Hydrolyzed conchiolin protein inhibits melanogenesis through PKA/CREB and MEK/ERK signalling pathways.

ABSTRACT

OBJECTIVE: Hydrolyzed conchiolin protein (HCP) derived from pearl and nacre extracts exerts skin-lightening effects; however, the underlying molecular mechanisms are not fully understood. Herein, we investigated the effect of HCP on melanogenesis and the signalling pathways involved. METHODS: B16F10 cells and PIG cells were treated with HCP to verify its ability to inhibit melanin. Western Blot, immunofluorescence, and flow cytometry methods were performed to investigate the effect of HCP on melanogenesis signalling pathway proteins. The inhibitors were used to further validate the effect of HCP on PKA/CREB and MEK/ERK signalling pathways. To further evaluate the whitening ability of HCP, changes in melanin were detected using 3D melanin skin model and zebrafish model. RESULTS: HCP was found to significantly inhibit melanin synthesis and decrease the expression of melanogenesis-related proteins, such as microphthalmia-associated transcription factor (MITF), tyrosinase, and tyrosinase-related protein-2, in a dose-dependent manner. Additionally, we revealed that HCP suppresses melanogenesis via the regulation of the PKA/cAMP response element-binding (CREB) and MEK/extracellular signalling-regulated kinase (ERK) signalling pathways. Using 3D melanin skin models, we demonstrated that HCP can achieve skin-lightening effects by improving apparent chroma, increasing apparent brightness, and inhibiting melanin synthesis. Furthermore, HCP exhibits skin-whitening effects in a zebrafish model. CONCLUSION: These results suggest that HCP suppresses the melanogenesis signalling cascade by inhibiting the PKA/CREB, MEK/ERK signalling pathway and downregulating MITF and its downstream signalling pathways, resulting in decreased melanin synthesis. In summary, HCP is a potential anti-pigmentation agent with promising applications in cosmetics and pharmaceutical products.

OBJECTIF La protéine conchioline hydrolysée (HCP) dérivée des extraits de perle et de nacre exerce des effets éclaircissants sur la peau ; cependant, les mécanismes moléculaires sous­jacents ne sont pas entièrement compris. Dans cette étude, nous avons investigué l'effet de la HCP sur la mélanogenèse et les voies de signalisation impliquées. MÉTHODES Les cellules B16F10 et PIG ont été traitées avec la HCP pour vérifier sa capacité à inhiber la mélanine. Des méthodes de Western Blot, d'immunofluorescence et de cytométrie en flux ont été réalisées pour étudier l'effet de la HCP sur les protéines des voies de signalisation de la mélanogenèse. Les inhibiteurs ont été utilisés pour valider davantage l'effet de la HCP sur les voies de signalisation PKA/CREB et MEK/ERK. Pour évaluer plus en détail la capacité éclaircissante de la HCP, les changements de mélanine ont été détectés en utilisant un modèle de peau en 3D de mélanine et un modèle de poisson­zèbre. RÉSULTATS Il a été constaté que la HCP inhibe significativement la synthèse de la mélanine et diminue l'expression des protéines liées à la mélanogenèse, telles que le facteur de transcription associé à la microphthalmie (MITF), la tyrosinase et la protéine liée à la tyrosinase­2, de manière dose­dépendante. De plus, nous avons révélé que la HCP supprime la mélanogenèse via la régulation des voies de signalisation PKA/cAMP et MEK/ERK. En utilisant des modèles de peau en 3D de mélanine, nous avons démontré que la HCP peut atteindre des effets éclaircissants sur la peau en améliorant la chroma apparente, en augmentant la luminosité apparente et en inhibant la synthèse de la mélanine. En outre, la HCP présente des effets éclaircissants sur la peau dans un modèle de poisson­zèbre. CONCLUSION: Ces résultats suggèrent que la HCP supprime la cascade de signalisation de la mélanogenèse en inhibant les voies de signalisation PKA/CREB et MEK/ERK et en régulant à la baisse le MITF et ses voies de signalisation en aval, ce qui entraîne une diminution de la synthèse de la mélanine. En résumé, la HCP est un agent potentiel anti­pigmentation avec des applications prometteuses dans les produits cosmétiques et pharmaceutiques.