일차 섬모(primary cilia)는 세포에서 안테나처럼 돌출되어 나온 기관인데, 외부 자극에 반응할 수 있는 각종 수용체와 채널, 신호 전달 인자들을 가지고 있다. 피부는 자외선, 온도, 습도, 중력, 장력 등 외부 환경에 반응하여 멜라닌이나 콜라겐을 만들고 피부 장벽을 형성한다. 피부에서는 일차 섬모가 없으면 헤어의 생성이나 각질의 분화가 억제된다는 보고가 있다. 또한 피부 색소 생성과 관련하여서는 일차 섬모가 sonic hedgehog- smoothened-GLI2 신호 전달에 의해 활성화되면 멜라닌 생성이 억제된다는 것이 알려져 있다. 피부가 자외선을 받으면 멜라닌 생성 호르몬의 양이 증가하고 멜라닌 생성 호르몬은 멜라닌 생성 세포 내 cAMP의 양을 증가시켜 멜라닌 생성 효소의 발현을 높인다. 이에 멜라닌 생성 호르몬과 세포 내 cAMP의 양을 증가시키는 물질을 처리하여 멜라닌 생성을 높였을 때 일차 섬모의 변화를 확인한 결과 일차 섬모가 감소하는 것을 확인하였다. 또한 기존 미백 원료인 유용성 감초 추출물(an ethanol extract of Glycyrrhiza glabra (EGG) root)과 Melasolv (3,4,5-trimethoxy cinnamate thymol ester (TCTE))가 일차 섬모의 발현을 증가시키고 멜라닌 생성 효소인 tyrosinase의 발현을 억제함을 확인할 수 있었다. 따라서 일차 섬모를 조절할 수 있다면 피부 색소 침착을 효과적으로 조절할 수 있을 것이다.

멜라노사이트에서 생성된 멜라노좀은 수상돌기를 따라 케라티노사이트로 이동한다. 세포막을 통한 정보 전달계에 관여하는 protease activated receptor-2 (PAR-2)는 SLIGKV와 같은 펩타이드에 의해 활성화되어 멜라노좀 전달을 증가하는 역할을 한다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 새로운 PAR-2의 저해제를 찾고 본 저해제가 멜라노좀의 이동과 색소침착을 저해함을 확인하고자 하였다. PAR-2가 활성화되면 G 단백질이 방출되고, 이때 증가하는 세포 내 칼슘 이온 농도가 lobaric acid에 의하여 감소하는 것을 확인하여 lobaric acid가 PAR-2의 길항제로 작용할 수 있음을 발견하였다. 각질형성세포에서 SLIGKV에 의해 증가된 형광 비드 uptake가 lobaric acid에 의해 억제 되는 것을 확인하였고 또한, 분리된 멜라노좀을 이용한 시험에서도 동일한 경향을 나타내었다. 멜라노사이트와 케라티노사이트를 공동 배양하여 멜라노좀의 이동을 공초점 현미경으로 관찰한 결과, lobaric acid에 의해 멜라노좀의 전달이 억제되었다. 인공피부조직에 lobaric acid를 처리하였을 때 색소 침착이 억제됨을 확인하였고, 또한 Fontana-Masson 염색을 통해 멜라닌의 양이 감소함을 확인하였다. 이상의 결과를 통해 lobaric acid가 PAR-2 길항제로 작용함으로써 케라티노사이트로 멜라노좀 전달을 억제하고 이를 통해 피부 색소 침착을 저해함을 확인할 수 있었다.

In our previous study, ethylacetate fraction of white ginseng (root of Panax ginseng C.A. Meyer) extract inhibited mushroom tyrosinase activity and melanin production in melanocytes. This study examined its effects on the expression of melanin biosynthesis-related enzymes to explore the depigmenting pathway. Moreover, depigmenting effect on animal skin was examined using UV-B induced hyperpigmented skin of brown guinea pigs. The ethylacetate fraction of the white ginseng extract exhibited depigmenting activity in the skin of brown guinea pig without visible edema. In addition, this fraction reduced tyrosinase expression in melanocytes. The results suggested that ethylacetate fraction of white ginseng extract might be used as skin depigmenting material by inhibition of tyrosinase activity and expression.