L-765,314 inhibits melanogenesis by controlling PKC activity

Abstract

멜라닌의 적절한 형성은 강한 자외선으로 인한 일광 화상 및 DNA의 손상을 방지하는데 중요하다. 하지만 멜라닌 과형성으로 생기는 질환 또한 문제가 크다. 또한 미용적 측면에서 봤을 때 미백은 예전부터 관심도가 높은 분야 중 하나였다. 우리는 기존의 치료제가 보이는 피부자극, 염증, 각질, 홍진 및 가려움증 등의 부작용 때문에 새로운 약물을 찾기 위한 연구가 필요하다고 생각하였고 이에 B16-F10이라고 하는 mouse melanoma cells에서 멜라닌 생성을 억제하는 약물을 스크리닝 하여 L-765,314 (benzyl (2S)-4-(4-amino-6,7-dimethoxyquinazolin-2-yl)-2-(tert-butylcarbamoyl)-piperazine-1-carboxylate)를 발견하게 되었다. 하지만 L-765,314가 어떤 기전으로 멜라닌의 형성을 줄이는지에 대한 연구는 진행되어 있지 않았다. 따라서 본 연구는 L-765,314의 멜라닌 형성 과정에 작용하는 기전을 파악하기 위해 진행되었다. 우선 Mel-ab이라는 mouse melanocytes에 L-765,314를 농도 별로 처리하여 멜라닌 생성량을 확인한 결과 멜라닌의 발현이 감소함을 알 수 있었다. L-765,314의 독성을 확인하기 위하여 같은 방식으로 처리 하여 MTT assay를 진행하였을 때 L-765,314는 세포의 사멸에는 관여하지 않는 것으로 나타났다. 웨스턴 블랏으로 확인한 결과 멜라닌 형성과 관련된 단백질의 발현도 변화가 없었다. MITF와 tyrosinase를 Luciferase assay로 확인해 본 결과 L-765,314는 MITF와 tyrosinase의 promoter 발현에 영향을 미치지 않았다. 하지만 tyrosinase activity를 확인해 봤을 때 L-765,314를 처리한 경우 tyrosinase activity가 감소하는 것이 확인되었다. 따라서 L-765,314는 단백질 형성과 관련된 단백질의 발현을 막는 것이 아니라 tyrosinase의 activity를 조절하여 멜라닌의 발현을 조절한다고 생각하게 되었다. 이를 뒷받침하기 위하여 L-765,314를 처리한 Mel-ab cells 단백질 샘플로 웨스턴 블랏을 진행하여 PKC activity를 확인해 보았다. Tyrosinase는 PKC가 활성을 조절하는 것으로 알려져 있기 때문이다. 그 결과 L-765,314를 처리할수록 PKC activity가 감소함을 확인할 수 있었다. 또한 human melanocytes에서 같은 방식으로 실험을 진행한 결과 역시 Mel-ab을 사용했을 때와 동일한 결과가 발견되었다. 이를 통해 L-765,314가 mouse와 human melanocytes에서 PKC의 activity를 조절하여 멜라닌 형성을 조절한다는 것을 확인하였다. 하지만 확실한 작용기전은 추가적인 연구를 진행해야 할 것으로 보인다. 중심단어: melanocytes / L-765,314 / melanogenesis / ADRA1b antagonist / PKC / tyrosinase activity|Abstract While melanin production is a beneficial process that protect skin tissue from a variety external hazard, dysregulation of it causes skin hyperpigmentary disorders. Despite numerous side effects of existing therapeutic drugs, new drugs have not been proposed. In this study, we conducted high-throughput melanin content assay based screening and identified L-765,314 ((2S)-4-(4-amino-6,7-dimethoxy-2-quinazolinyl)-2-[[(1,1-dimethylethyl)amino]carbonyl]-1-piperazinecarboxylic acid) reduced melanin production. We found that L-765,314 did not influence cell viability, the mRNA and protein expression levels of the genes associated with melanin formation, including Microphthalmia-associated transcriptian factor (MITF), Tyrp1, DCT, and Tyrosinase. However, L-765,314 downregulated tyrosinase activity and melanin production. This seems to be mediated by reduced PKC activity, as evidenced by the decreased level of PKC substrate phosphorylation in Mel-ab and human melanocytes. These results suggest that L-765,314 could be a potential therapeutic candidate for skin hyperpigmentary disorders and discovery of selective inhibitors targeting PKC might be a promising strategy for the development of depigmenting agents to treat hyperpigmentary disorders. Key words: melanocytes / L-765,314 / melanogenesis / ADRA1b antagonist / PKC / Tyrosinase activity