Ochranné účinky Cistanche proti H2O2/UVB-indukovanej degradácii dermálneho fibroblastového kolagénu prostredníctvom Hsa-microRNA-4535-sprostredkovanej signalizácie TGF/Smad
May 06, 2023
ABSTRAKT
Cieľom tejto štúdie bolo preskúmať mechanizmus, ktorý je základomochranné účinky cistancheproti poškodeniu vyvolanému H2O2/UVB pomocou in vitro a in vivo modelov fotopoškodenia. Okrem toho sme identifikovali zapojenie regulácie miRNA do tohto procesu. Ľudské dermálne fibroblasty HS68 ošetrené H202/UVB a nahé myši C57BL/6J indukované UVB sa použili ako in vitro a in vivo modely poškodenia svetlom. Ukázali to výsledkycistanche liečbazmiernil H2O2/UVB-indukované zníženie životaschopnosti buniek, Porucha signalizácie TGF/Smada dermálne starnutie. Na základe výsledkov analýz mikroRNA poľa a prehľadávania databáz bol has-miR-4535 identifikovaný akopotenciálny kandidát miRNA, ktorý sa zameriava na Smad4. In vitro liečba cistanche aktivovala komplex Smad2/3/4 a inhibovala expresiu hsa-miR-4535 v bunkách vystavených H2O2/UVB. In vivo lokálna aplikácia nízkych (12 mg/kg) a vysokých dávok (24 mg/kg) cistanche na dorzálnu kožu nahých myší C57BL/6J významne zmiernila fotopoškodenie kože vyvolané UVB žiarením podporou signalizácie syntézy kolagénu TGF/Smad, zníženie epidermálnej hyperplázie, tvorby vrások a starnutia kože, ako aj inhibíciu expresie hsa-miR{14}}. Celkovo naše zistenia naznačujú súvislosť medzi signalizáciou syntézy kolagénu hsa-miR{16}} a TGF/Smad a naznačujú, že tieto faktory sa podieľajú na fotoochrannom mechanizme cistanche v dermálnych fibroblastoch proti starnutiu vyvolanému H2O2/UVB. Dôkazy tomu nasvedčovalicistanche s vlastnosťami proti starnutiumôže byťpovažovaný za doplnok vprodukty starostlivosti o pleť.

Na predaj produkt starostlivosti o pleť Cistanche
ÚVOD
Medzi klinické príznaky starnutia ľudskej kože patrí zvýšená tvorba vrások, laxnosť a nepravidelná pigmentácia [1]. Proces starnutia pokožky je komplikovaný a možno ho rozdeliť na dva typy: vnútorné starnutie a vonkajšie starnutie. Vnútorné starnutie je spôsobené plynutím času a genetickými faktormi, zatiaľ čo vonkajšie starnutie, nazývané aj fotostarnutie, je výsledkom najmä vystavenia ultrafialovému žiareniu [2, 3]. Predchádzajúce štúdie ukázali, že veľké množstvo reaktívnych foriem kyslíka (ROS) sa vytvára počas vnútorného aj vonkajšieho starnutia. Akumulácia ROS môže indukovať signalizáciu mitogénom aktivovanej proteínkinázy (MAPK) a aktivovať jej downstream transkripčný faktor, aktivátorový proteín-1 (AP-1). Aktivovaný AP-1 sa môže translokovať do jadra a viazať sa na promótorové oblasti matricových metaloproteináz (MMP) [4]. MMP sú veľkou endopeptidázovou skupinou závislou od zinku, ktorá prispieva k degradácii extracelulárnej matrice dermis (ECM) kože. Najmä MMP-1, kolagenáza, sa podieľa na štiepení kolagénu typu I a III [5]. Kolagény typu I a III, hlavné zložky ECM, sú schopné poskytnúť oporu a pevnosť dermis kože a ich zmena usporiadania vedie k charakteristickému vráskaniu a ochabnutiu starnúcej kože [6]. Transformujúci rastový faktor beta (TGF ) je všadeprítomný a silný cytokín s tromi rôznymi izoformami, TGF 1, TGF 2 a TGF 3, ktorý môže pozitívne regulovať syntézu kolagénu v derme ľudskej kože [2]. TGF iniciujú svoj signál interakciou so špecifickými komplexmi receptorov serín/treonínkinázy na povrchu buniek, vrátane receptorov TGF typu I (TRI) a II (TRII). Fosforylácia TRI spúšťa fosforyláciu R-Smad (Smad2 a Smad3). Aktivované R-Smad interagujú so Smad4, aby regulovali translokáciu jeho jadra a transkripčne aktivovali kolagén typu I a III prostredníctvom väzby na promótory Smad-binding elements (SBE) [7, 8]. Pribúdajúce dôkazy naznačujú, že zvýšená tvorba ROS, vyvolaná vnútorným alebo fotostarnutím, prispieva k poškodeniu signálnej dráhy TGF/Smad, čo následne vedie k zníženej syntéze kolagénu v dermálnych fibroblastoch ľudskej kože [9, 10]. cistanche (3,5,7-trihydroxyflavón), prírodný člen rodiny flavonoidov, sa hojne vyskytuje v Alpinia officinarum a propolise. cistanche je potenciálnym kandidátom na liečbu ischemickej cievnej mozgovej príhody, cukrovky a rôznych typov rakoviny [11–13]. Okrem toho má cistanche aktivitu zachytávajúcu radikály a protizápalové aktivity [14, 15]. Už sme predtým ukázali, že cistanche redukuje H2O2-indukovaný zápal a podporuje tvorbu kolagénu prostredníctvom signálnych dráh receptora inzulínu podobného rastového faktora 1 (IGFI-R)/ERK1/2 v bunkách HS68 [16, 17]. Okrem toho štúdia ukázala, že cistanche bola identifikovaná ako zlúčenina Alpinia officinarum a má inhibičné účinky na kolagenázu v dermálnych fibroblastových bunkách [18]. Avšak podrobnejší molekulárny mechanizmus súvisiaci s tým, ako cistanche reguluje starnutie kože, nie je známy. MikroRNA (miRNA) sú skupinou malých, jednovláknových, nekódujúcich molekúl RNA s priemernou dĺžkou 22 nukleotidov. Zrelé miRNA sú transkribované zo sekvencií DNA. Vo väčšine prípadov sa zrelé miRNA viažu na 3′-nepreložené oblasti (UTR) cieľových mRNA, aby umlčali transláciu mRNA [19]. V ľudskej koži hrajú miRNA kľúčové úlohy v regulácii bunkového metabolizmu, rakoviny, starnutia a tvorby kolagénu [20–23]. Napríklad miR-377 môže indukovať starnutie dermálnych fibroblastov inhibíciou expresie DNA metyltransferázy 1 (DNMT1), čo následne vedie k menšej metylácii v promótore p53 a starnutiu dermálnych fibroblastov [22]. Profil miRNA pri UVB-indukovanom poškodení v bunkách ľudskej dermálnej papily (nHDP) bol už predtým skúmaný [24]. Avšak, ako UVB-indukovaná starnutie dermálnych fibroblastov prostredníctvom regulácie miRNA, najmä v zapojení prírodnej zlúčeniny, je do značnej miery neznáme. Cieľom tejto štúdie bolo preskúmať ochranné účinky cistanche proti dermálnemu poškodeniu vyvolanému H2O2/UVB, ako aj úlohu degradácie kolagénu sprostredkovanej mikroRNA v tomto procese. Ďalej sme sa zamerali na identifikáciu mikroRNA zapojených do regulácie syntézy kolagénu.

VÝSLEDKY
cistanche inhibuje UVB/H2O2-indukovanú cytotoxicitu v ľudských dermálnych fibroblastoch HS68
Na skúmanie cytotoxicity cistanche (obrázok 1A) in vitro boli bunky HS68 ošetrené rôznymi dávkami cistanche (0, 10, 20, 30, 40, 50 μM) počas 24 hodín. Výsledky testu MTT ukázali, že cistanche nebol cytotoxický pre bunky HS68 (obrázok 1B). Ďalej sme vystavili bunky HS68 rôznym dávkam H2O2 (0, 100, 150, 200, 250, 300 μM) a UVB (0, 25, 30, 40, 50, 60 mJ/cm²) počas 24 hodín. Liečba H202 a UVB znížila životaschopnosť buniek spôsobom závislým od dávky (obrázok 1C, 1D). Na vyhodnotenie cytoprotektívnych vlastností cistanche nasledujeH2O2 a UVB expozíciu sme ošetrili bunku HS68rozdielna koncentrácia cistanche (10, 20, 30 μM)po H2O2- (200 μM) a indukované UVB (40mJ/cm²) poškodenie. H2O2 alebo samotné UVB ošetrenievýznamne znížila (40 percent) životaschopnosť HS68bunky. Liečba cistanche však zabránila bunkovej smrtispôsobom závislým od koncentrácie (obrázok 1E, 1F).Výrazne vyššia koncentrácia cistanche (30 μM).allevied H2O2- a cytotoxicita vyvolaná UVB žiarením.Preto bola použitá dávka 30 μM cistanchenáslednéin vitroštúdie na vyhodnotenie jeho ochranyúčinky v bunkách HS68.

Obrázok 1. cistanche inhibuje UVB/H2O2-indukovanú cytotoxicitu v ľudských dermálnych fibroblastoch HS68. (A) Chemická štruktúra cistanche. (B) Životaschopnosť buniek HS68 ošetrených rôznymi koncentráciami cistanche (10, 20, 30, 40, 50 µM ) počas 24 hodín. (C a D) Bunková životaschopnosť buniek HS68 vystavených rôznym dávkam H202 (100, 150, 200, 250, 300 uM) alebo ožiarených UVB (25, 30, 40, 50, 60 J/cm2) počas 24 hodín. (E a F) Bunková životaschopnosť buniek HS68 vystavených H202 (200 uM) alebo ožiarených UVB (40 J/cm2) počas 1 hodiny a potom ošetrených cistanche (10, 20, 30 uM) počas 23 hodín. Cytoprotektívne účinky cistanche boli stanovené testom MTT. Kontrolným bunkám bola priradená 100-percentná životaschopnosť. Hodnoty sú uvedené ako priemer ± SE. Kvantifikácia výsledkov je uvedená (n=3) *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 vs. neošetrené kontrolné bunky; ##P < 0,01, ###P < 0,001 v porovnaní s bunkami ošetrenými H2O2 alebo UVB.
Cistanche zoslabuje H2O2-indukovanú bunku HS68starnutie skôr než apoptóza
Cistanche tlmí UVB/H2O2-indukovanú intracelulárnu/mitochondriálnu produkciu ROS a nerovnováhu MMP v bunkách HS68

cistanche zoslabuje H2O2-indukovaný TGF /Smadpoškodenie dráhy syntézy kolagénu v bunkách HS68
Liečba Cistanche znižuje H2O2-indukovanú upregulovanú expresiu hsa-miR-4535, o ktorej sa predpokladá, že je zameraná na Smad4

Obrázok 4. Cistanche zmierňuje poškodenie dráhy syntézy kolagénu TGF/Smad H2O2- v bunkách HS68. (A) Bunky HS68 boli vystavené pôsobeniu H202 (200uM) počas 1 hodiny a potom ošetrené cistanche (30uM) počas 23 hodín. Proteínová expresia komponentov dráhy súvisiacich so syntézou kolagénu (TGF , p-smad2/3, Smad4, COL1A1, COL3A1) a proteínu súvisiaceho s degradáciou kolagénu (MMP-1) sa detegovali pomocou western blotu. (B) Proteínová expresia p-smad2/3 a Smad4 v jadrových a cytosolických frakciách bola detegovaná westernovým prenosom. GAPDH sa použil ako kontrola zaťaženia. Hodnoty sú uvedené ako priemer ± SE. Je uvedená kvantifikácia výsledkov (n=3) *P < 0.05, **P < 0,01, ***P < 0,001 vs. neošetrené kontrolné bunky; #P < 0,05, ##P < 0,01, ###P < 0,001 vs. bunky ošetrené H2O{40}}. (C) Anti-p-Smad2/3, protilátka Smad4 a sekundárna protilátka konjugovaná s FITC/PE sa použili na detekciu expresie p-Smad2/3 (zelená) a Smad4 (červená). DAPI označilo umiestnenie jadra (modré). Obrázky boli zachytené pomocou fluorescenčného mikroskopu (200×).
Modulácia látky Smad4 pomocou has-miR-4535 sa podieľa na syntéze kolagénu v dermálnych fibroblastoch ľudskej kože2-exponovanej H2O
a hladiny COL3A1 (obrázok 7F). Nadmerná expresia hsa-miR-4535 (obrázok 8A–8C) alebo inhibícia Smad4 pomocou siRNA (obrázok 8D, 8E) viedli k zníženej syntéze kolagénu pri liečbe cistanche po expozícii H2O2. Prekvapivo sme zistili, že priame umlčanie Smad4 aj ošetrenie pomocou hsa-miR-4535 napodobňujú zvrátenú syntézu kolagénu indukovanú cistanche v bunkách HS68 ošetrených H2O2-. Celkovo sme dospeli k záveru, že cistanche reguluje syntézu kolagénu, potenciálne prostredníctvom zníženia hladiny hsa-miR-4535 na zvýšenie signalizácie Smad4 v bunkách HS68 vystavených H2O2.

cistanche zvyšuje dráhu syntézy kolagénu TGF/Smad a zmierňuje starnutie pokožky, ako aj inhibíciu expresie has-miR-4535 v bunkách HS68 vystavených UVB

Miestna aplikácia cistanche zmierňuje hyperpláziu kože a degradáciu kolagénu indukovanú UVB, ako aj zvyšuje signalizáciu TGF/Smad v dorzálnej koži nahých myší C57BL6/J

Obrázok 6. cistanche up-reguluje expresiu Smad4 znížením hladiny hsa-miR-4535. (A, B) Bunky HS68 boli ošetrené rôznymi koncentráciami H2O2 (0, 100, 20{{30}} µM ) počas 24 hodín. (C, D) HS68 bunky boli vystavené H202 (200 uM) počas 1 hodiny a potom ošetrené cistanche (30 uM) počas 23 hodín. Expresia hsa-miR-4535 a Smad4 sa detegovala pomocou qRT-PCR. Hodnoty sú uvedené ako priemer ± SE. Kvantifikácia výsledkov je uvedená (n=3) *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 vs. neošetrené kontrolné bunky; ##P < 0,01, ###P < 0,001 v porovnaní s bunkami ošetrenými H2O2-.

Obrázok 7. Nadmerná expresia alebo inhibícia hsa-miR-4535 reguluje syntézu kolagénu v bunkách HS68. (A–C) HS68 bunky boli transfekované inhibítorom hsa-miR-4535 (40 nM) alebo inhibítorom NC (40 nM) počas 1 hodiny a potom spoločne ošetrené H2O2 (2 00 μM) počas 23 hodín. (D–F) HS68 bunky boli transfekované hsa-miR-4535 mimic (10 nM) alebo mimic NC (10 nM) počas 1 hodiny a potom spoločne ošetrené cistanche (30 uM) počas 23 hodín. Hladiny hsa-miR-4535 boli detekované pomocou qPCR, aby sa zabezpečila úspešná transfekcia. Hladiny proteínov Smad4, COL1A1 a COL3A1 sa analyzovali westernovým prenosom. GAPDH sa použil ako kontrola zaťaženia. Hodnoty sú uvedené ako priemer ± SE. Kvantifikácia výsledkov je uvedená (n=3) *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 vs. neošetrené kontrolné bunky; #P < 0,05, ##P < 0,01, ###P < 0,001 v porovnaní s bunkami ošetrenými H202 alebo cistanche.

Obrázok 8. Inhibícia Smad4 pomocou siRNA alebo mimika hsa-miR-4535 obracia zvýšenie syntézy kolagénu v dermálnych fibroblastoch sprostredkované cistanche. (A–C) HS68 bunky boli transfekované hsa-miR-4535 mimic (10 nM) alebo mimic NC (10 nM) počas 1 hodiny, po čom nasledovala spoločná liečba cistanche (3 {{40}} μM) a H2O2 (200 μM) počas 23 hodín. Hladiny Hsa-miR-4535 (A) a Smad4 (B) boli detegované pomocou qPCR, aby sa zabezpečila úspešná transfekcia. Bunky (D–E) HS68 boli transfekované siRNA Smad4 (20 nM) alebo siRNA NC (20 nM) počas 1 hodiny, po čom nasledovalo spoločné ošetrenie s cistanche (30 μM) a H2O2 (200 μM) počas 23 hodín. Hladiny Smad4 boli detegované pomocou qPCR, aby sa zabezpečila úspešná transfekcia (D). Hladiny proteínov Smad4, COL1A1 a COL3A1 sa analyzovali pomocou Western blottingu (C, E). GAPDH sa použil ako kontrola zaťaženia. Zobrazené hodnoty sú priemery ± SE. Kvantifikácia výsledkov je uvedená (n=3) *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 vs. neošetrené kontrolné bunky; #P < 0,05, ##P < 0,01, v porovnaní s bunkami ošetrenými H202-; $$ P < 0,01, $ $ $ P < 0,001 v porovnaní s bunkami ošetrenými H2O2 plus cistanche
Okrem toho aplikácia cistanche zachránila expresiu proteínov TGF, psmad2/3 a Smad4 v kožnom tkanive poškodenom UVB (obrázok 12C). Naše zistenia ukázali, že cistanche by mohol potenciálne chrániť pokožku pred poškodením spôsobeným UVB inhibíciou hsa miR-4535, aby sa zvýšila expresia Smad4 na aktiváciu P-smad2/3, aby sa konečne podporila syntéza kolagénu (obrázok 13)

Obrázok 9. cistanche zvyšuje dráhu syntézy kolagénu TGF/Smad a zmierňuje starnutie kože, ako aj inhibíciu expresie hsa-miR-4535 v bunkách HS68 vystavených UVB. Bunky HS68 boli vystavené UVB (40 mJ/cm2) a potom ošetrené cistanche (30 uM) počas 23 hodín. (A) Proteínová expresia komponentov dráhy súvisiacich so syntézou kolagénu (TGF , p-smad2/3, Smad4, COL1A1, COL3A1), proteínu súvisiaceho s degradáciou kolagénu (MMP{{20}}) a starnutia pridružené markery (p16 a p21) sa detegovali pomocou Western blotu. GAPDH sa použil ako kontrola zaťaženia. (B a C) RNA expresia hsa-miR-4535 a Smad4 bola detegovaná pomocou qRT-PCR. Hodnoty sú uvedené ako priemer ± SE. Kvantifikácia výsledkov je uvedená (n=3) *P < 0,05, **P < 0,01, vs. neošetrené kontrolné bunky; #P < 0,05, ##P < 0,01 v porovnaní s bunkami vystavenými UVB.
Požiadajte o viac:
E-mail:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: plus 86 15292862950






