Účinky FGIN-1-27 na pigmentáciu u Zebrafish

Podľa relevantných štúdiícistancheje obyčajná bylina, ktorá je známa ako "zázračná bylina, ktorá predlžuje život". Jeho hlavnou zložkou je cistanozid, ktorý má rôzne účinky ako antioxidačné, protizápalové a podporuje imunitné funkcie. Mechanizmus medzi cistanche abielenie koželeží vantioxidantúčinok cistanche glykozidov.melanínv ľudskej koži vzniká oxidáciou tyrozínu katalyzovanou otyrozinázaa oxidačná reakcia si vyžaduje účasť kyslíka, takže bezkyslíkaté radikály v tele sa stávajú dôležitým faktorom ovplyvňujúcim produkciu melanínu. Cistanche obsahujecistanozid, čo je antioxidant a môže znížiť tvorbu voľných radikálov v tele, tedainhibícia produkcie melanínu.

Kliknite na Výhody púšte Cistanche

Ďalšie informácie: david.deng@wecistanche.com WhatApp:{0}}

Zebrafish má na povrchu melanínové pigmenty, čo umožňuje jednoduché pozorovanie pigmentácie bez zložitých experimentálnych postupov (Choi et al., 2007). PTU, silný inhibítor melanogenézy, sa široko používa vo výskume zebričiek (Elsalini a Rohr, 2003). V tejto štúdii sa PTU použil ako pozitívna kontrola. Ako je znázornené na obrázku 6, FGIN-1-27 významne inhiboval telesnú pigmentáciu zebričiek, podobne ako PTU.

FGIN{0}} Znížená hyperpigmentácia spôsobená UVB v koži morčiat

Na skúmanie bieliaceho účinku FGIN-1-27 in vivo sa použil model hyperpigmentácie indukovanej UVB u hnedých morčiat. Ako je znázornené na obrázku 7A, reprezentatívne fotografie kože morčiat naznačili, že FGIN-1-27 (1 percento) významne potláča pigmentáciu v porovnaní s ošetrením vehikulom. Na ďalšie posúdenie stupňa pigmentácie sme skontrolovali hodnotu L (index jasu) pomocou spektrofotometra. Hodnota ΔL v skupine FGIN-1-27 bola výrazne vyššia ako v skupine s vehikulom po 3 týždňoch liečby, čo naznačuje, že FGIN-1-27 znížil hyperpigmentáciu kože morčiat vyvolanú UVB (obrázok 7B). Farbenie kožného tkaniva amoniakálnym striebrom podľa Masson-Fontana ukázalo, že FGIN-1-27 významne inhiboval UVB-indukovanú pigmentáciu v epidermálnej bazálnej vrstve (obrázok 7C). Imunohistochemické farbenie melanocytového markerového proteínu, S-100, odhalilo, že počet melanocytov nebol ovplyvnený FGIN-1-27 (obrázky 7D, E). Tieto výsledky ukazujú, že FGIN{16}} má bieliace účinky na hyperpigmentáciu indukovanú UV žiarením in vivo.

DISKUSIA

Podľa Global Industry Analysts dosiahne globálny trh s bielením do roku 2024 hodnotu 31,2 miliardy USD (Kim et al., 2019). Mnohé výskumné skupiny zameriavajú svoje úsilie na objasnenie nových a účinných bieliacich zlúčenín. Hoci bolo vyvinutých veľa činidiel, len niekoľko z nich bolo preukázaných ako terapeuticky účinných v dôsledku cytotoxicity a slabej účinnosti (Kim a kol., 2008; Singh a kol., 2016). Preto je potrebné pokračovať v objavovaní účinnejších a bezpečnejších prostriedkov na bielenie pokožky.

V súčasnej štúdii FGIN{0}} inhiboval bazálnu melanogenézu a zvrátil zvýšenie melanínu indukované -MSH, OAG alebo ET-1- bez ovplyvnenia životaschopnosti buniek (obrázky 1 a 5). Tyrozináza, TRP{5}} a TRP{6}} sú kľúčové enzýmy v melanogenéze, zatiaľ čo -MSH a ET{8}} podporujú pigmentáciu zvýšením expresie týchto troch kľúčových melanogénnych enzýmov (Rzepka et al. , 2016; Corre a kol., 2004; Regazzetti a kol., 2015). Naše výsledky naznačujú, že FGIN{12}} potlačil zvýšenie expresie tyrozinázy indukovanej -MSH alebo ET-1-, TRP-1 a TRP{16}} (obrázky 2A, B). Aktivita tyrozinázy je rozhodujúca pre melanogenézu (Rzepka et al., 2016). 1-Oleoyl-2-acetyl-sn-glycerol (OAG) je syntetický, membránou priepustný analóg diacylglycerolu (DAG), u ktorého sa preukázalo, že zvyšuje aktivitu tyrozinázy (Thébault et al., 2005). Je zaujímavé, že FGIN-1-27 výrazne inhiboval zvýšenie aktivity tyrozinázy indukované OAG a expresia tyrozinázy sa po 12 hodinách liečby významne nezmenila (obrázky 2C, D). Test aktivity tyrozinázy húb ukázal, že FGIN-1-27 priamo neinhibuje aktivitu tyrozinázy, čo naznačuje, že FGIN{30}} nie je priamym inhibítorom tyrozinázy (obrázok 2E). Transkripčný faktor spojený s mikroftalmiou (MITF) je hlavným transkripčným faktorom melanogenézy a reguluje expresiu tyrozinázy, TRP-1 a TRP-2 (Levy a Fisher, 2011; Kawasaki et al., 2008) . Súčasné štúdie ukázali, že FGIN-1-27 potlačil bazálne, -MSH a ET-1-indukované zvýšenie expresie MITF (obrázok 3). Ako je uvedené vyššie, FGIN-1-27 inhibuje melanogenézu znížením expresie MITF, tyrozinázy, TRP-1 a TRP-2 a inhibíciou tyrozinázovej aktivity, čo je v rozpore s predchádzajúcimi štúdiami, ktoré naznačujú MDR aktivácia môže zvýšiť melanogenézu (Lv et al., 2019). Existujú dve možné vysvetlenia tohto efektu. Vzhľadom na protichodné funkčné aktivity FGIN{45}} a diazepamu predpokladáme, že FGIN{46}} je skôr inverzný agonista MDR, než by sa všeobecne považoval za agonistu v melanocytoch. Okrem toho sa na účinku FGIN-1-27 občas podieľa aj mnoho mechanizmov, ktoré možno zakrývajú úlohu aktivácie MDR. Na odhalenie funkcie a základného mechanizmu FGIN-1-27 a MDR v melanocytoch sú potrebné ďalšie komplexné štúdie.

Nadmerné UV žiarenie sa považuje za dôležitú príčinu tmavnutia kože (Abdel-Naser et al., 2003). Po vystavení UV žiareniu sa keratinocyty a melanocyty aktivovali a produkovali hormón stimulujúci melanocyty (-MSH), diacylglycerol (DAG) a endotelín-1 (ET-1) (D'Mello et al. ., 2016; Bae-Harboe a Park, 2012). -MSH, ET-1 a DAG ovplyvňujú syntézu melanínu prostredníctvom intracelulárnych signálnych dráh. Keď sa hormón stimulujúci melanocyty (-MSH) naviaže na melanokortín{15}} receptor (MC1R), vnútrobunková hladina cAMP sa zvýši a aktivuje sa dráha PKA/CREB, čo nakoniec podporuje melanogenézu (Corre et al., 2004; Rzepka a kol., 2016). OAG by mohol aktivovať PKC-, ktorý fosforyluje serínové zvyšky na cytoplazmatickej doméne tyrozinázy a aktivuje ju (Kim a kol., 2006; Kawaguchi a kol., 2012; Yuan a Jin, 2018). Signálne dráhy MAPK vrátane extracelulárneho p38, ERK a JNK by mohli regulovať syntézu melanínu (Zhou et al., 2014). Aktivácia signálnej dráhy p38 znížila expresiu MITF a podporuje melanogenézu (Hirata et al., 2007). Úloha ERK a JNK dráhy v melanogenéze zostáva kontroverzná (Lee a kol., 2013; Peng a kol., 2014). Uvádza sa, že endotelín-1 (ET-1) indukuje melanogenézu prostredníctvom aktivácie ERK a p38 (Park a kol., 2015; Regazzetti a kol., 2015). Okrem toho krížový rozhovor medzi PKA a PKC- by mohol zosilniť melanogénny účinok a MAPK poskytuje miesta stretnutia pre krížové rozhovory medzi týmito signálnymi dráhami (Lee a Noh, 2013). Veľká pozornosť sa neustále sústreďuje na vývoj nových činidiel na bielenie kože, ktoré inhibujú melanogenézu reguláciou signálnych dráh súvisiacich s pigmentáciou. Kim a spol. výskum ukázal, že piperlonguminín inhiboval melanogenézu sprostredkovanú PKA/CREB, ale neovplyvňoval melanogenézu sprostredkovanú PKC (Kim et al., 2006). Okrem toho mali A zníženú melanogenézu prostredníctvom ovplyvnenia dráh ERK, ale nemali žiadne účinky na dráhy PKA/CREB (Fujimoto et al., 1988). V tejto štúdii FGIN-1-27 znížil expresiu PKC-, p-PKA cat, p-CREB, p-p38 a p-ERK (obrázky 4 a 5). Tieto výsledky naznačujú, že všetky tri z vyššie uvedených signálnych dráh zahŕňajúcich melanogenézu boli po liečbe FGIN-1-27 inhibované. To môže vysvetliť, prečo FGIN-1-27 inhiboval melanogenézu indukovanú -MSH, ET-1 alebo OAG.

Ďalej sme skúmali účinky FGIN-1-27 na melanogenézu zebričiek. Zebrafish je veľmi prospešný modelový organizmus stavovcov, pretože jeho orgánový systém a génová sekvencia sú podobné tým, ktoré majú ľudia (Choi et al., 2007). Ďalej zebričky majú na povrchu melanínové pigmenty, čo umožňuje jednoduché pozorovanie pigmentácie bez zložitých experimentálnych postupov (Kim et al., 2008). V tejto štúdii FGIN-1-27 významne znížil telesnú pigmentáciu u zebričiek (obrázok 6), čo je v rozpore s predchádzajúcimi štúdiami, ktoré naznačujú, že aktivácia MDR mierne zvýšila počet melanocytov u larválnych zebričiek (Allen et al., 2020) . Možným dôvodom je, že existuje odlišný mechanizmus v antimelanogénnom účinku FGIN-1-27. Na zistenie úlohy FGIN-1-27 v melanogenéze a produkcii melanocytov u zebričiek je potrebný ďalší komplexný výskum. Skúmali sme aj účinky FGIN-1-27 na melanogenézu v koži morčiat. Ako je znázornené na obrázku 7, zistili sme, že lokálna aplikácia FGIN{11}} na dorzálnu kožu morčiat, u ktorých bola hyperpigmentácia vyvolaná vystavením UVB, viedla k účinným bieliacim účinkom. Tieto výsledky naznačujú, že FGIN{12}} inhiboval produkciu melanínu v aktívnych melanocytoch, ale nie zníženie počtu melanocytov.

VYHLÁSENIE O DOSTUPNOSTI ÚDAJOV

AUTORSKÉ PRÍSPEVKY

FINANCOVANIE

DOPLNKOVÝ MATERIÁL

LITERATÚRA

2. Alho, H., Vaalasti, A., Podkletnová, I. a Rechardt, L. (1993). Expresia peptidu inhibítora viažuceho diazepam v ľudskej koži: imunohistochemická a ultraštrukturálna štúdia. J. Invest. Dermatol. 101 (6), 800-803. doi:10.1111/1523-1747.ep12371698

5. Choi, TY, Kim, JH, Ko, DH, Kim, CH, Hwang, JS, Ahn, S. a kol. (2007). Zebrafish ako nový model pre skríning melanogénnych regulačných zlúčenín založený na fenotype. Pigm. Cell Res. 20 (2), 120-127. doi:10.1111/j.1600-0749.2007.00365.x

10. Fujimoto, N., Watanabe, H., Nakatani, T., Roy, G. a Ito, A. (1988). Indukcia nádorov štítnej žľazy u myší (C57BL/6N x C3H/N)F1 perorálnym podaním kyseliny kojovej. Food Chem. Toxicol. 36 (8), 697-703. doi:10.1016/s0278-6915(98) 00030-1

12. Jadotte, YT a Schwartz, RA (2010). Melasma: pohľady a perspektívy. Acta Dermatovenerol. chorvátsky. 18 (2), 124-129. doi:10.2340/00015555.0860

13. Kawaguchi, M., Valencia, JC, Namiki, T., Suzuki, T. a Hearing, VJ (2012). Diacylglycerolkináza reguluje expresiu a funkciu tyrozinázy v ľudských melanocytoch. J. Invest Dermatol. 132 (12), 2791–2799. doi:10.1038/jid.2012.261

14. Kawasaki, A., Kumasaka, M., Satoh, A., Suzuki, M., Tamura, K., Goto, T. a kol. (2008). Mitf prispieva k distribúcii melanozómov a centricite melanofóru. Pigm. Cell Melanoma Res. 21 (1), 56-62. doi:10.1111/j.{8}}X.2007.00420.x

19. Lee, AY a Noh, M. (2013). Regulácia epidermálnej melanogenézy prostredníctvom signálnych dráh cAMP a/alebo PKC: pohľady na vývoj hypopigmentovaných činidiel. Arch. Pharm. Res. 36 (7), 792-801. doi:10.1007/ s12272-013-0130-6

21. Levy, C. a Fisher, DE (2011). Dvojité úlohy líniovo obmedzených transkripčných faktorov: Prípad MITF v melanocytoch. Prepis 2 (1), 19–22. doi:10. 4161/trns.2.1.13650

22. Liao, S., Lv, J., Zhou, J., Kalavagunta, PK a Shang, J. (2017). Účinky dvoch chronických stresov na duševný stav a melanogenézu vlasových folikulov u myší. Exp. Dermatol. 26 (11), 1083-1090. doi:10.1111/exd.13380

26. Lv, J., Zha, X., Pang, S., Jia, H., Zhang, Y., and Shang, J. (2015). Hodnotenie syntézy a melanogenézy 3′,4′, 7-trihydroxy flavanónových derivátov a charakterizácia flavanónového BODIPY. Bioorg. Med. Chem. Lett. 25 (7), 1607–1610. doi:10.1016/j.bmcl.2015.01.072

30. Rainbow, R., Parker, A. a Davies, N. (2011). Inhibícia kanálov K plus arteriálneho hladkého svalstva nezávislá od proteínkinázy C analógom diacylglycerolu. Br. J. Pharmacol. 163 (4), 845–856. doi:10.1111/j.1476-5381.2011.01268.x

34. Singh, BK, Park, SH, Lee, HB, Goo, YA, Kim, HS, Cho, SH a kol. (2016). Peptid kyseliny kojovej: nová zlúčenina s antityrozinázovým potenciálom. Ann. Dermatol. 28 (5), 555-561. doi:10.5021/ad.2016.28.5.555

38. Yuan, XH a Jin, ZH (2018). Parakrinná regulácia melanogenézy. Br. J. Dermatol. 178 (3), 632-639. doi:10.1111/bjd.15651

Ďalšie informácie: david.deng@wecistanche.com WhatApp:{0}}