Objective: Alfalfa (Medicago sativa) is a prominent herbal treatment among Asian countries and its antioxidant and anti-inflammatory effects have already been generally elucidated. Excessive melanin synthesis is one of the major troubles in the cosmetics industry, thus such research has been extensively described. Here, we investigated the anti-melanogenic effects and molecular mechanisms of two types of alfalfa extracts: alfalfa ethanol precipitate (AEP) and alfalfa ethanol supernatant (AES).
Methods: The chemical composition of AEP and AES was analysed using HPAEC-PAD and LC-MS/MS. B16F10 cells and MNT-1 cells were used to demonstrate the inhibitory effect of two alfalfa seed extracts on melanin synthesis. The gene expression and protein levels of tyrosinase, tyrosinase-related protein 1 (TRP1), DCT and microphthalmia-associated factor (MITF) were confirmed using semi-quantitative RT-PCR, western blot and immunocytochemistry. Furthermore, the underlying mechanisms of these factors were elucidated in B16F10. The inhibitory effect on melanogenesis was validated using 3D artificial skin (MelanoDerm).
Results: Both AEP and AES reduced melanin content in B16F10 cells stimulated with α-melanocyte-stimulating hormone (α-MSH) and subsequently decreased mRNA and protein levels of the melanogenesis-related targets, tyrosinase, TRP1 and MITF, as shown by semi-quantitative RT-PCR and immunocytochemistry. In addition, AEP and AES reduced protein levels of the MITF upstream regulators such as extracellular signal-mitogen-activated protein kinases (ERK), cAMP response element-binding protein (CREB) and β-catenin. Similar inhibition of melanin production and decreased expression of tyrosinase protein and MITF mRNA and protein were also confirmed in MNT-1 human melanoma cells. Using artificial human skin tissue (MelanoDerm), a significant reduction in melanin content was observed.
Conclusion: Alfalfa seed extracts exert an inhibitory effect on the melanin production process by modulating the activity of ERK, CREB and β-catenin, thereby suppressing MITF and reducing the levels of tyrosinase, TRP1 and DCT. Collectively, these findings suggest that alfalfa extracts may be a promising avenue for further research and development in the fields of cosmetics and pharmaceuticals.
Objectif: La luzerne (Medicago sativa) est une plante médicinale de premier plan originaire des pays asiatiques. Ses effets antioxydants et anti‐inflammatoires ont généralement déjà été élucidés. La synthèse excessive de mélanine est l'un des principaux problèmes au sein de l'industrie cosmétique, et cette recherche a déjà été largement décrite. Ici, nous avons étudié les effets anti‐mélanogènes et les mécanismes moléculaires de deux types d'extraits de luzerne: le précipité d'éthanol de luzerne (alfalfa ethanol precipitate, AEP) et le surnageant d'éthanol de luzerne (alfalfa ethanol supernatant, AES). MÉTHODES: La composition chimique de l'AEP et de l'AES a été analysée par HPAEC‐PAD et LC–MS/MS. Les cellules B16F10 et les cellules MNT‐1 ont été utilisées afin de démontrer l'effet inhibiteur de deux extraits de graines de luzerne sur la synthèse de la mélanine. L'expression génétique et les niveaux de protéines de la tyrosinase, de la protéine 1 liée à la tyrosinase (tyrosinase‐related protein 1, TRP1), de la DCT et du facteur associé à la microphtalmie (microphthalmia‐associated factor, MITF) ont été confirmés à l'aide de tests RT‐PCR semi‐quantitatifs, tests Western Blot et d'immunocytochimie. En outre, les mécanismes sous‐jacents de ces facteurs ont été élucidés dans les cellules B16F10. L'effet inhibiteur sur la mélanogénèse a été validé à l'aide d'une peau artificielle en 3D (MelanoDerm). RÉSULTATS: L'AEP et l'AES ont tous deux réduit la teneur en mélanine des cellules B16F10 stimulées par l'hormone stimulant l'α‐mélanocytaire (α‐melanocyte‐stimulating hormone, α‐MSH) et ont ensuite diminué les niveaux d'ARNm et de protéines des cibles liées à la mélanogénèse, la tyrosinase, le TRP1 et le MITF, comme l'ont montré les tests RT‐PCR semi‐quantitatifs et de l'immunocytochimie. En outre, l'AEP et l'AES ont réduit les niveaux de protéines des régulateurs en amont du MITF, tels que les protéines kinases activées par le signal mitogène extracellulaire (ERK), la protéine de liaison de l'élément de réponse cAMP (cAMP response element‐binding protein, CREB) et la β‐caténine. Une inhibition similaire de la production de mélanine ainsi qu'une diminution de l'expression de la protéine tyrosinase et de l'ARNm et de la protéine du MITF ont également été confirmées dans la cellule de mélanome humain MNT‐1. Une réduction significative de la teneur en mélanine a été observée sur du tissu de peau humaine artificielle (MelanoDerm).
Conclusion: Les extraits de graines de luzerne exercent un effet inhibiteur sur le processus de production de mélanine en modulant l'activité d'ERK, de CREB et de β‐caténine, supprimant ainsi le MITF et réduisant les niveaux de tyrosinase, de TRP1 et de DCT. Collectivement, ces résultats suggèrent que les extraits de luzerne peuvent être une voie prometteuse pour la recherche et le développement dans les domaines des cosmétiques et des produits pharmaceutiques.
Keywords: alfalfa; artificial skin tissue; cell culture; melanogenesis; skin physiology.
© 2025 The Author(s). International Journal of Cosmetic Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Cosmetic Scientists and the Société Française de Cosmétologie.