, and tyrosinase activity by 15.6%, 26.9% and 43.2%, respectively, compared to the α-MSH alone group. In addition, S. crispa β-glucan inhibited expressions of tyrosinase, TRP-1, TRP-2 and MITF induced by α-MSH. These results indicated that S. crispa β-glucan inhibited MITF expression, thereby reducing tyrosinase expression and inhibiting melanin production in B16F1 melanoma cells. Therefore, S. crispa β-glucan might be available as a skin whitener.

Fucoidan의 멜라닌 합성과 tyrosinase 활성도 억제 효과

정숙희(Sook Hee Jung),구미정(Mi Jung Ku),문희정(Hee Jung Moon),유병철(Byeng Chul Yu),전만중(Man Joong Jeon),이용환(Yong Hwan Lee) 한국생명과학회 2009 생명과학회지 Vol.19 No.1

미역, 다시마 등 갈조류의 추출물로서 생리활성성분으로 각광 받고 있는 fucoidan이 멜라닌 합성에 미치는 영향을 알아봄으로써 미백제로서의 개발 가능성 여부를 확인하기 위하여 B16F10 melnoma 세포를 이용하여 멜라닌 합성과 tyrosinase 활성도에 대한 실험의 결과 B16F10 melnoma 세포의 멜라닌 생성과 tyrosinase 활성도는 fucoidan의 농도가 증가함에 따라 농도 의존적으로 억제되었다. B16F10 melnoma 세포에 α-MSH를 투여 후 멜라닌 생성과 tyrosinase의 활성도 역시 fucoidan의 농도가 증가할수록 멜라닌 생성과 tyrosinase활성도가 억제되는 경향을 보였다. 또한 DOPA 염색의 결과 fucoidan은 농도 의존적으로 tyrosinase 활성도를 억제하였다. 이상의 결과 해조 추출 다당류인 fucoidan은 B16F10 melanoma 세포의 멜라닌 합성과 tyrosinase 활성도 억제 작용을 나타내므로 미백 활성 물질로서의 가능성을 가지고 있는 것으로 생각된다. Melanogenesis is a physiological process that results in the synthesis of melanin pigments. Tyrosinase is a key enzyme for melanin biosynthesis, and hyperpigmentation disorders are associated with abnormal accumulation of melanin pigments, which can be improved by treatment with depigmenting agents. Among the possible melanin-reducing compounds, tyrosinase inhibitors are most promising for preventing and treating pigmentation disorder and are used as skin-whitening agents in the cosmetic industry. In the present study, the effects of fucoidan on melanogenesis and tyrosinase activity of B16F10 melanoma cells were investigated. Melanin synthesis and tyrosinase activity in B16F10 melanoma cells were decreased in a dose-dependent manner by fucoidan. Melanin production and tyrosinase activity in B16F10 melanoma cells stimulated by α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH) were inhibited by fucoidan with a dose-dependent manner compared to control. Fucoidan inhibited tyrosinase activity of B16F10 melanoma cells with a dose-dependent manner as assessed by 3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA) staining. In conclusion, these findings indicate that fucoidan, which inhibit melanin synthesis and tyrosinase activity, is an effective skin-whitening agent.