Anti-melanogenic activity of deoxyvasicinone from a marine derived Streptomyces sp.CNQ-617

Abstract

Melanin is a pigment and its amount determines the colors of human skin. Since the excessive melanin production is harmful to skin, it is necessary to develop substances that have anti-melanogenic activities. Here, I conducted several experiments to studying anti-melanogenic effect of deoxyvasicinone (DOV) extracted from Streptomyces sp.CNQ-617. The effect of DOV on melanin content and cell viabilities were investigated using melanin assay and MTT assay in B16F10 cells and MNT-1 cells, which are mouse and human melanoma cell, respectively. As a result, DOV concentration-dependently reduced melanin contents of α-melanocyte-stimulating hormone (α-MSH) stimulated B16F10 cells and MNT-1 cells. In addition, microscopic image of cells also showed that DOV attenuated melanogenesis. Also, I determined the tyrosinase inhibition activity of DOV using mushroom tyrosinase assay and cellular tyrosinase assay from MNT-1. As a result, DOV did not inhibit the enzymatic activity of tyrosinase directly. However, real time-PCR and western blot analysis demonstrated that the treatment with DOV downregulated the m RNA expression and protein expression of tyrosinase and tyrosinase-related protein 1 (TRP-1) and tyrosinase-related protein 2 (TRP-2). For further examination of whitening effects of DOV on human tissue, I investigated melanin synthesis in an artificial pigmented human skin epidermis model, MelanodermTM. Importantly, the skin model was brightened by the repeated treatment of DOV with respect to macroscopic appearance and histological examination. In conclusion, our studies demonstrated that DOV inhibited melanogenesis in melanocytes and human pigmented epidermis model through the downregulation of melanogenic enzymes.;멜라닌은 사람의 피부색을 결정하는 색소로, 멜라닌이 과도하게 생성되게 되면 피부질환을 유발한다. 따라서, 항멜라닌 생성 기능을 갖고 있는 물질들에 대한 탐구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 Streptomyces 균주에서 추출한 천연 유래 화합물인 deoxyvasicinone(DOV)가 멜라닌합성을 억제하는 효과를 갖고 있는지에 대해서 연구했다. 흑색종 설치류 멜라닌세포인 B16F10과 인간 흑색종 멜라닌세포인 MNT-1 세포로 멜라닌 시험법과 MTT 시험법을 실시해서 DOV를 처리했을 때 멜라닌이 합성된 농도와 세포 생존율을 측정했다. 결과적으로, DOV는 낮은 세포독성을 가졌으며, 농도 의존적으로 α-MSH가 처리된 B16F10 세포와 MNT-1세포의 멜라닌 농도를 감소시켰으며, 현미경으로 촬영한 세포의 사진 또한 DOV가 멜라닌 생성을 감소시켰다는 것을 나타냈다. 또한, DOV의 타이록시네이즈의 효소 활성을 측정했을때, 이를 직접적으로 감소시키지는 못하는 것으로 나타났다. 하지만, RT-PCR과 웨스턴블롯 시험법을 실시함 결과, 타이록시네이즈, TRP-1, TRP-2의 mRNA 발현과 단백질 발현은 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 3D 인공피부조직으로도 실험한 결과, DOV를 처리한 조직이 그렇지 않은 조직보다 더 밝은 색을 띠는 것으로 나타났으며, 이의 조직 병리 결과에서도 멜라닌 생성이 억제 되는 것으로 나타났다. 결론적으로, DOV는 본 연구에서 멜라닌 생성을 억제하는 효과 있음이 입증되었다.