Investigation of anti-aging effect of ketoconazole on UVB-induced photoaging using human dermal fibroblasts and ex vivo porcine skin

Abstract

Skin aging is a natural phenomenon caused by various internal and external stresses. There is a great deal of interest in research about cosmeceuticals and dermatological products that help control and prevent skin aging. Prolonged exposure to ultraviolet (UV) irradiation, the main cause of photoaging, leads to wrinkle formation and loss of skin elasticity. Particularly, UVB induces oxidative stress in the skin, activates the expression of matrix metalloproteinases (MMPs), which degrades components of the extracellular matrix, and reduces collagen synthesis. Here, we investigated anti-aging effects of ketoconazole, an imidazole antifungal drug, on UVB-induced photoaging in Hs68 human dermal fibroblasts and ex vivo porcine skin. According to our result, Ketoconazole exhibited a cytoprotective effect against UVB-induced cell death and suppressed reactive oxygen species (ROS) generation. We also found that ketoconazole inhibited UVB-induced MMP1 production and expression of MMP1 by suppressing the activation of mitogen-activated protein kinase (MAPK) and activator protein 1 (AP-1) signaling. In addition, ketoconazole enhanced the expression level of Collagen type I alpha 1 (COL1A1) in Hs68 cells. Moreover, we could confirm the anti-aging efficacy of ketoconazole in ex vivo porcine skin as can be determined by reduced dermal damages. Taken together, we suggest that ketoconazole may be effective in preventing UV-induced wrinkle formation and cutaneous damage.;피부 노화는 다양한 내적, 외적 스트레스에 의해 발생하는 자연스러운 현상입니다. 많은 사람들이 건강, 웰빙, 노화 방지에 대한 인식이 높아지면서 피부 노화를 조절하고 예방하는 데 도움이 되는 코스메슈티컬 및 피부 개선 제품에 대한 연구가 많은 관심을 받고 있습니다. 만성적인 햇빛 (UV) 노출은 광노화의 주요 원인이 되며 주름, 탄력 저하, 수분 손실 등의 피부 노화 증상을 유발합니다. 특히, UVB는 피부에 산화적 스트레스 (ROS)를 유발하고, 피부 진피의 세포외기질(ECM) 성분을 분해하는 MMP(matrix metalloproteinases)의 발현을 활성화시키며, 콜라겐 합성을 감소시킵니다. 본 연구에서, 우리는 인간 Hs68 진피 섬유아세포와 ex vivo 돼지 피부 모델에서 UVB로 유발된 광노화에 대한 이미다졸 항진균제인Ketoconazole의 항노화 효과를 조사했습니다. 결과에 따르면, Ketoconazole은 인간 섬유아세포 Hs68 세포에서 UVB에 의한 세포 사멸에 대한 세포 보호 효과를 나타냈으며 활성산소 (ROS)의 생성을 억제했습니다. 우리는 또한 Ketoconazole이 Hs68 세포에서 MAPK (mitogen-activated protein kinase) 및 AP-1 (activator protein-1) 신호 전달의 활성화를 억제함으로써 UVB로 유도된 MMP1 생성 및 MMP1 발현을 억제한다는 사실을 발견했으며, Ketoconazole이 콜라겐 (COL1A1)의 발현 수준을 향상시켰다는 것을 입증했습니다. 더 나아가, 인간 피부 모델을 위한 이상적인 대체물인 ex vivo 돼지 피부에 Ketoconazole을 적용하여 효과를 확인한 결과에서 Ketoconazole이 UVB로 인한 피부 손상을 개선한다는 사실을 확인할 수 있었습니다. 결론적으로 본 연구의 결과는 Ketoconazole의 피부 개선 치료제 또는 노화를 억제할 수 있는 물질로의 가능성을 보여주며 잠재적인 치료제 후보라는 것을 시사합니다.