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갯제비쑥 추출물이 피부 흑색종세포의 멜라닌 생성에 미치는 효과
양지호(Jiho Yang),이현정(Hyunjung Lee),주선용(Xianrong Zhou),전성은(Seongeun Jeon),최미나(Mi-na Choi),오정환(Jung Hwan Oh),카라데니즈 파티(Fatih Karadeniz),서영완(Youngwan Seo),공창숙(Chang-Suk Kong) 한국식품영양과학회 2023 한국식품영양과학회지 Vol.52 No.5
본 연구에서는 국화과(Asteraceae) 쑥속(Artemisia)에 속하는 갯제비쑥(Artemisia littoricola) 용매 추출물 및 분획물 단계에서 미백 기능성을 확인하여 천연물 화장품 첨가물의 개발 가능성을 확인하고자 하였다. 갯제비쑥 추출물에 대한 in vitro tyrosinase를 확인한 결과, 추출물의 농도가 증가함에 따라 tyrosinase 저해 활성이 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인하였다. 또한 L-DOPA oxidation을 측정한 결과, 농도 의존적으로 저해되는 것을 확인하였다. 용매 추출물의 활성을 확인한 후 B16F10 murine melanoma 세포 수준에서의 효과를 확인하였다. 세포의 유출 멜라닌 함량 및 세포 내 멜라닌 함량을 측정한 결과 농도 의존적으로 저해되는 것을 확인하였다. 멜라닌 합성에 주요한 인자들인 MITF, tyrosinase, TRP-1 및 TRP-2의 mRNA 및 단백질의 발현을 확인하기 위해 RT-PCR 및 western blot을 진행했으며, 그 결과 α-MSH 처리에 의해 멜라닌 생성 관련 인자들의 발현이 증가하였고 갯제비쑥 추출물을 5, 25, 50 ㎍/mL 농도로 처리했을 때 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인하였다. 추출물 실험을 한 후 갯제비쑥 분획물(H₂O, nbutanol, 85% aq. MeOH, n-hexane)의 in vitro tyrosinasetyrosinase 활성 저해 시험을 확인한 결과, 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인했으며, 특히 50 ㎍/mL 85% aq. MeOH이 가장 높은 효과를 나타냈다. 갯제비쑥 분획물로 L-DOPA oxidation 저해 활성을 측정한 결과 또한 50 ㎍/mL 85% aq. MeOH의 활성이 가장 높게 나타났다. 세포 수준에서 갯제비쑥 분획물이 세포 생존에 미치는 효과를 확인하였다. 세포 외 유출 멜라닌과 세포 내 멜라닌 함량을 측정한 결과, 세포 외 유출 멜라닌 함량은 20 ㎍/mL H₂O가 멜라닌이 세포 외로 가장 많이 유출되었음을 확인할 수 있었다. 또한 세포 내 멜라닌 함량을 측정한 결과 20 ㎍/mL 85% aq. MeOH이 가장 낮은 것을 확인할 수 있었다. 멜라닌 합성에 주요한 인자들인 MITF, tyrosinase, TRP-1 및 TRP-2의 mRNA 및 단백질 발현을 확인하기 위해 RT-PCR 및 western blot을 진행했고, 그 결과 α-MSH 처리에 의해 멜라닌 생성 관련 인자들의 발현이 증가했으며, 갯제비쑥 분획물을 처리했을 때 농도 의존적으로 발현이 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 갯제비쑥 추출물과 분획물은 α-MSH 처리로 멜라닌 생성을 유도한 B16F10 세포에서 멜라닌 생성을 억제하는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 분획물중 85% aq. MeOH은 MITF를 통한 멜라닌 생성을 제어하여 피부 미백효과를 가지는 천연물 유래 기능성 소재의 개발이 가능할 것으로 기대된다. Skin color is determined by melanin distributed in the skin, hair, eye, heart, and brain. Melanin protects the skin against ultraviolet and scavenges the cellular reactive oxygen species. However, the abnormal accumulation of melanin induces hyperpigmentation diseases such as melisma, freckles, etc. Recent studies have focused on discovering plant-origin whitening agents against hyperpigmentation with fewer side effects and higher biocompatibility. Salt marsh plants have unique functional secondary metabolites that are not present in land plants due to their special habitat conditions comprising mixed inorganic salts and organic substances. Artemisia littoricola is a halophyte classified as belonging to the division Magnoliophyta, class Magnoliopsida, order Asterales, family Asteraceae, and genus Artemisia. It is expected that by cultivating and collecting this plant, large amounts of raw material can be procured for the cosmetic industry. This study examines the crude extract and solvent-fractionated extracts of A. littoricola (H₂O, n-butanol, 85% aq. MeOH, and n-hexane) and evaluates the inhibition of melanogenesis in B16F10 murine melanoma cells. The crude extract and solvent fractions of A. littoricola inhibited the oxidation of tyrosine and L-DOPA in a concentration-dependent manner, indicating an inhibitory effect on melanin production. All extracts also inhibited the expression of proteins responsible for melanin synthesis, namely TRP-1 and TRP-2. Results of the current study reveal the anti-melanogenic properties of A. littoricola and indicate the potential application as a natural source of cosmeceutical agents with skin-whitening effects.
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