ナシ（Nakai cv. Nijisseiki）果汁濃縮物から精製した5-ヒドロキシメチル-2-フラルデヒドは、B16マウスメラノーマ細胞のメラニン生成を抑制する

5-hydroxymethyl-2-furaldehyde purified from Japanese pear ( Nakai cv. Nijisseiki) juice concentrate inhibits melanogenesis in B16 mouse melanoma cells.

• Tomohiro Bito
• Kyohei Koseki
• Ryota Asano
• Nakaba Ueda
• Takuhiro Yamada
• Yukinori Yabuta
• Tsuyoshi Ichiyanagi
• Atsushi Ishihara
• Kishi Watanabe
• Fumio Watanabe

抄録

ナシ(Nakai cv. Nijisseiki)の果汁を煮詰めて調製した梨果汁濃縮物は、ヒトの皮膚のメラニン合成に重要な酵素であるチロシナーゼの活性を有意に阻害することが知られている。本研究では、梨果汁濃縮物のエタノール抽出物を用いて、5-ヒドロキシメチル-2-フラールデヒド(5-HMF)と同定された活性化合物をH-およびC-NMRおよび質量分析法により均一に精製した。その結果、5-HMFはキノコチロシナーゼのモノフェノラーゼ及びジフェノラーゼ活性を混合型阻害剤として阻害した（それぞれ3.81mmol/L及び3.70mmol/L）。B16マウスメラノーマ細胞において、170μmol/Lの5-HMF処理は、メラニン生成に関与する環状アデノシン一リン酸依存性シグナル伝達経路を抑制し、α-メラノサイト刺激メラニン合成を有意に減少させた。以上の結果から、5-HMFは化粧品業界での美白剤としての可能性が示唆されました。

Pear juice concentrate prepared by boiling Japanese pear ( Nakai cv. Nijisseiki) juice can significantly inhibit the activity of tyrosinase, a key enzyme in melanin synthesis in human skin. Using the ethanol extract of pear juice concentrate, we homogeneously purified an active compound that was identified as 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (5-HMF) through H- and C-NMR and mass spectroscopy. We observed that 5-HMF inhibited the monophenolase and diphenolase activities of mushroom tyrosinase as a mixed-type inhibitor ( values of 3.81 and 3.70 mmol/L, respectively). In B16 mouse melanoma cells, treatment with 170 µmol/L of 5-HMF significantly reduced α-melanocyte-stimulated melanin synthesis by suppressing the cyclic adenosine monophosphate-dependent signaling pathway involved in melanogenesis. The results of our study indicated that 5-HMF can be potentially used as a skin-lightening agent in the cosmetic industry.

ABBREVIATIONS:

AC：アデニル酸シクラーゼ、CREB：cAMP応答エレメント結合タンパク質、dhFAME。Ｓ-（-（-（）-）-１０，１１-ジヒドロキシファルネソウ酸メチルエステル；ＤＭＥＭ：ダルベッコ改変イーグル培地；ｌ-ＤＯＰＡ：３-（３，４-ジヒドロキシフェニル）-ｌ-アラニン；ＧＡＰＤＨ：グリセルアルデヒド-３-リン酸脱水素酵素；ＨＥＰＥＳ：４-（２-ヒドロキシエチル）-１-ピペラジンエタンスルホン酸；５-ＨＭＦ：５-ヒドロキシメチル-２-フラルデヒド；ＭＩＴＦ．マイクロフタルミア関連転写因子；α-ＭＳＨ：α-メラノサイト刺激ホルモン；ＰＫＡ：プロテインキナーゼＡ；ＰＶＤＦ：ポリビニリデンジフルオライド；ＳＤＳ：ドデシル硫酸ナトリウム；ＴＲＰ１：チロシナーゼ関連タンパク質１；ＴＲＰ２：チロシナーゼ関連タンパク質２。

ABBREVIATIONS: AC: adenylate cyclase; CREB: cAMP response element-binding protein; dhFAME: S-(-)-10,11-Dihydroxyfarnesoic acid methyl ester; DMEM: dulbecco's modified eagle medium; l-DOPA: 3-(3,4-Dihydroxyphenyl)- l-alanine; GAPDH: glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase; HEPES: 4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazine ethane sulfonic acid; 5-HMF: 5-Hydroxymethyl-2-furaldehyde; MITF: microphthalmia-associated transcription factor; α-MSH: α-Melanocyte-stimulating hormone; PKA: protein kinase A; PVDF: polyvinylidene difluoride; SDS: sodium dodecyl sulfate; TRP1: tyrosinase-related protein 1; TRP2: tyrosinase-related protein 2.