KR100912355B1 - Composition for controlling melanogenesis containing Rho GDI-?, and method for screening melanogenesis modulator using Rho GDI-? - Google Patents

Composition for controlling melanogenesis containing Rho GDI-?, and method for screening melanogenesis modulator using Rho GDI-? Download PDF

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Abstract

Rho GDI-α 단백질 또는 그 단백질을 코딩하는 유전자를 이용하여 멜라닌 생성을 억제하는 조성물과 Rho GDI-α 단백질을 이용하여 멜라닌 생성을 억제하는 물질을 스크리닝하는 방법이 개시된다. 또한, Rho GDI-α의 발현을 저해하는 siRNA 유전자를 이용하여 멜라닌 생성을 촉진하는 조성물과 siRNA 유전자를 이용하여 멜라닌 생성을 촉진하는 물질을 스크리닝하는 방법이 개시된다. 본 발명을 이용하면 멜라닌 생성을 효과적으로 촉진 또는 억제할 수 있으며 멜라닌 생성을 촉진 또는 억제하는 물질을 효과적으로 스크리닝할 수 있다. Disclosed are a composition for inhibiting melanogenesis using a Rho GDI-α protein or a gene encoding the protein, and a method for screening a substance for inhibiting melanogenesis using a Rho GDI-α protein. Also disclosed are compositions that promote melanin production using siRNA genes that inhibit Rho GDI-α expression, and methods for screening substances that promote melanin production using siRNA genes. Using the present invention, it is possible to effectively promote or inhibit melanin production and to effectively screen for substances that promote or inhibit melanin production.

Rho GDI-α, MITF, 타이로시나제, 멜라닌 생성 촉진, 멜라닌 생성 억제, 멜라닌 Rho GDI-α, MITF, Tyrosinase, Promotes Melanin Production, Inhibits Melanin Production, Melanin

Description

Rho GDI-α를 포함하는 멜라닌 생성 조절용 조성물 및 Rho GDI-α를 이용하여 멜라닌 생성 조절제를 스크리닝하는 방법{Composition for controlling melanogenesis containing Rho GDI-α, and method for screening melanogenesis modulator using Rho GDI-α}Composition for controlling melanogenesis containing Rho GDI-α, and method for screening melanogenesis modulator using Rho GDI-α}

본 발명은 Rho GDP 해리 저해제(dissociation inhibitor)-알파 (Rho GDI-α, ARHGDIA) 단백질, 또는 그 단백질을 코딩하는 유전자, 또는 그 유전자에 상보적인 서열을 갖는 유전자 또는 그 단편을 이용하여 멜라닌 생성량을 조절하는 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 Rho GDI-α 단백질, 또는 그 단백질을 코딩하는 유전자, 또는 그 유전자에 상보적인 서열을 갖는 유전자 또는 그 단편을 이용하여 멜라닌 생성을 촉진하거나 억제하는 물질을 스크리닝하는 방법에 관한 것이다. The present invention provides a melanin production amount using a Rho GDP dissociation inhibitor-alpha (Rho GDI-α, ARHGDIA) protein, a gene encoding the protein, or a gene having a sequence complementary to the gene or a fragment thereof. It relates to a composition to be adjusted. The present invention also relates to a method for screening a substance that promotes or inhibits melanogenesis using a Rho GDI-α protein, or a gene encoding the protein, or a gene having a sequence complementary to the gene or a fragment thereof. .

멜라닌은 자색에서 검은색을 띠는 유멜라닌(eumelanin)과 황색에서 적색을 띠는 페오멜라닌(pheomelanin) 두 종류가 있다. 멜라닌은 표피의 기저층에 존재하는 멜라닌 세포에 의해 생산되고 주변 각질형성세포로 전이되어 피부색을 나타낸 다. 피부색의 변화는 이러한 멜라닌 세포 수의 변화, 멜라닌 소체의 생산이나 구조의 이상, 멜라닌 소체의 멜라닌화 이상, 각질세포의 이동 정도 및 멜라닌의 소실되는 정도 등 여러 가지 요인에 의하여 결정된다. 이들은 유전, 대사, 내분비, 영양, 염증, 감염, 종양, 물리적 및 화학적 요인들에 의하여 크게 좌우된다. 이러한 멜라닌이 생성되는 것을 억제하는 것은 미백 화장품 연구의 주류를 이루어 왔다. There are two types of melanin, eumelanin, which is black in purple, and pheomelanin, which is yellow in red. Melanin is produced by melanocytes in the basal layer of the epidermis and metastasizes to the surrounding keratinocytes to give a skin color. The change in skin color is determined by various factors such as the change in the number of melanocytes, abnormal production or structure of melanocytes, melaninization of melanocytes, migration of keratinocytes, and loss of melanin. These are highly dependent on heredity, metabolism, endocrine, nutrition, inflammation, infections, tumors, physical and chemical factors. Inhibiting the production of such melanin has been the mainstream of whitening cosmetic research.

종래의 미백 화장품 연구는, 멜라노사이트 내에서의 멜라닌 생성을 억제하는 것과 멜라노사이트 자극 물질을 조절하는 것, 그리고 멜라닌 배설을 촉진시키는 것으로 크게 3가지 방향으로 이루어지고 있다. Conventional whitening cosmetic research has been largely made in three directions: inhibiting melanin production in melanocytes, controlling melanocyte stimulants, and promoting melanin excretion.

멜라닌 생성을 억제하는 것은 멜라닌 생성에 관여하는 효소인 타이로시나제(tyrosinase)의 활성부위의 필수요소인 구리(Cu)를 제어하거나 타이로시나제 관련 단백질 I(TRP-1:tyrosinase related protein I) 및 타이로시나제 관련 단백질 II(TRP-2:tyrosinase related protein II)의 필수요소인 철이온(Fe)을 제어하여 효소활성을 불활성화시키거나 멜라닌 생성 중간체의 생성을 억제하는 물질의 개발이 주를 이루었다. 코지산(kojic acid), 알부틴(arbutin), 비타민 C 유도체, 루시놀(rucinol) 등이 대표적인 미백제로 알려져 있다. 미백 화장품에는 이들 미백 성분 외에도 보조성분으로 자외선 차단제가 함유되어있는 경우가 많으며, 화장품에 함유되는 기능성 성분들의 효과를 극대화하기 위한 안정성, 경피 흡수에 관한 기술개발 관련 연구가 진행되고 있다. 특히 핵심성분인 레티놀, 비타민 C, 알부틴, 스핑고리피드 등은 빛, 온도, 공기 등에 매우 불안정하므로 이를 극복하기 위한 원료 안정화 기술에 대한 연구가 활발한 편이다.Inhibiting melanogenesis controls copper (Cu), an essential component of the active site of tyrosinase, an enzyme involved in melanogenesis, or tyrosinase related protein I (TRP-1). And the development of substances that inactivate enzyme activity or inhibit the production of melanin intermediates by controlling iron ions (Fe), an essential component of tyrosinase related protein II (TRP-2). A week has come. Kojic acid, arbutin, vitamin C derivatives, rucinol, and the like are known as representative whitening agents. In addition to these whitening ingredients, whitening cosmetics often contain a sunscreen as an auxiliary ingredient, and research on technology development on stability and transdermal absorption for maximizing the effects of functional ingredients contained in cosmetics is being conducted. In particular, retinol, vitamin C, arbutin, sphingolipid, etc., which are key ingredients, are very unstable in light, temperature, air, etc., and thus, research on raw material stabilization technology is actively conducted to overcome them.

미백 화장품은 자외선에 의한 기미, 주근깨 등을 완화시키고 멜라닌 색소의 생성을 억제하는 목적으로 개발된 제품이다. 대표적인 새로운 물질로는 타이로신의 산화를 촉매하는 효소인 타이로시나제의 활성을 저해하여 멜라닌 생성을 억제하는 상지(mulberrin) 추출물, 닥나무(kazinol F) 추출물, 반하 추출물 등이 개발되어 미백 제품의 차별화 원료로 제품에 이용되고 있다. 현재 식약청에 고시된 미백 화장품의 원료는 닥나무 추출물, 알부틴, 에틸아스코르빌 에테르, 유용성 감초 추출물 등이 있다. Whitening cosmetics are products developed for the purpose of relieving blemishes and freckles caused by ultraviolet rays and suppressing the production of melanin pigment. Representative new materials have been developed such as mulberrin extract, kazinol F extract, and halves extract that inhibit melanin production by inhibiting the activity of tyrosinase, an enzyme catalyzing the oxidation of tyrosine. It is used in products as raw materials. The raw materials of the whitening cosmetics currently announced by the KFDA include mulberry extract, arbutin, ethyl ascorbyl ether, oil-soluble licorice extract.

멜라노사이트 세포를 활성화하는 인자들은 엔도세린 (endothelin-1), 멜라노사이트 자극 호르몬 (α-MSH), 일산화질소, 히스타민 (histamine), 피리딘 다이머(pTpT) 등을 포함하여 십 여종에 달한다. 현재 멜라노사이트 활성화를 유도하는 정보 전달 물질들의 활성을 저해하는 성분들이 식물 추출물에서 다수 발견되고 있고, 이밖에 태반 추출물은 조직대사의 항진작용이나 각질층의 박리를 촉진시켜 미백 화장품 소재로 널리 이용되고 있고, 표피세포의 분열을 촉진시키는 레티노인산이 노인성 색소반에 유효한 것으로 보고 되고 있다.There are more than a dozen factors that activate melanocytes, including endothelin-1, melanosite stimulating hormone (α-MSH), nitric oxide, histamine, pyridine dimers (pTpT), and the like. Currently, a number of ingredients that inhibit the activity of information transfer substances that induce melanocyte activation are found in plant extracts. In addition, placenta extract is widely used as a whitening cosmetic material by promoting tissue metabolism or promoting delamination of the stratum corneum. It has been reported that retinoic acid, which promotes the division of epidermal cells, is effective for senile plaques.

향후에는 케라티노사이트의 증식, 분화를 회복시키거나 낡은 각질층의 박리작용을 촉진시켜 결과적으로는 대사를 항진시키는 소재들이 멜라닌 배설을 촉진시키는 기능을 가질 것으로 기대된다. In the future, it is expected that materials that restore the proliferation and differentiation of keratinocytes or promote the exfoliation of the old stratum corneum and consequently promote metabolism will have the function of promoting melanin excretion.

최근 인간 유전체 연구가 완성단계에 도달함에 따라 피부 미백 메카니즘에서 가장 중요한 역할을 담당하고 있는 타이로시나제 유전자의 프로모터 영역을 제어하여 타이로시나제 단백질의 합성을 제어할 수 있는 저해제나 타이로시나제의 mRNA을 불활성화하는 저해제 등 유전자 레벨에서의 연구결과를 활용한 미백제의 개발이 진행될 전망이다. As human genome research has recently reached completion, inhibitors or tyrosinase can control the synthesis of tyrosinase protein by controlling the promoter region of the tyrosinase gene, which plays the most important role in the skin whitening mechanism. The development of a whitening agent that utilizes the results of research at the gene level, such as an inhibitor that inactivates mRNA of the agent, is expected to proceed.

본 발명의 일실시예의 목적은, 멜라닌 생성을 조절하는 것이다. The purpose of one embodiment of the present invention is to regulate melanin production.

본 발명의 다른 일실시예의 목적은, 멜라닌 생성을 억제하는 것이다. An object of another embodiment of the present invention is to inhibit melanin production.

본 발명의 또 다른 일실시예의 목적은, 멜라닌 생성을 촉진하는 것이다. Another object of one embodiment of the present invention, to promote the production of melanin.

본 발명의 또 다른 일실시예의 목적은, 멜라닌 생성을 조절하는 물질을 스크리닝하는 것이다. It is an object of another embodiment of the present invention to screen for substances that modulate melanin production.

본 발명의 또 다른 일실시예의 목적은, 멜라닌 생성을 촉진하는 물질을 스크리닝하는 것이다. It is an object of another embodiment of the present invention to screen for substances that promote melanin production.

본 발명의 또 다른 일실시예의 목적은, 멜라닌 생성을 억제하는 물질을 스크리닝하는 것이다. It is an object of another embodiment of the present invention to screen for substances that inhibit melanin production.

본 발명의 일실시예에 따른 멜라닌 생성 조절용 조성물은, Rho GDI-α 단백질, 또는 상기 단백질을 암호화하는 유전자, 또는 상기 유전자에 상보적인 서열을 갖는 유전자 또는 그 단편을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 한다.Melanin production control composition according to an embodiment of the present invention, Rho GDI-α protein, or a gene encoding the protein, or a gene having a sequence complementary to the gene or a fragment thereof as an active ingredient do.

본 발명의 일실시예에 따른 멜라닌 생성 조절제 스크리닝 방법은, 시험 물질에 대하여 멜라닌 생성 조절 여부를 스크리닝하는 방법으로서, 상기 시험 물질이 Rho GDI-α의 발현, 활성 또는 기능을 조절하는지 여부를 확인하는 것을 포함하는것을 특징으로 한다.Melanin production regulator screening method according to an embodiment of the present invention, a method for screening whether or not melanin production control for the test substance, to determine whether the test substance modulates the expression, activity or function of Rho GDI-α It is characterized by including the.

본 발명을 이용하면, 멜라닌 생성을 억제하거나 촉진할 수 있으며, 멜라닌 생성을 억제하거나 촉진하는 물질을 스크리닝할 수 있다. 이를 통해, 멜라닌 생성 억제 또는 촉진에 유용한 물질을 얻을 수 있다. Using the present invention, it is possible to inhibit or promote melanin production and to screen for substances that inhibit or promote melanin production. Through this, a substance useful for inhibiting or promoting melanin production can be obtained.

신경 능으로부터 유래된 멜라노블라스트(Melanoblast)는 표피로 이동하여 수지상돌기(Dendrite)가 있는 세포인 멜라노사이트로 분화되고 이곳에서 멜라닌이 형성된다. 이러한 과정에서 필수적으로 작용하는 인자들에 대하여 언급하고자 한다. 멜라노사이트의 생존과 번식, 분화를 조절하는 요소들로는 Wnt, 섬유아세포 성장인자(fibroblastgrowth factor :FGF/FGF2), 골형성 단백질(bonemorphogenetic protein: BMP) 그룹, 간세포 성장 인자/소진 인자(hepatocyte growth factor/scatter factor)(HGF/SF), 비만/줄기 세포 인자(mast/stem cell factor)(M/SCF), 엔도세린, 멜라노트로핀(melanotropin) 등이다. Wnt/베타 카테닌 신호 경로가 먼저 활성화 되어지면 KIT, ET3/엔도세린(endothelin) B와 간세포 성장 인자(hepatocyte growth factor)(HGF)/MET 등이 활성화 되어진다. Wnt는 신호전달 단백질로 배발생 단계에서 줄기세포 조절과 같은 다양한 발생과정에 관여하며, Frizzled receptor 그룹을 활성화 시켜 글리코겐 신타제 키나제 3베타(glycogen synthase kinase 3β:GSK3β) 효소를 통하여 베타-카테닌(β-catenin)을 조절하게 된다. 인산화된 글리코겐 신타제 키나제 3베타 효소는 MITF의 유비퀴티오네이션(ubiquitionation) 및 분해(degradation)를 유도하게 된다. 베타-카테닌이 축적되어 핵내로 이동하게 되면 LEF/TCF 전사 인자와 결합하여 결론적으로 MITF 유전자 발현을 활성화시키게 된다. 멜라닌자극호르몬(α-MSH)이 멜라닌 자극호르몬수용체(MC1-R: melanocortin-1 receptor)와 결합하여 아데닐일 사이클레이즈(adenylyl cyclase)를 활성화시키게 되고, cAMP 수준이 증가하게되면 cAMP-dependent protienkinase(PKA)가 CREB(cAMP response element binding protein)을 인산화시켜 결국은 멜라노사이트 특이적인 MITF 프로모터를 활성화시킨다. Melanoblasts, which are derived from neural crests, migrate to the epidermis and differentiate into melanocytes, which are cells with dendrite, where melanin is formed. I will mention factors that are essential in this process. Factors that control the survival, reproduction, and differentiation of melanocytes include Wnt, fibroblast growth factor (FGF / FGF2), bone morphogenetic protein (BMP) group, hepatocyte growth factor / scatter factor (HGF / SF), obesity / stem cell factor (M / SCF), endoserine, melanotropin and the like. When the Wnt / beta catenin signaling pathway is activated first, KIT, ET3 / endothelin B and hepatocyte growth factor (HGF) / MET are activated. Wnt is a signaling protein involved in a variety of developmental processes, such as stem cell regulation, in the embryogenic stage.It activates the Frizzled receptor group and activates beta-catenin through the glycogen synthase kinase 3β (GSK3β) enzyme. -catenin). Phosphorylated glycogen synthase kinase 3beta enzyme will induce ubiquitionation and degradation of MITF. As beta-catenin accumulates and migrates into the nucleus, it binds to the LEF / TCF transcription factor, which in turn activates MITF gene expression. Melanin stimulating hormone (α-MSH) binds to the melanocortin-1 receptor (MC1-R) to activate adenylyl cyclase, and cAMP-dependent protienkinase PKA) phosphorylates CAMP response element binding protein (CREB), which in turn activates melanocyte-specific MITF promoters.

멜라닌 합성의 주요한 3가지의 효소인 타이로시나제, 타이로시나제 관련 단백질 I, 타이로시나제 관련 단백질 II는 모두 MITF DNA 결합 부위를 지니고 있어 이들 프로모터 영역과 MITF DNA의 결합으로 이들 멜라닌 합성 관련 효소들의 유전자가 활성화 되어진다. Steel factor/C-kit receptor는 초기 멜라노사이트 전구체의 발달에 필수적인 역할을 한다. C-kit은 혈소판 유래 성장 인자(platelet-derived growth factor)(PDGF)에 속하는 타이로신 카이네이즈(tyrosine kinase)로써 배아 멜라노블라스트(embryonic melanoblast)의 성장과 분화에 영향을 미친다. 다시 말하면, 세포벽의 표면에서 스틸 인자(steel factor)는 KIT 수용체와 결합하여 타이로신 잔기에 포스페이트기를 대체하고 타이로신은 비활성(inactive)에서 활성(active) 형태로 전환하여 줌으로써 배아 멜라노블라스트(embryonic melanoblast)의 성장과 분화를 조절한다The three major enzymes of melanin synthesis, tyrosinase, tyrosinase-related protein I, and tyrosinase-related protein II, all have MITF DNA binding sites, and these promoter regions are combined with MITF DNA to synthesize these melanin. Genes of related enzymes are activated. Steel factor / C-kit receptors play an essential role in the development of early melanocyte precursors. C-kit is a tyrosine kinase belonging to platelet-derived growth factor (PDGF), which affects the growth and differentiation of embryonic melanoblasts. In other words, the steel factor on the surface of the cell wall binds to the KIT receptor to replace the phosphate group in tyrosine residues and converts tyrosine from inactive to active form, thereby inducing embryonic melanoblast Regulates growth and differentiation

멜라노사이트는 발달하는 동안 생존과 번식은 활성화된 MET가 간세포 성장 인자(hepatocyte growth factor(HGF)) 리간드와의 결합에 의해 나타나는데, 멜라노블라스트에서 MET 유전자가 손실되면 초기 신경능의 이동에 문제가 나타나게 되고 HGF가 과발현되거나 피부 표피의 멜라노사이트 분포가 증가하게 된다. 엔도세린(endothelins)은 성장인자(growth factor)로 엔도세린 단백질은 ET1, ET2, ET3 3개로 구분되어져 있고, EDNRA,EDNRB의 엔도세린 수용체(endothelin receptor)가 존재하고 있다. ET3는 EDNRB와의 결합은 멜라노블라스트의 생존과 이동에 매우 필수적인 요소로 작용하여 돌연변이가 생길 경우 멜라노사이트의 손실을 초래하게 된다. During melanosite development, survival and reproduction are manifested by the binding of activated MET to hepatocyte growth factor (HGF) ligands. Loss of the MET gene in melanoblasts leads to problems in early neuronal migration. Overexpression of HGF or increased melanocyte distribution in the skin epidermis. Endothelin (endothelins) is a growth factor (growth factor) endoserine protein is divided into three ET1, ET2, ET3, there is an endothelin receptor (endothelin receptor) of EDNRA, EDNRB. ET3 binding to EDNRB is essential for the survival and migration of melanoblast, resulting in the loss of melanocytes in the event of mutation.

위에서 언급한 멜라노사이트 활성인자들에 의해 멜라노사이트 특이적인 최종 목표 유전자가 활성화되고 결국은 멜라닌 합성 관련 효소들이 형성이 되는 것이다.핵에서 만들어진 멜라닌 관련 효소 유전자들이 소포체(endoplasmic reticulum)와 골지(golgi)를 통하여 이동하면서 당화(glycosylation)가 이루어지는데 이때 완성된 단백질의 형태를 지니게 되어 멜라닌 합성에 중요한 인자로 작용한다. 이는 세포벽과 결합된 소기관인 멜라노좀으로 이동하여 멜라닌을 형성하게 된다. 결국 멜라노사이트에서 형성된 멜라닌은 멜라노좀을 통하여 케라티노사이트로 이동하여 피부표피의 색을 결정하게 되는 것이다. 멜라노좀이 이동하는데 관여하는 인자로는 Rab 27a, Myosin Va 등이 있고, 멜라노좀의 케라티노사이트로의 이동에는 3가지 가설이 제기되고 있다. 멜라노사이트로부터 세포간으로 방출된 후 케라티노사이트에의 흡수, 멜라노사이트와 케라니토사이트의 혈장 막 융합(plasma membrane fusion), 멜라노사이트 수지상 돌기부분의 케라티노사이트로의 함몰(exocytosis)이 그것이다.The melanocyte activators mentioned above activate the melanocyte-specific final target genes and eventually form melanin synthesis-related enzymes. The melanin-related enzyme genes produced in the nucleus are endoplasmic reticulum and golgi. Glycosylation takes place as it moves through, which takes the form of a completed protein and acts as an important factor in melanin synthesis. It migrates to melanosomes, which are organelles associated with the cell wall, to form melanin. Eventually, melanin formed in melanocytes moves to keratinocytes through melanosomes to determine the color of the skin epidermis. Factors involved in the movement of melanosomes include Rab 27a and Myosin Va. Three hypotheses have been suggested for the transfer of melanosomes to keratinocytes. Absorption to keratinocytes after release from melanocytes to cells, plasma membrane fusion of melanocytes and keratinocytes, and exocytosis of the melanocyte dendritic region to keratinocytes. .

일반적으로 Aplysia Ras-related homologs(ARHs)들은 소위 Rho 유전자로 불리며, 작은 구아닌 뉴클레오티드(small guanine nucleotide) 교환(GTP/GDP) 인자를 암호화하는 Ras Superfamily 유전자 계열에 속한다. ARH 단백질들은 Rho GDI-α 단백질과의 상호작용을 통해 GDP-부착상태에서 불활성화 상태를 유지한다. Rho GDI-α (ARHGDIA)의 유전자는 6개의 액손들로 이루어져 있으며, 각종 조직과 세포에서 발현되고 있는 것이 알려져있다. 진핵세포의 단백질이나 지질은 세포가 분화될 때 두배의 단백질과 지질을 필요로 하며, 이외에도 손상을 받은 단백질인 경우는 지속적으로 대체되어야 한다. 따라서 합성된 단백질은 그들이 가진 신호에 따라 세포 내 소기관으로 이동하여 세포내 소기관의 구성단백질로 이용되거나 또는 조절단백질로서 활성을 조절함으로써 세포의 생명현상의 유지에 참여한다. 합성된 단백질은 다른 최종 목적지인 소기관으로 이동하게 되는데, 이때 비히클을 이용하여 수송된다. 비히클-결합 형태(Vesicle-binding form)와 GDP-결합 형태(GDP-binding form)를 순환(cycling) 하면서 단백질 수송에 관여한다.Aplysia Ras-related homologs (ARHs) are commonly called Rho genes and belong to the Ras Superfamily gene family, which encodes small guanine nucleotide exchange (GTP / GDP) factors. ARH proteins remain inactive at GDP-attached state through interaction with the Rho GDI-α protein. The gene of Rho GDI-α (ARHGDIA) consists of six axons and is known to be expressed in various tissues and cells. Eukaryotic proteins or lipids require twice as much protein and lipids as the cells differentiate, and in addition, damaged proteins must be replaced on an ongoing basis. Therefore, the synthesized proteins move to intracellular organelles according to their signals and are used as constituent proteins of intracellular organelles or participate in maintenance of cell life by regulating activity as a regulatory protein. The synthesized protein is then transported to another final destination, the organelle, which is transported by vehicle. It is involved in protein transport by cycling the vehicle-binding and GDP-binding forms.

단일 폴리펩티드로 된 소 GTPase(small GTPases)는 20~40 KDa의 저분자량으로 GTP를 가수분해하여, 소 GTP-결합 단백질(small GTP-binding proteins) (small G proteins)이라고도 한다. 이들 소 GTPase(small GTPases)는 다양한 기능을 가지고 있어, 유전자 표현조절(gene expression), 세포증식(proliferation), 세포이동(chemotaxis), 세포골격 재배열(cytoskeletal rearrangement) 등과 관련되어 있다. 세포의 신호전달시 소 GTPase(small GTPases)는 분자 스위치로 작용하여, 비 활성화된 GDP 결합상태 (세포질 내에 대부분 존재)와 활성화된 GTP 결합상태 (세포막에 주로 존재)를 오고 가게 된다. 대부분의 소 GTPases는 C-말단에 이소프레노이드(isoprenoid)들이 결합, 번역후 변형(post-translational modification)되어 활성화된다. 이소프레노이드(Isoprenoid)는 파네실(farnesyl)과 제라닐(geranyl)의 두 종류가 있어, Ras는 파네실화(farnesylation)에 의하여, Rho는 제라닐화( geranylation)에 의하여 활성화된다. 활성화에는 구아닌 뉴클레오티드 교환 인자 (guanine nucleotide exchange factor) (GEF) 가 필요하며, 비활성화 GTPases를 활성화 상태로 변환시킨다. 비활성화에는 GTPase 활성화 단백질 (GAP)이 필요하며, GTP 가수분해를 촉진시켜 GTPase가 비활성화된 GDP 결합상태로 변환시킨다. 또한 GTPase 기능 조절 인자로 GDP 해리 인자(dissociation inhibitor) (GDI)가 있으며 이들의 기능연구도 활발히 되고 있다. Small GTPases, made of single polypeptides, are also known as small GTP-binding proteins (small G proteins) by hydrolyzing GTP at low molecular weights of 20-40 KDa. These small GTPases have a variety of functions and are involved in gene expression, proliferation, chemotaxis, and cytoskeletal rearrangement. During cell signaling, small GTPases act as molecular switches, moving back and forth between inactivated GDP binding (mostly in the cytoplasm) and activated GTP binding (mainly in the cell membrane). Most bovine GTPases are activated by binding and post-translational modification of isoprenoids at the C-terminus. There are two types of isoprenoids: farnesyl and geranyl, Ras is activated by farnesylation, and Rho is activated by geranylation. Activation requires a guanine nucleotide exchange factor (GEF), which converts inactive GTPases into an activated state. Inactivation requires GTPase activating protein (GAP), which promotes GTP hydrolysis to convert GTPase into inactivated GDP bound state. In addition, there are GDP dissociation inhibitors (GDI) as GTPase function regulators, and their function research is being actively conducted.

Rho GTPase의 종류와 기능을 살펴보면,지금까지 Rho는 인체 내에 20여 가지가 알려져 있다. Rho는 액틴 세포골격 어셈블리(actin cytoskeleton assembly), 평활근 (SMC) 수축, 세포와 세포의 부착 (adhesion), 세포 운동과 이동, 유전자 전사, 효소 활성화 등의 여러 가지 기능을 가지고 있다. Rho는 Rac, Rho, Cdc42 세 가지로 크게 나눌 수 있고, 각각은 서로의 기능에 영향을 미친다. RhoA, B, C, Rac 1, 2, 3, Cdc42, RhoD, Rnd1, Rnd2, PhoE/Rnd3, RhoG, TC10 등이 밝혀져 있다. 액틴 세포골격 어셈블리에서 Rho는 스트레스 섬유 (stress fiber)와 국소 유착 (focal adhesion)을, Rac는 세포 주변에 라멜리포디아(lamellipodia)를 형성하고, Cdc42는 마이크로스파이크(microspikes) 혹은 필로포디아(filopodia)를 형성한다. 성장인자나 자극물질에 의하여 이러한 기능을 나타내는데 Rho는 리소파티딕산(lysophatidic acid) (LPA), Rac는 PDGF, 인슐린, Cdc42는 브라디키닌(bradykinin), IL-1 등에 의하여 유발된다. 인체내 Rho는 85 가지의 활성자들 (GEFs)과 70 가지의 비활성자들 (GAPs) 에 의하여 조절된다. GDIs는 현재 Rho GDI-α, b, g 세 종류가 알려져 있다. 이들 조절인자는 아직까지도 그 기능이 정확하게 알려진 게 많지 않다.Looking at the types and functions of Rho GTPase, so far, 20 kinds of Rho are known in the human body. Rho has several functions, including actin cytoskeleton assembly, smooth muscle (SMC) contraction, cell-to-cell adhesion, cell movement and migration, gene transcription, and enzyme activation. Rho can be divided into three categories, Rac, Rho, and Cdc42, each of which affects each other's function. RhoA, B, C, Rac 1, 2, 3, Cdc42, RhoD, Rnd1, Rnd2, PhoE / Rnd3, RhoG, TC10 and the like are known. In actin cytoskeletal assembly, Rho forms stress fibers and focal adhesions, Rac forms lamellipodia around the cells, and Cdc42 forms microspikes or phyllophodia filopodia). Rho is caused by lysophatidic acid (LPA), Rac is PDGF, insulin, Cdc42 is Bradykinin, IL-1, etc. Rho in the body is regulated by 85 activators (GEFs) and 70 inactivators (GAPs). GDIs are currently known in three types, Rho GDI-α, b and g. These regulators are not yet known for their exact function.

본 발명자들은 Rho GDI-α의 증가는 멜라닌 합성을 저해하며, Rho GDI-α의 감소는 멜라닌 합성을 증가시킨다는 사실을 밝혀내었다. Rho GDI-α의 감소는 MITF 및 타이로시나제의 발현과 활성의 증가를 촉진함으로써 멜라닌 생성을 촉진하고, Rho GDI-α 의 증가는 MITF 및 타이로시나제의 발현과 활성의 증가를 억제함으로써 멜라닌 생성을 억제할 수 있다.We have found that an increase in Rho GDI-α inhibits melanin synthesis and a decrease in Rho GDI-α increases melanin synthesis. Reduction of Rho GDI-α promotes melanin production by promoting the expression and activity of MITF and tyrosinase, and increase of Rho GDI-α inhibits the increase in expression and activity of MITF and tyrosinase. It can inhibit melanin production.

본 발명의 일실시예에 따른 멜라닌 생성 조절용 조성물은 멜라닌 생성을 억제하는 조성물이며, 상기 유효성분은 Rho GDI-α 단백질 또는 상기 단백질을 암호화하는 유전자일 수 있다. 여기에서, Rho GDI-α 단백질을 암호화하는 유전자는 유리된 상태일 수도 있고 벡터에 삽입되어 있는 형태일 수 있다. Melanin production control composition according to an embodiment of the present invention is a composition for inhibiting melanin production, the active ingredient may be a Rho GDI-α protein or a gene encoding the protein. Here, the gene encoding the Rho GDI-α protein may be in a free state or in a form inserted into a vector.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 멜라닌 생성 조절용 조성물은 멜라닌 생성을 촉진하는 조성물이며, 유효성분은 Rho GDI-α 단백질을 암호화하는 유전자 서열에 상보적인 서열을 갖는 유전자 또는 그 단편일 수 있다. 단편인 경우, 바람직한 길이는 19~40bp이다. 더 바람직하게는 19~30bp이며, 보다 바람직하게는 19~25bp 이다. 상기 유효성분은 Rho GDI-α의 mRNA에 결합하는 siRNA(small interfering RNA)일 수 있다. Melanin production control composition according to another embodiment of the present invention is a composition for promoting melanin production, the active ingredient may be a gene having a sequence complementary to the gene sequence encoding the Rho GDI-α protein or fragments thereof. In the case of fragments, the preferred length is 19-40 bp. More preferably, it is 19-30bp, More preferably, it is 19-25bp. The active ingredient may be siRNA (small interfering RNA) that binds to the mRNA of Rho GDI-α.

siRNA의 세포 내로의 도입은 미세 주입법 (Capecchi, M.R., Cell, 22:479(1980)), 칼슘 포스페이트 공동-침전법 (Graham, F.L. et al., Virology, 52:456(1973)), 전기 천공법 (Neumann, E. et al., EMBO J., 1:841(1982)) 또는 리포좀 이용법 (Wong, T.K. et al., Gene, 10:87(1980)) 등을 이용하여 실시할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Incorporation of siRNA into cells may include microinjection (Capecchi, MR, Cell, 22: 479 (1980)), calcium phosphate co-precipitation (Graham, FL et al., Virology, 52: 456 (1973)), electroporation Method (Neumann, E. et al., EMBO J., 1: 841 (1982)) or using liposomes (Wong, TK et al., Gene, 10:87 (1980)), etc. It is not limited to this.

본 발명의 일실시예에 따른 조성물이 화장품 제형인 경우에는, 화장품학적으로 허용가능한 매질 또는 기제를 함유한다. 이는 국소적용에 적합한 모든 제형으로, 예를 들면 용액, 겔, 고체 또는 반죽 무수 생성물, 수상에 유상을 분산시켜 얻은 에멀젼, 현탁액, 마이크로에멀젼, 마이크로캡슐, 미세과립구 또는 이온형(리포좀) 및/또는 비이온형의 소낭 분산제의 형태로, 또는 크림, 스킨, 로션, 파우더, 연고, 스프레이 또는 콘실 스틱의 형태로 제공될 수 있다. 이들 조성물은 당해 분야의 통상적 방법에 따라 제조될 수 있다. If the composition according to one embodiment of the invention is a cosmetic formulation, it contains a cosmetically acceptable medium or base. These are all formulations suitable for topical application, for example emulsions, suspensions, microemulsions, microcapsules, microgranules or ionic (liposomes) obtained by dispersing an oil phase in a solution, gel, solid or pasty anhydrous product, aqueous phase, and / or It may be provided in the form of a nonionic vesicle dispersant or in the form of a cream, skin, lotion, powder, ointment, spray or cone stick. These compositions can be prepared according to conventional methods in the art.

본 발명의 일실시예에 따른 조성물이 의약품 제형인 경우에는, 본 발명의 일실시예에 따른 Rho GDI-α을 암호화하는 유전자 혹은 단백질을 유효성분으로 하여 상용되는 무기 또는 유기의 담체를 가하여 고체, 반고체 또는 액상의 형태로 비경구 투여제(주사, 경피 투여 또는 외용도포)로 제제화할 수 있다. 비경구 투여를 위한 제재로는 국소 주사용 제제, 연고, 로션, 스프레이, 현탁제 등을 들 수가 있다. When the composition according to one embodiment of the present invention is a pharmaceutical formulation, a solid, by adding a commercially available inorganic or organic carrier using a gene or protein encoding Rho GDI-α according to an embodiment of the present invention as an active ingredient It may be formulated as a parenteral administration (injection, transdermal or external application) in semisolid or liquid form. Formulations for parenteral administration include topical injection preparations, ointments, lotions, sprays, suspensions and the like.

본 발명의 일실시예에 따른 조성물의 유효성분을 제제화 하기 위해서는 통상의 방법에 따라서 실시하면 용이하게 제제화할 수 있으며 계면활성제, 부형제, 착색료, 향신료, 보존료, 안정제, 완충제, 현탁제, 기타 상용하는 보조제를 적당히 사용할 수 있다.In order to formulate the active ingredient of the composition according to an embodiment of the present invention, it can be easily formulated according to a conventional method. Surfactants, excipients, coloring agents, spices, preservatives, stabilizers, buffers, suspensions, and other commonly used Adjuvants may be used as appropriate.

적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remingon's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and formulations are described in detail in Remingon's Pharmaceutical Sciences (19 th ed., 1995).

본 발명의 일실시예에 따른 Rho GDI-α 및 그 유전자의 투여량은 치료 받을 대상의 연령, 성별, 체중과, 치료할 특정 질환 또는 병리 상태, 질환 또는 병리 상태의 심각도, 투여경로 및 처방자의 판단에 따라 달라질 것이다. 이러한 인자에 기초한 투여량 결정은 당업자의 수준 내에 있으며, 주사제를 제외한 제재에 대해서는 멜라닌 억제가 발생되는 부위에 외용 도포하는 식으로 당업자의 수준에서 적용할 수 있고, 주사제의 경우에는 멜라닌 억제가 진행된 피부에 국소적으로 주사할 수 있다. 일반적으로 투여량은 0.001ng/kg/일 내지 대략 2000mg/kg/일의 범위이다. 더 바람직한 투여량은 단백질의 경우 1㎍/kg/일 내지 1mg/kg/일이며, 유전자의 경우 50ng/kg/일 내지 200ng/kg/일이다.The dose of Rho GDI-α and its genes according to an embodiment of the present invention may be determined by the age, sex, and weight of the subject to be treated, the specific disease or pathology to be treated, the severity of the disease or pathology, the route of administration, and the judgment of the prescriber. Will depend on. Dose determination based on these factors is within the level of those skilled in the art, and can be applied at the level of the person skilled in the art by external application to the site where melanin inhibition occurs for the formulations except injections, and in the case of injections, melanin suppressed skin It can be injected locally. Generally dosages range from 0.001 ng / kg / day to approximately 2000 mg / kg / day. More preferred dosages are 1 μg / kg / day to 1 mg / kg / day for proteins and 50 ng / kg / day to 200 ng / kg / day for genes.

본 발명의 일실시예에 따른 조성물의 유효성분인 Rho GDI-α 단백질은 멜라닌 생성 억제 또는 멜라닌 생성 촉진을 할 수 있는 한 천연의 아미노산 서열의 아미노산 잔기가 다른 잔기로 치환, 결실 또는/및 첨가되어 다양하게 변형된 형태일 수 있으며, 또한 인산화, 당화, 메틸화, 파네실화 등의 변형이 일어난 형태일 수도 있다. Rho GDI-α protein, which is an active ingredient of the composition according to an embodiment of the present invention, may be substituted, deleted, and / or added with an amino acid residue of a natural amino acid sequence as long as it can inhibit melanin production or promote melanin production. It may be in various modified forms, and may also be in a form in which modifications such as phosphorylation, saccharification, methylation, and pansylation have occurred.

본 발명의 유전자 및 그 단편은, 변형된 뉴클레오타이드로 이루어질 수도 있다. 예컨대, 2'-O-알킬 (예: 메틸, 에틸), 2'-O-알릴, 2'-O-알릴과 같은 2'-치환된 라이보스를 포함하는 뉴클레오타이드를 부분적으로 또는 전체적으로 포함할 수 있다. 또한, 치환된 염기를 갖는 뉴클레오타이드를 부분적으로 또는 전체적으로 포함할 수도 있다.The gene of the present invention and fragments thereof may be composed of modified nucleotides. Nucleotides, including, for example, 2'-substituted ribose, such as 2'-0-alkyl (e.g. methyl, ethyl), 2'-0-allyl, 2'-0-allyl; have. It may also comprise partially or wholly nucleotides with substituted bases.

본 발명의 일실시예에서, Rho GDI-α 또는 그 유사 단백질을 암호화하는 유전자 또는 Rho GDI-α의 발현을 억제하는 siRNA를 투여하기 위하여 여러가지 방법을 사용할 수 있다. 바이러스성 벡터 또는 비바이러스성 벡터를 이용하여 유전자를 투여할 수 있는데, 바이러스성 벡터로는, 레트로바이러스, 아데노바이러스, 아데노-연관 바이러스 등이 있고, 비바이러스성 벡터로는, 마이셀 또는 리포좀과 같은 구조 등이 있으며, DNA를 벡터 없이 전기 천공법(electroporation) 또는 유전자총(gene gun)을 이용하여 투여할 수도 있다. 특히, 리포좀에 Rho GDI-α 또는 그 유사 단백질을 암호화하는 유전자를 운반하여 투여할 수 있다.In one embodiment of the present invention, various methods may be used to administer a gene encoding Rho GDI-α or a similar protein or siRNA that inhibits the expression of Rho GDI-α. Viral vectors or non-viral vectors may be used to administer genes. Viral vectors include retroviruses, adenoviruses, adeno-associated viruses, and the like, and non-viral vectors may include micelles or liposomes. Structure and the like, and DNA may be administered by using electroporation or a gene gun without a vector. In particular, liposomes may be administered by carrying a gene encoding Rho GDI-α or a similar protein thereof.

본 발명의 일실시예에 따른 멜라닌 생성 조절제 스크리닝 방법에 있어서, 상기 Rho GDI-α의 발현을 조절하는지 여부는 당업계에 널리 공지된 방법인 RT-PCR 또는 ELISA 및 웨스턴블럿(immuno blot)을 이용하여 결정될 수 있다. In the melanin production regulator screening method according to an embodiment of the present invention, whether to regulate the expression of Rho GDI-α using RT-PCR or ELISA and Western blot (immuno blot) which is well known in the art Can be determined.

본 발명의 일실시예에 따른 멜라닌 생성 조절제 스크리닝 방법에 있어서, 상기 확인 결과, 상기 시험 물질이 Rho GDI-α의 발현, 활성 또는 기능을 촉진하는 경우 멜라닌 생성 억제제로 판정하는 것을 포함할 수 있다.  In the melanin production regulator screening method according to an embodiment of the present invention, as a result of the confirmation, when the test substance promotes the expression, activity or function of Rho GDI-α may include determining as a melanin production inhibitor.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 멜라닌 생성 조절제 스크리닝 방법에 있어서, 상기 확인 결과, 상기 시험 물질이 Rho GDI-α의 발현, 활성 또는 기능을 억제하는 경우 멜라닌 생성 촉진제로 판정하는 것을 포함할 수 있다. In the melanin production regulator screening method according to another embodiment of the present invention, when the test result inhibits the expression, activity or function of Rho GDI-α may include determining as a melanin production promoter. .

본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 멜라닌 생성 조절제 스크리닝 방법은, Rho GDI-α의 프로모터 및 리포터 유전자를 포함하는 플라스미드를 세포에 트랜스펙션시키는 단계; 상기 세포에 시험 물질을 처리하는 단계; 및 상기 시험 물질이 상기 리포터 유전자의 발현을 촉진하는지 또는 억제하는지의 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다. Melanin production regulator screening method according to another embodiment of the present invention, the method comprising the steps of transfecting a cell plasmid comprising a promoter and reporter gene of Rho GDI-α; Treating the cell with a test substance; And confirming whether the test substance promotes or inhibits expression of the reporter gene.

Rho GDI-α의 발현 정도를 이용한 멜라닌 생성 억제제 혹은 촉진제 스크리닝은 시험 물질이 Rho GDI-α 단백질의 발현을 촉진 혹은 억제하는지를 면역검정법(예를 들어 ELISA 또는 Immunoblot)으로 확인하거나, Rho GDI-α 의 프로모터를 포함하는 리포터 유전자를 포함하는 플라스미드를 세포에 트랜스펙션(transfection)시키고 상기 세포에 시험 물질을 처리하여 상기 시험 물질이 상기 리포터 유전자의 발현을 촉진 혹은 억제하는지 여부를 확인하는 방법으로 수행될 수 있다. Screening of melanogenesis inhibitors or promoters using the expression level of Rho GDI-α can be confirmed by immunoassay (e.g., ELISA or Immunoblot) to determine whether the test substance promotes or inhibits the expression of Rho GDI-α protein. The method may be performed by transfecting a plasmid containing a reporter gene including a promoter into a cell and treating the cell with a test substance to determine whether the test substance promotes or inhibits expression of the reporter gene. Can be.

상기 멜라닌 억제제 혹은 촉진제 스크리닝을 위한 리포터 유전자 분석(assay)법은, 일반적인 분자생물학 기법에 의해 제조된 리포터 유전자 벡터를 이용한다. 리포터 유전자로는 반딧불(firefly) 루시퍼라제(luciferase) 유전자 또는 가우시아 루시퍼라제 유전자 (GLuc) 등을 사용할 수 있다. Rho GDI-α 의 프로모터 는 당업자가 미국 NCBI 데이터베이스로부터 유전자 ID를 이용하여 쉽게 디자인하여 얻을 수 있다. 일차 배양한 멜라노사이트 혹은 불멸화된 멜라노사이트나 멜라노마 세포에 상기 준비된 플라스미드를 트랜스펙션시킨 후 12시간이 경과된 시점에 멜라닌 생성 억제제 혹은 촉진제 후보 약물을 처리하고 루시퍼라제 활성을 루미노미터(Luminometer)로 측정하면, 억제제 또는 촉진제 후보 약물이 Rho GDI-α 의 발현에 미치는 영향을 확인할 수 있다. The reporter gene assay for screening the melanin inhibitor or promoter uses a reporter gene vector prepared by a general molecular biology technique. As the reporter gene, a firefly luciferase gene or a Gaussian luciferase gene (GLuc) may be used. Promoters of Rho GDI-α can be readily designed and obtained by those skilled in the art using gene IDs from the US NCBI database. After transfection of the prepared plasmid to primary cultured melanocytes or immortalized melanocytes or melanoma cells, the melanogenesis inhibitor or promoter candidate drug was treated and the luciferase activity was measured by a luminometer (Luminometer). ), The effect of the inhibitor or promoter candidate drug on the expression of Rho GDI-α can be confirmed.

이하, 하기 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited only to these examples.

[실시예 1] Rho GDI-α의 발현량 변화에 따른 멜라닌 생성 억제 및 생성확인Example 1 Inhibition and Production Confirmation of Melanin Production by Rho GDI-α Expression Change

본 실험에서는 C57/BL 마우스에서 유래한 Melan-a 멜라노사이트 세포(D.C.Bettett, St.George's hospital medical school, USA) 를 배양하여 RT-PCR을 수행하였다. 세포는 우태아혈청이 10% 들어 있는 RPMI-1640 배지에 6개의 구멍을 가진 플레이트 구멍 하나 당 세포수가 1X105 이 되도록 깔았다. 24시간 동안 세포가 기벽에 붙도록 한 후 각기 실험군의 실험시료를 투여하였다. In this experiment, RT-PCR was performed by culturing Melan-a melanocytes (DCBettett, St. George's hospital medical school, USA) derived from C57 / BL mice. Cells were plated in a RPMI-1640 medium containing 10% fetal bovine serum with 1 × 10 5 cells per plate hole with 6 holes. The cells were allowed to adhere to the wall for 24 hours, and then experimental samples of each experimental group were administered.

Rho GDI-α 가 실제로 멜라닌 합성 (melanogensis)을 촉진 혹은 감소시켜줄 수 있는지를 알아보았다. 우선, 멜라닌 합성에 있어서 초기 단계에 중요하다고 알려진 MITF (Microphthalmia-associated transcription factor)와 타이로시나제 (Tyrosinase)와 관련하여 이 유전자의 활성을 변화시켜는지를 알아보고, 또한 멜라닌 합성의 최종 생성물인 멜라닌의 생성량도 측정을 하였다. We investigated whether Rho GDI-α could actually promote or reduce melanogensis. First, we examine whether the activity of this gene changes in relation to the microphthalmia-associated transcription factor (MITF) and tyrosinase (MITF), which are known to be important in the early stages of melanin synthesis. The amount of produced was also measured.

6공 세포배양 플레이트에 Rho GDI-α 유전자가 삽입된 pCMV-SPORT6 벡터(invitrogen, USA) 0.5 및 1μg/ml의 농도 각각을 Fugene 6 HD(Roche ,USA)를 이용하여 세포내로 주입하였다. 대조군은 pCMV-SPORT6에 Rho GDI-α 유전자가 없는 벡터를 도입하였다. 주입 후 각각 12, 24, 48 시간 동안의 MITF와 타이로시나제의 mRNA를 RT-PCR로 확인하였다. 이때 MITF와 타이로시나제의 어닐링 온도는 각각 58도, 60도이며 싸이클수는 각각 27과 24이었다.Concentrations of 0.5 and 1 μg / ml of the pCMV-SPORT6 vector (invitrogen, USA) in which the Rho GDI-α gene was inserted into the 6-hole cell culture plate were injected into cells using Fugene 6 HD (Roche, USA). The control group introduced a vector without the Rho GDI-α gene into pCMV-SPORT6. After injection, mRNAs of MITF and tyrosinase were identified by RT-PCR for 12, 24 and 48 hours, respectively. The annealing temperatures of MITF and tyrosinase were 58 degrees and 60 degrees, respectively, and the number of cycles was 27 and 24, respectively.

그 결과, Rho GDI-α를 일시적으로(transiently) 발현시키면 MITF와 타이로시나제의 mRNA의 양이 감소하는 것을 볼 수 있다. 이는 멜라닌 합성이 저해되고 있음을 간접적으로 증명하고 있는 것이다(도 1의 a). As a result, it can be seen that transiently expressing Rho GDI-α decreases the amount of mRNA of MITF and tyrosinase. This indirectly proves that melanin synthesis is inhibited (FIG. 1A).

또한 Rho GDI-α 의 siRNA (invirogen, USA) 20nmol/ml을 Fugene 6 HD(Roche ,USA)를 이용하여 Rho GDI-α의 mRNA 의 발현을 감소시켰다. 이때 대조군은 Rho GDI-α Scrambled siRNA (invitrogen, USA)를 도입하였다. 그 결과, MITF와 티로시나아제의 mRNA의 양이 증가하는 것을 관찰할 수 있다. 이는 멜라닌 합성이 증가되고 있음을 간접적으로 증명하고 있는 것이다(도 1의 b).In addition, the siRNA of Rho GDI-α (invirogen, USA) 20nmol / ml using Fugene 6 HD (Roche, USA) reduced the expression of Rho GDI-α mRNA. At this time, the control group introduced Rho GDI-α Scrambled siRNA (invitrogen, USA). As a result, the amount of mRNA of MITF and tyrosinase can be observed to increase. This indirectly proves that melanin synthesis is increased (FIG. 1 b).

한편, Rho GDI-α가 멜라닌 합성에 관련한 중요한 단백질인 타이로시나제 의 발현과 활성에 미치는 영향에 대하여도 실험을 수행하였다. Rho GDI-α가 삽입 된 pCMV-SPORT6 벡터(invitrogen,USA) 1 μg/ml를 이용하여 일시적으로(transiently) 발현시켰다. 이렇게 준비된 세포를 이용, 타이로시나제의 발현량과 활성의 변화 및 총멜라닌 양을 측정하였다. 타이로시나제(tyrosinase) 발현량은 Immuno Blotting을 이용하여 측정하였고, 활성 저해 측정은 Dopa 염색법을 이용하여 측정하였으며, 총멜라닌 양은 1N NaOH로 녹여 405nm 에서 흡광도를 측정하였다.On the other hand, the effect of Rho GDI-α on the expression and activity of tyrosinase, an important protein related to melanin synthesis, was also tested. Rho GDI-α was transiently expressed using 1 μg / ml of the pCMV-SPORT6 vector (invitrogen, USA). Using the cells thus prepared, changes in the expression and activity of tyrosinase and total melanin were measured. Tyrosinase expression was measured using Immuno Blotting. Activity inhibition was measured using Dopa staining. Total melanin was dissolved in 1N NaOH and absorbance was measured at 405 nm.

상기 단계에서 확보된 Rho GDI-α를 일시적으로(transiently) 발현시킨 melan-a 세포와 Rho GDI-α 의 siRNA를 처리한 melan-a 세포에 차가운 PBS로 한 번 씻은 후, 세포를 용해하여 일부는 Immunoblot을 수행하여 티로시나아제의 단백질 발현을 확인하고, 일부는 Tris - Glycine 젤에 로딩하여 Dopa 염색을 실시하여 티로시나아제의 활성을 확인하였다. 이 때 Dopa 염색은 0.5M 포스페이트 버퍼와 0.1% Dopa/80mM 포스페이트 용액을 사용해서 인큐베이션 한 후 젤을 건조하여 확인하였다. After washing once with cold PBS in melan-a cells transiently expressing the Rho GDI-α obtained in the above step and melan-a cells treated with the siRNA of Rho GDI-α, the cells were lysed and partially Immunoblot was performed to confirm the protein expression of tyrosinase, and some of them were loaded on Tris-Glycine gel and subjected to Dopa staining to confirm the activity of tyrosinase. Dopa staining was confirmed by incubation with 0.5M phosphate buffer and 0.1% Dopa / 80mM phosphate solution and drying the gel.

또한 세포를 용해하고 남은 펠릿을 1N NaOH에 녹여 405nm에서 흡광도를 측정하여 총 단백질 대비 총 멜라닌 양을 측정하였다. 그 결과는 도 2에 나타내었다. In addition, the cells were lysed and the remaining pellets were dissolved in 1N NaOH to measure absorbance at 405 nm to determine total melanin relative to total protein. The results are shown in FIG.

도 2에 나타난 바와 같이, MITF와 같이 Rho GDI-α 의 양을 증가시키면 타이로시나제의 발현(도 2의 a) 과 활성(도 2의 b)이 모두 감소되는 것을 관찰할 수 있다. 이는 멜라닌 합성이 저해되고 있음을 간접적으로 증명하고 있는 것이다. As shown in Figure 2, increasing the amount of Rho GDI-α, such as MITF can be observed to reduce both the expression of tyrosinase (a in Figure 2) and activity (b in Figure 2). This indirectly proves that melanin synthesis is inhibited.

또한 Rho GDI-α 의 siRNA (invirogen, USA) 10 과 20nmol/ml을 이용하여 Rho GDI-α의 mRNA 의 발현을 감소시키면 티로시나아제의 단백질 발현(도 2a) 및 활성(도 2b)이 증가하는 것을 관찰할 수 있다. 이는 멜라닌 합성이 증가되고 있음 을 간접적으로 증명하고 있는 것이다. In addition, by reducing the expression of Rho GDI-α mRNA using siRNA (invirogen, USA) 10 and 20 nmol / ml of Rho GDI-α, the protein expression of tyrosinase (FIG. 2A) and activity (FIG. 2B) were increased. Can be observed. This indirectly proves that melanin synthesis is increasing.

직접적으로 멜라닌 합성 억제 및 증가를 살펴보기 위해 멜라닌의 총량을 측정하였다(도 2의 c). 대조군에 비해 Rho GDI-α 클론을 처리한 결과 약 30% 정도의 멜라닌 생성이 줄어드는 것을 관찰할 수 있으며, Rho GDI-α의 siRNA(20nmol/ml)를 처리하면 약 90%의 멜라닌 생성이 증가하는 것을 관찰할 수 있다.To determine the melanin synthesis inhibition and increase directly, the total amount of melanin was measured (FIG. 2 c). Compared with the control group, the treatment of Rho GDI-α clone reduced the melanin production by about 30%, and the treatment of Rho GDI-α siRNA (20nmol / ml) increased the melanin production by about 90%. Can be observed.

[실시예 2] Rho GDI-α의 MITF 프로모터 활성 효과Example 2 Effect of Rho GDI-α on MITF Promoter Activity

본 실험에서는 MITF 프로모터가 포함된 melan-a 세포 시스템을 이용하여 Rho GDI-α 에 대한 MITF 활성을 GLuc 분석을 이용하여 측정하였다. 그리고 이때 사용된 세포를 이용하여 멜라닌 양 또한 정량하였다. In this experiment, the MITF activity against Rho GDI-α was measured using GLuc analysis using a melan-a cell system containing a MITF promoter. The amount of melanin was also quantified using the cells used at this time.

구체적으로는 세포 배양 접시에서 소량의 배지를 따서 측정 플레이트로 옮긴 후, 이 배지에 1X GLuc assay working solution(NEB)을 4:1의 비율로 넣고 루미노미터를 이용해서 470nM에서 발생하는 빛의 양을 측정하였다. 24공 평판 플레이트를 이용하여 5X104개의 세포를 깐 뒤에 Rho GDI-α의 siRNA는 20nmol/ml을 Fugene 6 HD (Roche, USA)를 이용하여 처리하였다. Rho GDI-α가 삽입된 pCMV-SPORT6 벡터(invitrogen, USA)는 IBMX 100μM과 함께 0.5mg/ml을 Fugene 6 HD (Roche, USA)를 이용하여 처리하였다. IBMX 100μM 은 양성 대조군으로 사용되었다. 물질 처리 후 배양 12시간, 24시간, 48시간에 GLuc 분석을 하였다. 상기 분석 결과는 도 3의 a 에 나타나 있다.Specifically, a small amount of medium was removed from the cell culture dish and transferred to the measurement plate, and 1 × GLuc assay working solution (NEB) was added to the medium in a ratio of 4: 1, and the amount of light generated at 470 nM using a luminometer. Was measured. After 5 × 10 4 cells were plated using a 24-hole plate, siRNA of Rho GDI-α was treated with 20 nmol / ml using Fugene 6 HD (Roche, USA). The pCMV-SPORT6 vector with Rho GDI-α (invitrogen, USA) was treated with Fugene 6 HD (Roche, USA) with 0.5 mg / ml with IBMX 100 μM. IBMX 100 μM was used as a positive control. After material treatment, GLuc analysis was performed at 12 hours, 24 hours, and 48 hours of culture. The analysis results are shown in a of FIG. 3.

여기에 1N NaOH를 첨가하여 세포를 녹인 후에 OD 405 nm 파장에서 흡광도를 측정하여 멜라닌의 양을 측정하였다. 멜라닌 양 측정 결과는 도 3의 b 에 나타나 있다. After adding 1N NaOH to dissolve the cells, the absorbance at OD 405 nm was measured to determine the amount of melanin. The melanin amount measurement result is shown in b of FIG.

도 3a 및 3b의 결과에서 알 수 있듯이, siRNA 에 의한 Rho GDI-α의 mRNA 및 단백질 감소는 MITF 프로모터 활성을 약 100~200% 정도 증가시키고 멜라닌 생성량도 약 50 % 이상을 증가시킨다. 따라서, Rho GDI-α의 감소가 멜라닌 합성을 증가시키는 효과를 갖는다는 것을 보여준다. As can be seen from the results of Figures 3a and 3b, mRNA and protein reduction of Rho GDI-α by siRNA increases the MITF promoter activity by about 100-200% and increases melanin production by about 50% or more. Thus, it is shown that the reduction of Rho GDI-α has the effect of increasing melanin synthesis.

또한 Rho GDI-α의 mRNA 및 단백질의 증가는 IBMX에 의한 MITF 프로모터 활성을 약 80% 정도 감소시키고 멜라닌 생성량도 약 40 % 이상을 감소시킴으로써 Rho GDI-α의 증가가 멜라닌 합성을 감소시키는 효과를 갖는다는 것을 보여준다.In addition, the increase in the mRNA and protein of Rho GDI-α decreases the MITF promoter activity by IBMX by about 80% and melanin production by about 40% or more, thereby increasing the Rho GDI-α reduces melanin synthesis. Shows.

[실시예 3] Rho GDI-α의 발현 감소로 유도한 멜라닌 생성 억제 물질 스크리닝Example 3 Screening of Melanin Inhibitors Induced by Reduction of Rho GDI-α Expression

본 실험은 Melan-a 세포를 이용하여, Rho GDI-α의 발현이 감소된 조건 하에서 증가된 MITF와 타이로시나제의 발현을 다시 감소시킬 수 있는 물질을 RT-PCR을 이용하여 스크리닝하는 것이다. 즉, 멜라닌 생성을 억제하는 물질을 스크리닝하는 것이다. In this experiment, Melan-a cells were screened using RT-PCR to reduce the expression of increased MITF and tyrosinase under conditions in which Rho GDI-α expression was reduced. In other words, it screens for substances that inhibit melanin production.

Rho GDI-α 의 siRNA (invirogen, USA) 20nmol/ml을 Fugene 6 HD(Roche ,USA)를 이용하여 Rho GDI-α의 mRNA 의 발현을 감소시킨 후 증가된 타이로시나제의 발현량과 활성 및 총 멜라닌 양을 감소시키는 물질을 스크리닝 하였 다. 타이로시나제(tyrosinase) 발현량은 Immuno Blotting, 활성 저해 측정은 Dopa 염색, 총멜라닌 양은 1N NaOH로 녹여 405nm 에서 흡광도를 측정하였다.Rho GDI-α siRNA (invirogen, USA) 20nmol / ml reduced the expression of Rho GDI-α mRNA using Fugene 6 HD (Roche, USA) and increased the expression, activity and total tyrosinase expression Substances that reduce the amount of melanin were screened. Tyrosinase expression was measured by Immuno Blotting, activity inhibition was measured by Dopa staining, total melanin was dissolved in 1N NaOH, and absorbance was measured at 405 nm.

자세히 기술하면, 6공 세포배양 플레이트에 Rho GDI-α 유전자의 siRNA 20nmol/ml (invitrogen, USA)을 Fugene 6 HD(Roche ,USA)를 이용하여 세포내로 도입하였다. 대조군은 동량의 Rho GDI-α Scrambled siRNA (invitrogen,USA)를 도입하였다. 주입 후 각각 12, 24, 48 시간 동안의 MITF와 타이로시나제의 mRNA를 RT-PCR로 확인하였다. 이때 MITF와 타이로시나제의 어닐링 온도는 각각 58도, 60도 이며 싸이클수는 각각 27과 24이다.In detail, 20 nmol / ml of siRNA of Rho GDI-α gene (invitrogen, USA) was introduced into cells using Fugene 6 HD (Roche, USA) in a 6-hole cell culture plate. The control group introduced the same amount of Rho GDI-α Scrambled siRNA (invitrogen, USA). After injection, mRNAs of MITF and tyrosinase were identified by RT-PCR for 12, 24 and 48 hours, respectively. The annealing temperatures of MITF and tyrosinase are 58 degrees and 60 degrees, respectively, and the number of cycles is 27 and 24, respectively.

상기 단계에서 확보된 siRNA를 처리한 melan-a 세포에 차가운 PBS로 씻은 후, 세포를 용해하고 남은 펠릿은 1N NaOH에 녹여 405nm에서 흡광도를 측정하여 총 단백질 대비 총 멜라닌 양을 측정하였다. 그 결과는 도 2에 나타내었다. After washing with cold PBS in the melan-a cells treated with the siRNA obtained in the above step, the cells were lysed and the remaining pellets were dissolved in 1N NaOH to measure the absorbance at 405 nm to determine the total melanin amount relative to the total protein. The results are shown in FIG.

그 결과, Rho GDI-α의 감소로 증가된 MITF 와 티로시나아제 (Tyrosinase)의 발현이 하기 화학식 1의 구조를 갖는 ISAO-03 (IUPAC name : 3-(3,4-dihydroxyphenyl)-N-adamantyl-propanamide, CTFA에 등록된 INCI name : adamntyl dihydrocaffeamide)에 의해 억제되는 것을 확인하였다. 이는 도 4의 a에 나타나 있다. 이는 Rho GDI-α의 감소로 증가된 멜라닌 합성이 ISAO-03에 의해 저해되는 것을 나타내는 것이다. As a result, the expression of MITF and tyrosinase increased due to the reduction of Rho GDI-α was increased by ISAO-03 (IUPAC name: 3- (3,4-dihydroxyphenyl) -N-adamantyl having the structure of Formula 1 below. -propanamide, INCFA name registered in CTFA: adamntyl dihydrocaffeamide) was confirmed to be inhibited. This is shown in a of FIG. 4. This indicates that increased melanin synthesis is inhibited by ISAO-03 with a decrease in Rho GDI-α.

한편, 총 멜라닌 량을 측정한 결과를 도 4의 b에 나타내었다. 도 4의 b를 통해서도 역시 ISAO-03에 의해 멜라닌 합성량이 감소된 것을 확인할 수 있었다. On the other hand, the results of measuring the total melanin amount is shown in b of FIG. Also through b of Figure 4 it was confirmed that the melanin synthesis amount was also reduced by ISAO-03.

결론적으로, 본 실험을 통해 멜라닌 생성을 억제하는 물질로서 ISAO-03을 스크리닝할 수 있었다. In conclusion, we could screen ISAO-03 as a substance that inhibits melanin production.

Figure 112007085025292-pat00001
Figure 112007085025292-pat00001

[실시예 4]Example 4

ISAO-03의 농도를 1, 2, 4μM로 변화시키고 처리 시간을 24, 48, 72시간으로 변화시키는 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실험을 수행하였다. The experiment was carried out in the same manner as in Example 3 except that the concentration of ISAO-03 was changed to 1, 2, 4 μM and the treatment time was changed to 24, 48, 72 hours.

그 결과는 도 5에 나타나 있다. 도 5a 는 ISAO-03이 농도의존적으로 약 40% 가량 멜라닌의 양을 감소시키는 결과이고, 도 5b는 2개의 ISAO-03 농도(2,4μM)를 가지고 24시간부터 72시간까지의 시간의존적 결과를 볼 수 있었다. 이 두 결과는 상기 실시예 3(도 4의 a)의 스크리닝으로 실시하여 얻은 ISAO-03 이 효과적으로 멜라닌 생성을 억제하는 것을 의미하는 것이며, 또한 이 결과로 ISAO-03 이 농도 및 시간의존적으로 효과적으로 멜라닌 생성억제 효능이 있음을 알 수 있다.The results are shown in FIG. FIG. 5A shows the results of ISAO-03 reducing the amount of melanin by about 40% concentration, and FIG. 5B shows the time-dependent results from 24 hours to 72 hours with two ISAO-03 concentrations (2,4μM). Could see. These two results indicate that ISAO-03 obtained by the screening of Example 3 (Fig. 4A) effectively inhibits melanin production, and as a result, ISAO-03 effectively melanin concentration and time-dependently It can be seen that the production inhibitory effect.

[실시예 5] 기니아 피그(guinea pig)에서 ISAO-03의 멜라닌 생성억제효과.Example 5 Inhibition of Melanin Production by ISAO-03 in Guinea Pigs

몸무게가 500 g 내외인 갈색 기니아 피그의 등 부위 털을 제거하고 펜토바비탈(pentobarbital) (30 mg/kg)로 마취시킨 후 500 mJ의 자외선으로 태웠다. 태우는 부위는 지름 1 cm 정도의 동그라미가 되게 하였다. 같은 방법으로 같은 부위에 일주일에 한번씩 3번 자외선 조사를 하였다. 마지막 자외선 조사가 끝나면 그 다음날부터 아침 저녁으로 상기 생성된 인공 색소반에 각 해당 시료를 처리하였다. Brown guinea pigs weighing around 500 g were removed from the back hairs, anesthetized with pentobarbital (30 mg / kg), and burned with 500 mJ ultraviolet light. The burned area was circled about 1 cm in diameter. In the same way, the same site was irradiated with ultraviolet rays three times a week. After the last UV irradiation, each of the samples was treated with the artificial pigment plate from the next day to morning and evening.

구체적으로 비히클만 처리한 대조군, ISAO-03 0.1%, 0.5%를 처리한 실험군, 아무것도 처리하지 않은 비처리군 및 하이드로퀴논(Hydroquinone) 2%를 처리한 비교군으로 나뉘었다. 각 시료는 5 μl씩 3주간 도포하였다. 이와 같이 시료를 도포하고 3주 후에 상기 비히클만 처리한 대조군, ISAO-03을 처리한 실험군 및 하이드로퀴논을 처리한 비교군의 인공색소반의 색깔을 무처리군을 기준으로 육안으로 확인하고 상대적인 색깔 차이를 수치화 하였다. 6마리의 동물을 이용하여 동시에 실험하고 각각의 수치를 평균내어 도표화 하였다. Specifically, it was divided into a vehicle-treated control group, ISAO-03 0.1%, 0.5% treated experimental group, nothing treated untreated group and hydroquinone (Hydroquinone) 2% compared to the treated group. Each sample was applied for 5 weeks at 5 μl. 3 weeks after the application of the sample, the color of the artificial pigment plate of the control group treated with the vehicle only, the experimental group treated with ISAO-03, and the comparative group treated with hydroquinone was visually confirmed based on the untreated group and the relative color difference was observed. Was quantified. Six animals were tested simultaneously and each value was averaged and tabulated.

그 결과를 도 6 a 에 나타내었다. 도 6 a의 수치에서 0.5는 전문가만이 알 수 있는 미백효과, 1.0은 누구나 알 수 있는 미백효과, 3.0은 원래 피부색만큼 하얗게 된 미백효과, 2.0은 1과 3사이의 미백효과, 4.0은 원래 피부색보다 하얗게 된 미백효과를 나타내는 것이다.The results are shown in Figure 6a. In Figure 6a, 0.5 is a whitening effect that only an expert can know, 1.0 is a whitening effect that anyone can know, 3.0 is a whitening effect as white as the original skin color, 2.0 is a whitening effect between 1 and 3, 4.0 is the original skin color Whitening effect is shown.

도 6a 에서 나타난 바와 같이 ISAO-03 0.5%의 미백효과는 2.1로서 자외선에 의한 인공색소반의 색소참착을 3주만에 확실하게 개선하였으며, 0.1%를 도포한 경우에도 하이드로퀴논보다 미백효과가 우수하였다.As shown in FIG. 6A, the whitening effect of ISAO-03 0.5% was 2.1, and the pigmentation of the artificial pigmented plate by UV was reliably improved after 3 weeks. Even when 0.1% was applied, the whitening effect was superior to hydroquinone.

또한, 상기의 무처리군, 비히클만 처리한 인공 색소반(대조군), ISAO-03을 처리한 인공색소반, 및 하이드로퀴논을 처리한 인공 색소반의 색깔을 색차계(크로마미터, chromameter)로 명암판정 하였으며, 인공색소반의 명암을 색차계로 수치화한 값(L값)을 평균내었다. In addition, the color of the untreated group, the artificial pigment plate (control group) treated with the vehicle only, the artificial pigment plate treated with ISAO-03, and the artificial pigment plate treated with the hydroquinone were contrasted with a color difference meter (chromator). The average value of the numerical value (L value) obtained by quantifying the contrast of the artificial color plate was measured.

그 결과는 도 6b 에 나타내었다. 도 6b 에서 수치(L값)이 클수록 밝은 색을 나타내는 것으로 ISAO-03 0.1%, 0.5%는 하이드로퀴논보다 높은 수치를 나타내어 우수한 미백효과를 나타냄을 확인하였다.The results are shown in Figure 6b. In FIG. 6B, the larger the numerical value (L value), the brighter the color. ISAO-03 0.1% and 0.5% showed higher values than hydroquinone, indicating an excellent whitening effect.

[실시예 6] 정상 인체 멜라노사이트에서의 효과Example 6 Effect on Normal Human Melanosite

Rho GDI-α가 인체 멜라노사이트에서 어떠한 효과를 나타내는지 알아보기 위해 정상 인체 멜라노사이트의 멜라닌 합성 효과를 살펴보았다. 이를 평가하기 위해 멜라닌 합성 과정에서 마지막 단계에서 중요한 역할을 하는 타이로시나제 활성을 측정하였다. 이는 DOPA 염색을 이용하여 타이로시나제 활성을 인시추(in situ)상에서 알아보는 방법으로 수행되었다. 6공 배지에 정상 인체 멜라노사이트(MTCC, 대한민국), 1X105 개 깔아주고, Rho GDI-α의 siRNA(invirogen, USA)는 20nmol/ml을 Fugene 6 HD (Roche, USA)를 이용하여 처리하고, Rho GDI-α가 삽입된 pCMV-SPORT6 벡터(invitrogen,USA)는 0.5mg/ml을 IBMX 100μM와 함께 Fugene 6 HD (Roche, USA)를 이용하여 처리하였다. IBMX 100μM 은 양성 대조군으로 사용되었다. 3일째에 세포를 PBS로 씻어준 후에 PMSF와 1.0% Triton X-100이 들어간 0.05M 소디움 인산 버퍼 (pH6.8)를 사용하여 소니케이션을 하였다. 그리고 멜라노좀 멤브레인으로부터 타이로시나제를 분리하기 위해서 4℃에서 30분간 놓아두었다. 그리고 나서 40000g 에서 20분간 원심분리를 한 후에 상등액만 수거하여 단백질을 획득하였다. 단백질 10 ug 을 SDS 샘플 버퍼와 섞은 후 Tris-Glycine 젤을 이용하여 전기 영동을 한다. 전기 영동이 끝난 후 젤을 0.5M 소디움 인산 버퍼 (pH6.5)에서 15분 동안 인큐베이션하였다. 그 후 0.2% L-DOPA가 포함된 0.1M 소디움 인산 버퍼 (pH6.8)에 젤을 넣어서 37℃ 에서 반응을 시켰다. 밴드가 나타나면 반응을 멈추었다. 이를 정량화 하여 그래프로 도 7에 나타내었다. 도 7에서 보여주듯이 Rho GDI-α의 감소시 타이로시나제 활성 촉진 효과를 나타내며, 증가시 티로시나제 활성 촉진 억제를 확인할 수 있었다.To investigate the effects of Rho GDI-α on human melanocytes, we examined the effects of melanin synthesis on normal human melanocytes. To assess this, we measured tyrosinase activity, which plays an important role in the final stage of melanin synthesis. This was done by examining the tyrosinase activity on in situ using DOPA staining. In a 6-hole medium, normal human melanocytes (MTCC, South Korea), 1X10 5 pieces were laid, and the siRNA of Rho GDI-α (invirogen, USA) was treated with 20 nmol / ml using Fugene 6 HD (Roche, USA), The pCMV-SPORT6 vector incorporating Rho GDI-α (invitrogen, USA) was treated with Fugene 6 HD (Roche, USA) with 0.5 mg / ml with IBMX 100 μM. IBMX 100 μM was used as a positive control. On day 3, the cells were washed with PBS and sonicated using 0.05M sodium phosphate buffer (pH6.8) containing PMSF and 1.0% Triton X-100. And 30 minutes at 4 ℃ to separate the tyrosinase from the melanosome membrane. Then, after centrifugation at 40000g for 20 minutes, only the supernatant was collected to obtain protein. 10 ug of protein is mixed with SDS sample buffer and subjected to electrophoresis using Tris-Glycine gel. After the end of electrophoresis the gels were incubated for 15 minutes in 0.5 M sodium phosphate buffer (pH 6.5). Thereafter, the gel was added to 0.1 M sodium phosphate buffer (pH6.8) containing 0.2% L-DOPA and reacted at 37 ° C. When the band appeared the reaction stopped. This was quantified and shown in FIG. 7 graphically. As shown in FIG. 7, the tyrosinase activity-promoting effect was shown upon reduction of Rho GDI-α, and the tyrosinase activity-promoting inhibition was confirmed when the increase was increased.

본 발명은, 멜라닌 생성을 억제함으로써 미백 효과를 얻을 수 있고 검버섯이나 기미, 주근깨 등을 예방 또는 치료하는 데에 유용하게 활용될 수 있다. 또한, 멜라닌 생성을 촉진함으로써 백모나 백반증 등을 예방 또는 치료하는 데에 유용하게 활용될 수 있다. The present invention can obtain a whitening effect by inhibiting the production of melanin and can be usefully used to prevent or treat blotch, blemishes, freckles and the like. In addition, by promoting the production of melanin may be useful for preventing or treating vitiligo and vitiligo.

도 1은 Rho GDI-α의 발현량 변화(증가:a, 감소:b)에 따른 멜라닌 합성에 관련된 유전자들의 mRNA의 변화를 나타내는 RT-PCR 결과이다. 1 is a RT-PCR result showing the change in mRNA of genes involved in melanin synthesis according to the change in the expression level of Rho GDI-α (increase: a, decrease: b).

도 2는 Rho GDI-α의 발현량에 따른 멜라닌합성 변화(c) 및 이에 관련된 유전자인 타이로시나제 단백질 발현량의 변화(a) 및 활성의 변화(b)를 나타내는 결과이다. Figure 2 is a result showing the change in melanin synthesis (c) according to the expression of Rho GDI-α (a) and the change in activity (a) and tyrosinase protein expression of the gene associated with it (b).

도 3은 MITF 프로모터가 포함된 melan-a 세포 시스템을 이용하여 GLuc 분석방법으로 측정한 Rho GDI-α 에 대한 MITF 활성(a) 및 세포로부터 정량된 멜라닌양(b)을 나타내는 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the MITF activity (a) and the amount of melanin (b) quantified from the cells for Rho GDI-α measured by GLuc analysis method using a melan-a cell system containing a MITF promoter.

도 4는 멜라닌 생성을 억제하는 물질을 스크리닝하는 예로서, Rho GDI-α의 발현 억제로 인해 증가된 멜라닌 합성 증가 관련 유전자들의 발현량을 ISAO-03이 다시 감소시킨 결과(a)와 ISAO-03이 증가된 멜라닌 양을 다시 감소시킨 결과(b)이다. Figure 4 is an example of screening a substance that inhibits melanin production, ISAO-03 result of reducing the expression level of genes related to increased melanin synthesis due to inhibition of Rho GDI-α expression (a) and ISAO-03 This increased result of melanin was again reduced (b).

도 5는 위의 스크리닝을 통해 얻은 멜라닌 합성 저해 물질인 ISAO-03이 농도별(도 5a), 시간별(도 5b)로 멜라닌 생성 세포에서 멜라닌 합성을 감소시키는 결과이다. 5 is a result of reducing melanin synthesis in melanocytes produced by melanin synthesis inhibitor ISAO-03 obtained by the above screening concentration (Fig. 5a), hourly (Fig. 5b).

도 6은 위의 스크리닝을 통해 얻은 멜라닌 합성 저해 후보물질인 ISAO-03의 미백 효과에 대하여 동물 실험한 결과를 나타낸다. 기니아피그 동물 모델에서 미백을 육안으로 관찰하고 수치화한 그래프(도 6a)와 색채계의 L값으로 나타낸 그래프이다(도 6b).Figure 6 shows the results of animal experiments on the whitening effect of ISAO-03, a candidate melanin synthesis inhibitor obtained through the above screening. In the guinea pig animal model, whitening was observed visually and quantified (FIG. 6A) and the graph showing L value of the color system (FIG. 6B).

도 7은 인체 멜라노사이트에서 Rho GDI-α의 멜라닌 합성 혹은 억제 효과를 확인하기 위하여 인시추 (insitu)로 타이로시네이즈 활성을 측정한 결과이다. 7 is a result of measuring tyrosinase activity in situ (insitu) to confirm the melanin synthesis or inhibitory effect of Rho GDI-α in human melanocytes.

Claims (12)

Rho GDI-α(Rho Guanine nucleotide Dissociation Inhibitor-α; Rho GDP 해리 저해제-알파) 단백질, 또는 상기 단백질을 암호화하는 유전자, 또는 상기 유전자에 상보적인 서열을 갖는 유전자 또는 그 단편을 유효성분으로 함유하는 멜라닌 생성 조절용 화장료 조성물.Rho GDI-α (Rho Guanine nucleotide Dissociation Inhibitor-α) protein, or melanin containing a gene encoding the protein, or a gene having a sequence complementary to the gene or a fragment thereof as an active ingredient Cosmetic composition for production control. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 멜라닌 생성 조절용 조성물은 멜라닌 생성을 억제하는 조성물이며, The composition for controlling melanin production is a composition for inhibiting melanin production, 상기 유효성분은 Rho GDI-α 단백질 또는 상기 단백질을 암호화하는 유전자인 것을 특징으로 하는 멜라닌 생성 조절용 화장료 조성물. The active ingredient is a Rho GDI-α protein or a cosmetic composition for controlling melanin production, characterized in that the gene encoding the protein. 제2항에 있어서, 상기 멜라닌 생성 조절용 조성물은, MITF(Microphthalmia-associated transcription factor) 및 티로시나아제 발현을 억제함으로써 멜라닌 생성을 억제하는 것을 특징으로 하는 멜라닌 생성 조절용 화장료 조성물.The method of claim 2, wherein the composition for controlling melanin production is a cosmetic composition for controlling melanin production, characterized in that to suppress melanin production by inhibiting MITF (Microphthalmia-associated transcription factor) and tyrosinase expression. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 Rho GDI-α 단백질을 암호화하는 유전자는 벡터에 삽입되어 있는 형태인 것을 특징으로 하는 멜라닌 생성 조절용 화장료 조성물.The gene encoding the Rho GDI-α protein is a cosmetic composition for controlling melanin production, characterized in that the form is inserted into the vector. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 멜라닌 생성 조절용 조성물은 멜라닌 생성을 촉진하는 조성물이며,The composition for controlling melanogenesis is a composition for promoting melanin production, 상기 유효성분은 Rho GDI-α 단백질을 암호화하는 유전자 서열에 상보적인 서열을 갖는 유전자 또는 그 단편인 것을 특징으로 하는 멜라닌 생성 조절용 화장료 조성물.The active ingredient is a cosmetic composition for controlling melanin production, characterized in that the gene having a sequence complementary to the gene sequence encoding Rho GDI-α protein or fragments thereof. 제5항에 있어서, 상기 멜라닌 생성 조절용 조성물은, MITF 및 티로시나아제 발현을 촉진함으로써 멜라닌 생성을 촉진하는 것을 특징으로 하는 멜라닌 생성 조절용 화장료 조성물.According to claim 5, The melanin production control composition, Melanin production control cosmetic composition, characterized in that to promote melanin production by promoting MITF and tyrosinase expression. 제5항에 있어서, 상기 유효성분은 Rho GDI-α의 mRNA에 결합하는 siRNA인 것을 특징으로 하는 멜라닌 생성 조절용 화장료 조성물.The method of claim 5, wherein the active ingredient melanin production control cosmetic composition, characterized in that siRNA that binds to the mRNA of Rho GDI-α. 시험 물질에 대하여 멜라닌 생성 조절 여부를 스크리닝하는 방법으로서,As a method for screening whether or not melanin production is controlled for a test substance, 상기 시험 물질이 Rho GDI-α(Rho Guanine nucleotide Dissociation Inhibitor-α; Rho GDP 해리 저해제-알파)의 발현, 활성 또는 기능을 조절하는지 여부를 확인하는 것을 포함하는 멜라닌 생성 조절제 스크리닝 방법.Method of screening melanin production regulator comprising determining whether the test substance modulates the expression, activity or function of Rho Guanine nucleotide Dissociation Inhibitor-α (Rho GDP dissociation inhibitor-alpha). 제8항에 있어서, 상기 Rho GDI-α의 발현을 조절하는지 여부는 RT-PCR 또는 ELISA 및 웨스턴블럿(immuno blot)을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 멜라닌 생성 조절제 스크리닝 방법. The method of claim 8, wherein whether to regulate the expression of Rho GDI-α is determined using RT-PCR or ELISA and Western blot (immuno blot). 제8항에 있어서, 상기 확인 결과, 상기 시험 물질이 Rho GDI-α의 발현, 활성 또는 기능을 촉진하는 경우 멜라닌 생성 억제제로 판정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 멜라닌 생성 조절제 스크리닝 방법.The method according to claim 8, wherein the identification result, when the test substance promotes the expression, activity or function of Rho GDI-α melanin production inhibitor screening method comprising the step of determining as a melanogenesis inhibitor. 제8항에 있어서, 상기 확인 결과, 상기 시험 물질이 Rho GDI-α의 발현, 활성 또는 기능을 억제하는 경우 멜라닌 생성 촉진제로 판정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 멜라닌 생성 조절제 스크리닝 방법.The method of claim 8, wherein the test substance comprises a melanin production promoter when the test substance inhibits the expression, activity, or function of Rho GDI-α. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 멜라닌 생성 조절제 스크리닝 방법은,The melanin production regulator screening method, Rho GDI-α의 프로모터 및 리포터 유전자를 포함하는 플라스미드를 세포에 트랜스펙션시키는 단계;Transfecting the cells with a plasmid comprising a promoter and a reporter gene of Rho GDI-α; 상기 세포에 시험 물질을 처리하는 단계; 및Treating the cell with a test substance; And 상기 시험 물질이 상기 리포터 유전자의 발현을 촉진하는지 또는 억제하는지의 여부를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멜라닌 생성 조절제 스크리닝 방법. Melanin production regulator screening method comprising the step of identifying whether the test substance promotes or inhibits the expression of the reporter gene.
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