Hae Ran Lee;Seong-Min Hong;Kyohee Cho;Seon Hyeok Kim;Eunji Ko;Eunyoo Lee;Hyun Jin Kim;Se Yeong Jeon;Seon Gil Do;Sun Yeou Kim
Biomolecules & Therapeutics
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제32권2호
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pp.249-260
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2024
New supplements with preventive effects against skin photodamage are receiving increasing attention. This study evaluated the anti-photoaging effects of salmon nasal cartilage proteoglycan (SPG), acting as a functional material for skin health. We administered SPG to in vitro and in vivo models exposed to ultraviolet B (UVB) radiation and assessed its moisturizing and anti-wrinkle effects on dorsal mouse skin and keratinocytes and dermal fibroblasts cell lines. These results showed that SPG restored the levels of filaggrin, involucrin, and AQP3 in the epidermis of UVB-irradiated dorsal skin and keratinocytes, thereby enhancing the keratinization process and water flow. Additionally, SPG treatment increased the levels of hyaluronan and skin ceramide, the major components of intercellular lipids in the epidermis. Furthermore, SPG treatment significantly increased the levels of collagen and procollagen type 1 by down-regulating matrix metalloproteinase 1, which play a crucial role in skin fibroblasts, in both in vitro and in vivo models. In addition, SPG strongly inhibited mitogen-activated protein kinase (MAPKs) signaling, the including extracellular signal-regulated kinase, c-Jun N-terminal kinase (JNK), and p38. These findings suggest that dietary SPG may be an attractive functional food for preventing UVB-induced photoaging. And this SPG product may provide its best benefit when treating several signs of skin photoaging.
Baek, Beomyeol;Lee, Su Hee;Kim, Kyunghoon;Lim, Hye-Won;Lim, Chang-Jin
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제20권3호
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pp.269-277
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2016
Ellagic acid (EA), an antioxidant polyphenolic constituent of plant origin, has been reported to possess diverse pharmacological properties, including anti-inflammatory, anti-tumor and immunomodulatory activities. This work aimed to clarify the skin anti-photoaging properties of EA in human dermal fibroblasts. The skin anti-photoaging activity was evaluated by analyzing the reactive oxygen species (ROS), matrix metalloproteinase-2 (MMP-2), total glutathione (GSH) and superoxide dismutase (SOD) activity levels as well as cell viability in dermal fibroblasts under UV-B irradiation. When fibroblasts were exposed to EA prior to UV-B irradiation, EA suppressed UV-B-induced ROS and proMMP-2 elevation. However, EA restored total GSH and SOD activity levels diminished in fibroblasts under UV-B irradiation. EA had an up-regulating activity on the UV-B-reduced Nrf2 levels in fibroblasts. EA, at the concentrations used, was unable to interfere with cell viabilities in both non-irradiated and irradiated fibroblasts. In human dermal fibroblasts, EA plays a defensive role against UV-B-induced oxidative stress possibly through an Nrf2-dependent pathway, indicating that this compound has potential skin antiphotoaging properties.
Sulforaphane [1-isothiocyanato-4-(methylsulfinyl)-butane] is one of the most abundant isothiocyanates in some cruciferous vegetables, especially broccoli. Sulforaphaene has been shown to exhibit many pharmacological activities, including anti-oxidant, anti-inflammatory and anti-microbial activities. However, the anti-skin photoaging effects of sulforaphane have not yet been reported. In the present study, we investigated the inhibitory effects of sulforaphane on MMP-1 and -3 expressions of the human dermal fibroblasts via various in vitro experiments and elucidated the pathways of inhibition. Western blot analysis and real-time PCR revealed sulfiraphane inhibited UVB-induced MMP-1 and -3 expressions in a dose-dependent manner. UVB strongly activated nuclear factor-${\kappa}B$ (NF-${\kappa}B$) activity, which was determined by NF-${\kappa}B$ DNA binding activity. UVB-induced NF-${\kappa}B$ activation and MMP expression were completely blocked by sulforphane. These findings suggest that sulforaphane could prevent UVB-induced MMPs expressions through inhibition of NF-${\kappa}B$ activation.
Eun-Sil Ko;Sang-Min Cho;Sol Lee;Ji-Hye Jung;Jea-Ran Kang;Jong-Hoon Jeong;Dong-gue Shin;Jeong Hun Seo;Jeong-Dan Cha
한국자원식물학회:학술대회논문집
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한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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pp.74-74
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2020
Skin is continuously exposed to a variety of environmental stresses, including ultraviolet (UV) radiation. UVB is an inherent component of sunlight that crosses the epidermis and reaches the upper dermis, leading to increased oxidative stress, activation of inflammatory response and accumulation of DNA damage among other effects. In the present study, the anti-wrinkle mechanism of Acorus gramineus callus culture supernatant (GB-AGS-PSC) was elucidated in UVB treated HaCaT keratinocytes. GB-AGS-PSC prevented the matrix metalloprotease 1 (MMP-1), elastin, and pro-collagen product and cytotoxicity and SOD inhibition. Quantitative polymerase chain reaction showed that GB-AGS-PSC-treated cells displayed dose-dependent increase in messenger RNA expression levels of Aquaporin 3 (AQP3), Keratin 1(KRT1), fillagrin, and hyaluronan synthase-2 (HAS 2) and decreased expression levels of matrix metalloproteinase-3, -9, and -13 in UVB treated HaCaT keratinocytes. Additionally, GB-AGS-PSC suppressed TNF-α, IL-1β, and IL-8 product for inflammatory responses in UVB treated HaCaT keratinocytes. Therefore, GB-AGS-PSC may be useful as an anti-photoaging resource for the skin.
Yoon Hee Kim;Cho Young Lim;Jae In Jung ;Tae Young Kim;Eun Ji Kim
Nutrition Research and Practice
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제17권4호
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pp.641-659
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2023
BACKGROUND/OBJECTIVES: The skin is the outermost organ of the human body and plays a protective role against external environmental damages, such as sunlight and pollution, which affect anti-oxidant defenses and skin inflammation, resulting in erythema or skin reddening, immunosuppression, and epidermal DNA damage. MATERIALS/METHODS: The present study aimed to investigate the potential protective effects of red orange complex H extract (ROC) against ultraviolet (UV)-induced skin photoaging in Skh:HR-2 mice. ROC was orally administered at doses of 20, 40, and 80 mg/kg/day for 13 weeks, along with UV irradiation of the mice for 10 weeks. RESULTS: ROC improved UV-induced skin barrier parameters, including erythema, melanin production, transepidermal water loss, elasticity, and wrinkle formation. Notably, ROC inhibited the mRNA expression of pro-inflammatory cytokines (interleukin 6 and tumor necrosis factor α) and melanogenesis. In addition, ROC recovered the UV-induced decrease in the hyaluronic acid and collagen levels by enhancing genes expression. Furthermore, ROC significantly downregulated the protein and mRNA expression of matrix metalloproteinases responsible for collagen degradation. These protective effects of ROC against photoaging are associated with the suppression of UV-induced phosphorylation of c-Jun NH2-terminal kinase and activator protein 1 activation. CONCLUSIONS: Altogether, our findings suggest that the oral administration of ROC exerts potential protective activities against photoaging in UV-irradiated hairless mice.
To investigate the anti-photoaging effect of fermented Red Ginseng(RG) in SKH-1 mice. We examined the effects of extracts of non-fermented RG(NRG group), fermented RG(FRG group) and fortified fermented RG(FFRG group) on skin wrinkles formation, histological changes related to the number of epidermal cell layers, epidermal thickness, neutrophil infiltration into dermis, degradation of collagen fibers, and the number of mast cells, and immunohistochemical changes related to cytokines and enzymes in photoaging skin caused by UVB irradiation of SKH-1 mice. The oral administration(300 mg/Kg B.W./day) and topical application($100{\mu}{\ell}/mouse/day$) of extracts of NRG, FRG and FFRG inhibited increases in epidermal thickness and wrinkle formation compared to control group in dorsal skin induced by UVB irradiation. We observed more increased stainability of acid fuschin and aniline blue in dermis of FFRG group than those of other groups. Furthermore, NRG, FRG and FFRG prevented the disruption of collagen fibers within papillary layer of dermis, and decreased number of mast cells in the dorsal skins induced by UVB irradiation. We observed fine wrinkle formation in FFRG group. Treatment with NRG, FRG and FFRG decreased immunohistochemical density of myeloperoxidase related to inflammation in the photoaging skin. We observed more decreased immunohistochemical density of myeloperoxidase in FFRG group than those of other groups. Immunohistochemical density of PCNA and Ki-67 in FFRG group was more decreased than those of other groups. Our study suggests that fermented red ginseng extracts participates in inhibitory effects in the morphological processes related to photoaging skin on UVB irradiated SKH-1 mice.
Nam, Eui Jeong;Yoo, Gyhye;Lee, Joo Young;Kim, Myungsuk;Jhin, Changho;Son, Yang-Ju;Kim, Sun Young;Jung, Sang Hoon;Nho, Chu Won
BMB Reports
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제53권7호
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pp.379-384
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2020
Exposure to Ultraviolet (UV) light induces photoaging of skin, leading to wrinkles and sunburn. The perennial herb Humulus japonicus, widely distributed in Asia, is known to have anti-inflammatory, antimicrobial, and antioxidant effects. However, the physiological activities of isolated compounds from H. japonicus have rarely been investigated. This study focused on the isolation of active compounds from H. japonicus and the evaluation of their effects on photoaging in UVB-irradiated human fibroblast (Hs68) cells. When the extract and four fractions of H. japonicus were treated respectively in UVB-irradiated Hs68 cells to investigate anti-photoaging effects, the ethyl acetate (EtOAc) fraction showed the strongest inhibitory effect on MMP1 secretion. From EtOAc fraction, we isolated luteolin-8-C-glucoside (1), apigenin-8-C-glucoside (2), and luteolin-7-O-glucoside (3). These compounds suppressed UVB-induced MMP-1 production by inhibiting the phosphorylation of the mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and activator protein-1 (AP-1). When the antioxidant activity of the compounds were estimated by conducting western blot, calculating the bond dissociation energies of the O-H bond (BDE) at different grade, and measuring radical scavenging activity, we found luteolin-8-C-glucoside (1) showed the strongest activity on the suppression of UVB-induced photoaging. These results demonstrate the inhibitory effect of three flavone glycosides derived from H. japonicus on MMP-1 production, MAPK and AP-1 signaling, and oxidative stress; this could prove useful in suppressing UVB induced photoaging.
Jo, Wol Soon;Yang, Kwang Mo;Park, Hee Sung;Kim, Gi Yong;Nam, Byung Hyouk;Jeong, Min Ho;Choi, Yoo Jin
Toxicological Research
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제28권4호
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pp.241-248
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2012
Exposure of cells to ultraviolet B (UVB) radiation can induce production of free radicals and reactive oxygen species (ROS), which damage cellular components. In addition, these agents can stimulate the expression of matrix metalloproteinase (MMP) and decrease collagen synthesis in human skin cells. In this study, we examined the anti-photoaging effects of extracts of Tetraselmis suecica (W-TS). W-TS showed the strongest scavenging activity against 2,2-difenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and peroxyl radicals, followed by superoxide anions from the xanthine/xanthine oxidase system. We observed that the levels of both intracellular ROS and lipid peroxidation significantly increased in UVB-irradiated human skin fibroblast cells. Furthermore, the activities of enzymatic antioxidants (e.g., superoxide dismutase) and the levels of non-enzymatic antioxidants (e.g., glutathione) significantly decreased in cells. However, W-TS pretreatment, at the maximum tested concentration, significantly decreased intracellular ROS and malondialdehyde (MDA) levels, and increased superoxide dismutase and glutathione levels in the cells. At this same concentration, W-TS did not show cytotoxicity. Type 1 procollagen and MMP-1 released were quantified using RT-PCR techniques. The results showed that W-TS protected type 1 procollagen against UVB-induced depletion in fibroblast cells in a dose-dependent manner via inhibition of UVB-induced MMP-1. Taken together, the results of the study suggest that W-TS effectively inhibits UVB-induced photoaging in skin fibroblasts by its strong anti-oxidant ability.
The present study assessed the effects of an aqueous extract of Acanthopanax koreanum root (AE) and of AE following fermentation by lactic acid bacteria (Lactobacillus plantarum and Bifidobacterium bifidum) (AEF) on human skin fibroblast HS68 cells exposed to ultraviolet B (UVB) irradiation and oxidative stress. AEF effectively antagonized the senescence-associated β-galactosidase staining and upregulation of p53 and p21Cip1/WAF1 induced by UVB or H2O2 treatment in HS68 cells. It also exhibited excellent antioxidant activities in radical scavenging assays and reduced the intracellular level of reactive oxygen species induced by UVB or H2O2 treatment. The antioxidant and antisenescent activities of AEF were greater than those of nonfermented A. koreanum extract. AEF significantly repressed the UVB- or H2O2-induced activities of matrix metalloproteinase (MMP)-1 and -3, overexpression of MMP-1, and nuclear factor κB (NF-κB) activation. This repression of NF-κB activation and MMP-1 overexpression was attenuated by a mitogen-activated protein kinase activator, suggesting that this AEF activity was dependent on this signaling pathway. Taken together, these data indicated that AEF-mediated antioxidant and anti-photoaging activities may produce anti-wrinkle effects on human skin.
본 연구에서는 HA에 대하여 UVB로 주름을 유도시킨 hairless mice에게 경구 투여를 하였을 때, 주름 개선에 미치는 영향을 관찰하였다. 쥐는 UV를 쪼여 광노화를 진행하였으며, HA는 UVB에 노출시키기 4주 전부터 투여하여 총 14주 동안 투여하였다. 주름 개선 평가는 replica 제작하여 주름의 길이, 깊이, 개수, 두께로 평가하였다. 또한, 피부의 조직학적 평가를 통해 진피층 내 교원섬유와 탄력섬유의 양과 형태를 관찰하였다. 10주 동안의 HA를 급여하였을 때 주름의 깊이, 두께, 개수를 측정한 주름 개선 평가에서 세 항목 모두 개선되는 결과를 보였다. 특히 HA의 160 mg/kg 농도에서는 주름의 깊이는 $19.44{\pm}0.75{\mu}m$, 주름 수는 $654.00{\pm}98.34$, 주름두께는 $1.35{\pm}0.08mm$로 양성 대조군(RA)의 결과(주름깊이; $19.28{\pm}0.95{\mu}m$, 주름 수; $953.57{\pm}83.54$, 주름두께; $1.34{\pm}0.07mm$)와 비슷한 수치를 나타내며, 우수한 피부 광노화 개선효과를 보였다. 하지만, 주름길이의 결과에서는 유의적 차이를 나타내지 않았다. HA의 섭취로 인한 교원섬유 및 탄력섬유 염색을 통한 조직학적 평가에서는 UV에 의해 밀도가 엉성하고 배열이 불규칙적이던 섬유들이 개선된 것을 관찰할 수 있었다. 이상의 결과로 보아 HA를 경구 투여 시 UV로부터 유도된 광노화 억제 및 피부주름 개선에 효능이 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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