Určení role výživy při stárnutí kůže
Sep 23, 2022
Prosím kontaktujteoscar.xiao@wecistanche.comPro více informací
Abstraktní:Vliv stravy na stárnutí pleti se stal zajímavým výzkumným tématem. Předchozí studie se většinou zaměřovaly na příznivé účinky kolagenových peptidů pocházejících z mořských organismů na stárnoucí pokožku při orálním podávání, zatímco příznivé účinky kolagenových peptidů pocházejících z drůbeže na stárnoucí pokožku byly hlášeny jen zřídka. V této studii byly kolagenové peptidy připraveny z kuřecí kosti enzymatickou hydrolýzou a byl zkoumán účinek a mechanismus účinku perorálně podávaných kolagenových peptidů na zmírnění stárnutí kůže vyvolané UV v kombinaci s D-galaktózou. Výsledky ukázaly, že kolagen z kuřecích kostí měl typické vlastnosti kolagenu a peptidy kolagenu z kuřecích kostí (CP) byly převážně malomolekulární peptidy s molekulovou hmotností<3000 da.="" in="" vivo="" experiments="" showed="" that="" cps="" had="" a="" significant="" relieving="" effect="" on="" aging="" skin,="" indicated="" by="" the="" changes="" in="" the="" compostion="" and="" structure="" of="" the="" aging="" skin,="" improvement="" of="" skin="" antioxidant="" level,="" and="" inhibition="" of="" inflammation;="" the="" relieving="" effect="" was="" positively="" correlated="" with="" the="" dose="" of="" cps.="" further="" investigation="" showed="" that="" cps="" first="" reduce="" the="" level="" of="" skin="" oxidation,inhibit="" the="" expression="" of="" the="" key="" transcription="" factor="" ap-1(c-jun="" and="" c-fos),="" then="" activate="" the="" tgf-β/smad="" signaling="" pathway="" to="" promote="" collagen="" synthesis,="" inhibit="" the="" expression="" of="" mmp-1/3="" to="" inhibit="" collagen="" degradation,and="" inhibit="" skin="" inflammation="" to="" alleviate="" skin="" aging="" in="" mice.="" moreover,="" the="" skin="" transcriptome="" found="" that="" lysosomes="" activated="" after="" oral="" administration="" of="" cps="" may="" be="" an="" important="" pathway="" for="" cps="" in="" anti-skin="" aging,="" and="" is="" worthy="" of="" further="" research.="" these="" results="" suggested="" that="" cps="" might="" be="" used="" as="" a="" functional="" anti-aging="" nutritional="">
Klíčová slova:kolagenové peptidy; proti stárnutí; kožní transkriptom;syntéza kolagenulysozomy
1. Úvod
Zdravotní éra, přesné dodržování zdravé výživy, určování role výživy při stárnutí pleti a rozhodování o tom, co jíst, aby si pleť udržela mladistvou a zdravou, jsou složité problémy. Kůže je největším orgánem těla, skládá se z epidermis, dermis a podkožní vrstvy. Působí jako bariéra chránící tělo před vnějšími faktory a také hraje roli ve zdraví a kráse[1]. Stárnutí pleti je komplexní proces, který se dělí na stárnutí chronologické a fotostárnutí a je ovlivněn jak vnitřními, tak vnějšími faktory.cistanche stonekMezi hlavní charakteristiky patří akumulace makromolekulárního poškození v buňce, pokles funkce kmenových buněk (podpora obnovy tkáně) a postupná ztráta fyzické integrity kůže [2]. Mezi hlavní molekulární mechanismy, které způsobují stárnutí kůže, patří především oxidační stres, zkracování telomer, poškození DNA, genetická mutace, regulace mikro-RNA, pokročilá akumulace konečných produktů glykace a zánětlivé stárnutí 3]. Fotostárnutí je kožní epidermální hyperplazie, vysychání a degradace extracelulární matrix vyvolané ultrafialovým zářením. Hlavní příčinou fotostárnutí jsou reaktivní formy kyslíku (ROS) generované ultrafialovým zářením, které zprostředkovávají expresi matricových metaloproteináz (MMP) a prokolagenu typu I prostřednictvím signálních drah, jako je signalizace mitogenem aktivovaná proteinkináza (MAPK). vede k degradaci extracelulární matrix (ECM) v kůži a apoptóze fibroblastů [4]. V posledních letech se udržování zdraví pokožky a oddalování stárnutí stalo populární a hledání přírodních ingrediencí, jako jsou bioaktivní peptidy a polyfenoly s antioxidačními a anti-aging funkcemi, se stalo ohniskem výzkumu [5].
Cistanche může proti stárnutí
Kolagen má však velkou molekulovou hmotnost a je obtížné jej přímo absorbovat a využít, zatímco malomolekulární kolagenové peptidy po hydrolýze kolagenu mají silnější biologickou aktivitu a vysokou míru absorpce [6]. Široké použití kolagenu v potravinářství, medicíně, tkáňovém inženýrství, kosmetice a dalších oblastech učinilo kolagenové peptidy s nižší molekulovou hmotností, vyšší absorpční účinností a silnější biologickou aktivitou novým favoritem ve funkčních potravinách a lékařském výzkumu [{{1 }}]. Kolagenové peptidy jsou malé, obsahují 2-20 aminokyselinové zbytky získané po hydrolýze kolagenu. Používají se jako doplněk stravy k léčbě stárnutí kůže kvůli jejich potenciální protizánětlivé a antioxidační funkci a imunitní regulaci a účinkům antioxidace a proliferace na kožní fibroblasty [10].
Po perorálním podání jsou kolagenní peptidy absorbovány ve formě malých peptidů a rychle transportovány do krve a případně do ledvin, kůže, kloubů a dalších tkání, kde jsou uloženy a použity. Po 14 dnech zůstaly hladiny radioaktivity vysoké v kůži myší, kterým byly sondou podány kolagenové peptidy značené C14-.výhody a vedlejší účinky cistanche tubulosaKolagenní peptidy mohou být tělem téměř úplně absorbovány a využity, zatímco míra vstřebávání a využití kolagenu je pouze 50-60 procent [6,11-13]. V posledních letech se široce uvádí, že hydrolyzáty kolagenu z rybí kůže, rybích šupin, hovězích kostí, hovězí kůže a prasečí kůže mají příznivé účinky na zmírnění stárnutí kůže a výzkumníci jim věnovali značnou pozornost. Například kolagenové peptidy izolované z kůže kapra stříbrného podporují syntézu prokolagenu a inhibují expresi proteinů AP-1, MMP-1 a MMP-3 aktivací dráhy TGF-/Smad zabránit degradaci kolagenu a opravit fotostárnoucí kožní buňky [14]. Perorální podávání hovězích kolagenových peptidů může zlepšit relaxaci pokožky, zvýšit obsah kolagenu a antioxidační enzymovou aktivitu, opravit kolagenová vlákna a normalizovat poměr kolagenu v kůži u stárnoucích myší [15]. Kolagenní peptidy z různých zdrojů však mají různé účinky. Množství a struktura vysoce aktivních peptidů v krvi po perorálním podání kolagenových peptidů závisí na zdroji kolagenu [10]. Ochranný účinek kolagenového peptidu extrahovaného z kůže slepic proti UVA-indukovanému poškození fibroblastů byl lepší než u kolagenového peptidu extrahovaného z kůže prasete, krávy nebo tilapie a jeho účinek byl ekvivalentní tripeptidu odvozenému z kolagenu (Gly-Pro -Hyp)[16].
Náboženské přesvědčení a obavy z nemocí (jako je nemoc šílených krav) vedly lidi k postupnému posunu směru vývoje kolagenu a jeho produktů od suchozemských savců k drůbeži a mořským organismům|17I.Jako hlavní vedlejší produkt zpracování drůbeže je kuřecí maso kost je slibným zdrojem kolagenových produktů. Nejenže snižuje plýtvání zdroji a znečišťování životního prostředí, ale umožňuje také efektivní využití vedlejších produktů. Proto jsme v této studii použili kolagenové peptidy z kuřecích kostí jako suroviny, s nahými myšmi ošetřenými D-galaktózou a UV zářením k vyvolání stárnutí kůže, jako model pro hodnocení účinku perorálního podávání kolagenového peptidu na zmírnění stárnutí kůže v myši a určit příslušný mechanismus.
2. Materiály a metody
2.1.Materiály, chemikálie a zvířata
Kuřecí farmy Yunnan Agricultural University (Kunming, Čína) poskytly utracené slepice, které byly odděleny, vysušeny a rozdrceny, aby se získala kuřecí kostní moučka. Soupravy su-peroxiddismutázy (SOD), katalázy (CAT) a glutathionperoxidázy (GSH-PX) byly zakoupeny od Soleibao Biotechnology Co., Ltd. (Peking, Čína). Hydroxyprolin (HYP), interleukin-1 (IL-1x), matrix metaloproteináza-1/3 (MMP-1/3), pro-kolagen typu I a kyselina hyaluronová Soupravy (HA) enzym-linked immunoassay (ELISA) byly zakoupeny od Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute (Nanjing, Čína). Zdravé samice bezsrstých myší BALB/C (18±2 g, šest týdnů staré) byly zakoupeny od Nanijing Junke Bioengineering Corporation, Ltd. (Nanjing, Čína) s číslem povolení: SCXK(SU)2016-0010.extrakt z cistanche tubulosaPepsin a papain byly zakoupeny od Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd. (Shanghai, Čína) a další chemikálie byly analytické kvality. Se všemi myšmi bylo zacházeno v souladu s Předpisy Laboratorní péče o zvířata provincie Yunnan a schváleny Výborem pro péči a použití zvířat Yunnan Agricultural University (ID schválení: YAUACUC01).
2.2. Příprava kolagenu a složení aminokyselin
Extrakce a složení aminokyselin kolagenu z kuřecích kostí se řídilo metodou popsanou Liuet al. [18]s drobnými úpravami. Prášek z kuřecích kostí se zamíchá a namočí do 0.05 M NaOH, 10 procent n-hexanu a 0,25 M roztoku EDTA (pH 7,5 ) v poměru 1/10 (m/o). V každém kroku byl vzorek upravován po dobu 36 hodin a namáčecí roztok byl měněn každých 6 hodin, aby nabobtnal kostní prášek, odstranily se z kostního prášku nekolagenové proteiny, tuk a minerály. Vzorek byl po každém kroku promyt čistou vodou do neutrality. Předupravená kuřecí kostní moučka byla smíchána s 0,5 M ledovou kyselinou octovou obsahující 0,1 procenta (hm./obj.) pepsinu v poměru pevné látky ke kapalině 1:10 (hm./obj.) a kontinuálně míchána a extrahována při 4 stupních. 48 hodin Poté byl zfiltrován a filtrát byl centrifugován při 15,000×g po dobu 15 minut při 4 stupních. pH supernatantu bylo upraveno na 7.{30}},8 roztokem NaOH a byl přidán NaCl na konečnou koncentraci 1,5 M. Poté, co byla směs udržována v klidu po dobu 12 hodin při 4 stupních, aby se vysolil, kolagen sraženina byla centrifugována při 15,000xg po dobu 15 minut při 4 stupních, poté rozpuštěna s 0,5M kyselinou octovou, dialyzována v čisté vodě, lyofilizována a konečným produktem byl kolagen z kuřecích kostí.
Aminokyselinové složení kolagenu z kuřecích kostí bylo stanoveno automatickým analyzátorem aminokyselin Sykam S433D (Mnichov, Německo). Určité množství vzorku kolagenu, které má být testováno, bylo odebráno do utěsněné zkumavky, přidáno 10 ml 6 M HCl a hydrolyzováno při 110 °C po dobu 24 hodin. Hydrolyzát byl zakoncentrován profukováním dusíkem a znovu rozpuštěn ve 20 ml pufru kyseliny citrónové. Po mikrofiltraci pomocí 0,22 um mikroporézní membrány bylo odebráno 20 ul hydrolyzátu pro analýzu aminokyselinového spektra. Obsah aminokyselin ve vzorku byl vyjádřen v procentech.
2.3. Příprava a distribuce molekulové hmotnosti kolagenových peptidů (CP)
Podle výsledků našeho předchozího optimalizačního procesu byly CP připraveny s použitím papainu v poměru enzym-substrát 1:40 (hmotnostní poměr). Po úpravě pH na 7 a enzymatické hydrolýze při 63 stupních po dobu 5 hodin byl enzym inaktivován ve vroucí vodní lázni po dobu 15 minut. Enzymový hydrolyzát byl odsolen a lyofilizován, znovu rozpuštěn v 0,1% roztoku kyseliny mravenčí a odstředěn, čímž byl získán supernatant. AQ Exactive HF Orbitrap hmotnostní spektrometr s vysokým rozlišením-QE-HF (Thermo Fisher, Waltham, MA, USA), vybavený elektrosprejovou ionizací (ESI, byl použit k analýze hydrolyzátu kolagenu v režimu plného skenování 350-1800 m /z a výsledky byly získány a analyzovány pomocí softwaru Proteome Discoverer 2.1.
2.4. Test na zvířatech
Samice bezsrstých myší BALB/C (n{{0}}) byly drženy v místnosti za kontrolovaných podmínek teploty (24±1 stupně), vlhkosti (60 ±5 procent) a 12hodinový cyklus den-noc po dobu jednoho týdne. Byl jim poskytnut ad libitum přístup k potravě a vodě. Po jednom týdnu adaptace byly myši náhodně rozděleny do následujících pěti skupin (n=11 na skupinu): (i). Normální skupina (N): UV neexponovaná; perorální podávání 0,4 ml fyziologického roztoku denně. (ii). Modelová skupina (M): vystavená UV záření plus D-galaktóza (0,2 ml); perorální podávání 0,4 ml fyziologického roztoku denně.
(i). Skupina s nízkými dávkami kolagenových peptidů (LCP): vystavené UV záření plus D-galaktóza (0,2 ml); ústní
podávání 0,4 ml CP (dávka: 200 mg:kg-1 tělesné hmotnosti) denně.
(iv). Skupina kolagenních peptidů se střední dávkou (MCP): vystavená UV záření plus D-galaktóza; orální
podávání 0,4 ml CP (dávka: 500 mg·kg-1 tělesné hmotnosti) denně.
(proti). Skupina kolagenových peptidů s vysokou dávkou (HCP): vystavené UV záření plus D-galaktóza; ústní administrativa -
podávání 0,4 ml CP (dávka: 1000 mg kg-1 tělesné hmotnosti) denně.
Léčba D-galaktózou byla provedena subkutánní injekcí 0,2 ml 10procentního roztoku D-galaktózy do zadní části krku myši (dávka:1.0g/ kg-1tělesné hmotnosti) denně. UV záření bylo provedeno pomocí 40W UVA-340 LAMIP (O-panel, Cleveland, USA, špičková vlnová délka: 340 nm), vzdálenost mezi lampou a hřbetem myší byla 30 cm (230 m J/cm -) a ozařování trvalo 30 minut každý den po dobu sedmi týdnů (49 dní). Intenzita záření byla měřena UVA365-radiometrem (Xinbao Keyi Electronic Technology Co., Ltd., Xi'an, Čína). Jednu hodinu po ošetření D-galaktózou a UV zářením bylo myším každý den perorálně podáváno 0,4 ml CP. Po posledním ozáření byly myši anestetizovány, zváženy a z tkání byly odebrány vzorky pro následnou analýzu.
2.5. Vlhkost pokožky, viscerální index a přírůstek tělesné hmotnosti
Vlhkost pokožky byla stanovena podle ISO 1442 a viscerální index byl vypočítán pomocí následující rovnice: viscerální index (g/kg)= viscerální hmotnost/tělesná hmotnost.
2.6. Oxidační stres, obsah HA a HYP v pokožce
Vzorky kůže byly homogenizovány s devítinásobným množstvím normálního fyziologického roztoku (w/w) v ledové lázni s tkáňovým homogenizátorem (TGrinder OSE-Y30, Tiangen Biochemical Technology Co., Ltd., Peking, Čína) a poté centrifugovány při 2000 ×g a 4 stupně po dobu 10 min. Aktivita superoxiddismutázy (SOD), katalázy (CAT) a glutathionperoxidázy (GSH-PX) a obsahy kyseliny hyaluronové (HA) a hydroxyprolinu (HYP) v odebraném supernatantu byly stanoveny podle metody popsané v pokyny odpovídající příslušným soupravám.
2.7.Histologické vyšetření kůže
Vzorky myší kůže byly fixovány ve 4% roztoku paraformaldehydu po dobu 24 hodin, dehydratovány, zality v parafínu a nakrájeny. Řezy kůže byly obarveny hematoxylinem a eosinem (HE) a pozorovány dopředným fluorescenčním mikroskopem ECLIPSE CI-E (Nikon, Japonsko). Tloušťka kožní epidermis a dermis byla hodnocena pomocí softwaru Halcon 13.0.1.1 (MVTec, Mnichov, Německo).
2.8. Sekvenování kožního transkriptomu
2.8.1. Extrakce RNA, konstrukce knihovny a sekvenování transkriptomu
Celková RNA byla extrahována z kůže myší pomocí RNeasy Mini Kit (Tiangen Bio-chemical Technology Co., Ltd., Peking, Čína) podle pokynů výrobce. Čistota a koncentrace RNA byly kontrolovány pomocí spektrofotometru kaiaoK5500 (Kaiao, Peking, Čína); Integrita RNA byla hodnocena pomocí RNA Nano 6000 Assay Kit a systému Bioanalyzer 2100 (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA). Analýza transkripčního sekvenování každého vzorku byla provedena společností Biolinker Technology Company Limited (Kunming, Čína). Stručně, shlukování vzorků kódovaných indexem bylo provedeno na systému generování clusteru cBot pomocí HiSeq PE Cluster Kit v4-cBot-HS(llu-mina) podle pokynů výrobce. Po vytvoření klastru byly knihovny sekvenovány na platformě Ilumina a byla generována čtení párového konce 150 bp.
2.8.2. Bioinformatické analýzy dat sekvenování RNA
Analýza obohacení rozdílně exprimovaných genů (DEG) genové ontologie (GO) a Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) byla provedena pomocí balíku klastrového analyzátoru jazyka R. Když byla p-hodnota menší než 0,05, položky a cesty obohacené GO a KEGG byly považovány za významné.
2.8.3. Reverzní transkriptáza-polymerázová řetězová reakce (qRT-PCR)
QRT-PCR byla provedena, jak bylo popsáno dříve [19].
2.9. Wester Blot
Podle způsobu popsaného Parkem et al. [20] byla provedena analýza Western blot (WB), aby se kvantifikovala exprese proteinů souvisejících se stárnutím kůže u myší. Koncentrace proteinu kožního lyzátu v každé léčené skupině byla kvantifikována pomocí BCA kitu, separována pomocí SDS-PAGE (10% akrylamidový gel), přenesena na PVDF membránu, blokována 5% odstředěným mlékem a inkubována s vhodným množstvím primárního protilátky (TGF-bl, c-Fos, c-Jun, Samd2/3 a -actin) při 4 stupních přes noc. Po promytí TBST byly vzorky smíchány se sekundárními protilátkami a inkubovány při teplotě místnosti po dobu 1 hodiny.recenze cistanche tubulosaK detekci specifických proteinů byl použit ChemiDoc XRS plus chemiluminiscenční gel imager (BioRAD, Hercules, CA, USA). Image] software byl použit ke kvantifikaci exprese cílového proteinu v každé léčené skupině a výsledky byly reprezentovány hodnotami hustoty normalizovanými na -aktinový protein.
2.10.ELISA
Hladiny exprese MMP-1, MMP-3, pro-kolagenu typu I a IL-1& v tekutině pro lýzu kůže byly stanoveny enzymatickým imunotestem. Test byl proveden podle pokynů dodaných se soupravou.
2.11 Statistické analýzy
Všechny výsledky byly analyzovány pomocí softwaru SPSS 21 (IBM Inc., Armonk, NY, USA) prostřednictvím jednosměrné analýzy rozptylu (ANOVA) a Duncanova testu více rozsahů, s hladinou významnosti nastavenou na p<0.05. originpro="" 2017(originlab,="" northampton,="" ma,="" usa)was="" used="" to="" plot="" the="" data.="" all="" data="" were="" expressed="" as="" the="" mean="" ±="" standard="" deviation="">
3. Výsledky a diskuse
3.1. Aminokyselinové složení kolagenu
Aminokyselinové složení kolagenu z kuřecích kostí je uvedeno v tabulce 1. Gly byla hlavní aminokyselinou ve vzorcích, která představovala téměř jednu třetinu (27.86 procent) celkových aminokyselin, a Hyp byl hlavní aminokyselinou. speciální aminokyselina v kolagenu, která představuje 9,83 procenta. Hlavními charakteristikami molekul kolagenu byly opakované sekvence Gly-XY a unikátní trojšroubovicová struktura složená ze tří řetězců. Gly představoval asi jednu třetinu celkových aminokyselin, X a Y byly často prolin a hydroxyprolin nebo mohly být jakýmkoli zbytkem [21]. Aminokyselinové složení vzorku bylo podobné složení kolagenu z kuřecích kostí uváděné v předchozích studiích a mělo typické vlastnosti kolagenu [22].
3.2. Distribuce molekulové hmotnosti CP
Molecular weight distribution reflects the degree of collagen hydrolysis. The molecular weight of the CPs was mainly below 3000 Da (Figure 1), accounting for about 87.61%of all collagen hydrolysates, indicating that almost all of the CPs were small peptides. Many studies claim that collagen peptides with a lower molecular weight have better biological activity [23]. For example, Song et al. [24]. reported that lower molecular weight (200-1000 Da, 65%)silver carp skin collagen peptides repaired UV-induced aging skin in mice more effectively than similar peptides with a higher molecular weight(>1000 Da, 72 procent). Německá společnost Gelita však několika klinickými studiemi prokázala, že účinek kolagenových peptidů je určen především stupněm jejich shody s vlastnostmi kolagenových peptidů po degradaci lidského kolagenu, spíše než molekulovou hmotností kolagenových peptidů. Zjistili, že produkt VERISOL③ s průměrnou molekulovou hmotností 2000 Da má nejvíce stimulující účinek na kožní fibroblasty, zatímco produkt FortigelTM s průměrnou molekulovou hmotností 3000 Da má speciální účinek na obnovu chrupavky [25-27].
3.3. Účinek orálních CP na zmírnění stárnutí pleti
3.3.1.Tělesná hmotnost a orgánový index
Index tělesné hmotnosti a orgánový index jsou důležité a odrážejí zdravotní stav myší. Hmotnost myší v každé skupině se během testovacího období normálně zvýšila (tabulka 2). Průměrný přírůstek hmotnosti u skupiny M byl nižší než u skupiny N a u skupin léčených CP byl vyšší než u skupiny M, což naznačuje, že CP neměly žádné vedlejší účinky na myši. V předchozích zprávách byla dávka u myší léčených kolagenovým peptidem většinou mezi 100-1000 mg/kg.bw·d a bezpečná dávka kolagenových peptidů tilapie dosáhla 4,07 g/kg.bw·d [{{6} }]. Podobně růst myší ve věku kůže po žaludeční sondě s kolagenovými peptidy z tilapie (dávka: 500 a 1000 mg/kg·t·h·d) byl také podobný našim výsledkům [29]. Slezina hraje důležitou roli v humorální a buněčné imunitě, proto se index sleziny často používá k hodnocení funkce imunitního systému.cistanche UKThe liver index was used to evaluate the toxicity of the tested sample. In these tests, the liver and spleen indices in the M group were lower than those in the N group, and both recovered after treatment with CPs, but there was no significant difference across the treatment groups (p >0.05). Výsledky byly podobné jako v předchozích studiích [30], což naznačuje, že CP jsou bezpečné a mohou mírně zlepšit imunitu myší.
3.3.2.Složení pokožky
Ošetření UV a D-galaktózou (skupina M) významně snížilo obsah vlhkosti, HA a Hyp v pokožce ve srovnání s těmi u skupiny N o 13,36 procenta, 24,08 procenta a 15,83 procenta, v tomto pořadí (p<0.05)(table 2).="" the="" contents="" of="" moisture,="" ha,="" and="" hyp="" in="" the="" skin="" were="" significantly="" higher="" in="" mice="" after="" the="" oral="" administration="" of="" cps="" compared="" to="" the="" contents="" of="" those="" in="" the="" mice="" of="" the="" m="" group=""><0.05). among="" the="" dose="" groups,="" the="" contents="" of="" the="" three="" skin="" components="" were="" significantly="" different="" between="" the="" lcp="" and="" hcp="" groups="" and="" were="" dependent="" on="" the="" dose="" of="" intake="" of="" cps.="" the="" hcp="" group="" had="" even="" higher="" contents="" than="" the="" n="" group,="" and="" ha="" and="" hyp="" were="" significantly="" different="" between="" the="" two="" groups="" (p=""><>
Změny v obsahu vlhkosti pokožky způsobují vrásky a ochabování kůže a jsou ovlivněny složkami matrice, jako je kožní kolagen a HA[31]. Hydroxyprolin je stabilní, bohatá a speciální aminokyselina v kolagenu a její obsah může nepřímo odrážet obsah kolagenu v pokožce a také stárnutí kůže. Kromě toho hraje důležitou roli HA, která je vysoce exprimována v kožním ECM. při kontrole vodní rovnováhy pokožky, osmotického tlaku, zadržování vlhkosti a elasticity jako systému zásobování vodou a strukturální složky kůže [32]. V této studii se obsah vlhkosti, HYP a HA v kůži významně zvýšil po příjmu CP, což může souviset s podporou syntézy kolagenu a HA prostřednictvím CP. Navíc zvýšení HYP a HA zvýšilo obsah vlhkosti.
3.3.3. Histologické změny kůže
Histologické změny kůže hřbetu myší po sedmi týdnech nepřetržitého ošetřování jsou znázorněny na obrázku 2. Stárnoucí kůže skupiny M vykazovala vlastnosti drsného povrchu, zesílenou epidermis, ztenčenou škáru a řídké buňky ve srovnání s kůží skupina N. Stav stárnoucí kůže u myší se však zlepšil po orálním podání CP, přičemž se zachovala hladká, uspořádaná a úplná struktura podobná jako u myší skupiny N. Kožní dermis byla tedy výrazně tenčí a epidermis byla výrazně silnější ve skupině M než ve skupině N (p<0.05). the="" change="" in="" skin="" dermis="" and="" epidermal="" thickness="" was="" significantly="" better="" after="" treatment="" with=""><0.05), and="" the="" effect="" was="" more="" obvious="" with="" the="" increase="" in="" the="" dose="" of="" cps="" (figure="" 2).the="" effect="" of="" oral="" cps="" on="" the="" histological="" structure="" of="" aging="" skin="" was="" similar="" to="" that="" reported="" previously="" [4,28,31].="" the="" increase="" in="" the="" thickness="" of="" the="" epidermis="" might="" be="" an="" adaptive="" change="" to="" protect="" the="" skin="" from="" external="" stimuli,loss="" of="" skin="" moisture,="" and="" uv="" damage,="" possibly="" due="" to="" the="" increase="" in="" uv-activated="" epidermal="" growth="" factor="" receptor="" (egfr)="" that="" induces="" keratinocyte="" proliferation="" and="" epidermal="" hyperplasia[4].="" however,="" the="" mechanism="" by="" which="" oral="" cps="" alleviate="" the="" increase="" in="" epidermal="" thickness="" remains="" unclear.="" the="" dermis="" imparts="" elasticity="" and="" strength="" to="" the="" skin,="" and="" the="" degradation="" of="" ecm="" and="" the="" reduction="" in="" the="" ability="" to="" repair="" fibroblasts="" are="" the="" main="" causes="" of="" dermal="" thinning="" in="" aging="" skin.="" dermal="" thickness="" increased="" after="" the="" treatment="" with="" cps,="" which="" might="" be="" due="" to="" the="" removal="" of="" ros="" from="" the="" skin="" and="" inhibition="" of="" the="" increase="" of="" mmps="" by="" cps.="" this,="" in="" turn,="" inhibited="" the="" degradation="" of="" skin="" collagen="" and="" elastin="" (figure="" 3),="" the="" entry="" of="" cps="" in="" the="" skin,="" and="" their="" participation="" in="" the="" synthesis="" of="" collagen="" and="" ha="" [6],="" which="" was="" confirmed="" by="" the="" increase="" in="" the="" content="" of="" hyp="" and="" ha="" in="" the="" skin="" (table="">
3.3.4. Antioxidační a protizánětlivé hladiny pokožky
Stanovení aktivity antioxidačních enzymů je nejčastěji používanou metodou hodnocení hladiny antioxidantů v organismu [28]. Jak ukazuje obrázek 3, aktivity obsahu CAT, SOD, GSH-Px a MDA ve skupině M byly významně nižší než ve skupině N (p<0.05). administering="" cps="" effectively="" inhibited="" the="" decrease="" of="" cat,="" sod,="" gsh-pxactivities,and="" the="" mda="" content="" in="" the="" skin="" of="" mice,="" compared="" to="" those="" in="" the="" mice="" skin="" of="" the="" m="" group,="" and="" was="" positively="" correlated="" with="" the="" dose="" of="" cps;="" there="" were="" significant="" differences="" among="" the="" different="" dose="" groups=""><0.05). when="" ros,="" accumulated="" by="" skin="" oxidative="" stress,="" exceed="" the="" antioxidant="" defense="" ability="" of="" the="" body,="" they="" destroy="" the="" ecm,="" which="" is="" the="" key="" cause="" of="" skin="" aging.="" ros="" can="" cause="" the="" oxidation="" of="" lipids="" and="" proteins="" in="" the="" skin,="" resulting="" in="" fibroblast="" degeneration="" and="" changes="" in="" the="" skin.="" ros="" activate="" the="" mapk="" signaling="" pathway="" and="" the="" ap-1="" protein="" to="" upregulate="" the="" expression="" of="" mmps="" and="" promote="" the="" degradation="" of="" matrixcollagen="" [21].="" although="" the="" antioxidant="" enzymes="" and="" antioxidants="" in="" the="" body="" can="" remove="" ros="" to="" protect="" the="" skin="" from="" damage,="" when="" the="" content="" of="" rosexceeds="" the="" defense="" (antioxidant)="" ability="" of="" the="" body="" or="" the="" body's="" defense="" ability="" declines,="" it="" causes="" oxidative="" stress="" and="" skin="">
Kromě toho buněčná zánětlivá reakce způsobená ROS také přispívá ke stárnutí kůže. Po ošetření UV a D-galaktózou (Mgroup) se obsah IL-lo v kůži myší významně zvýšil ve srovnání s obsahem ve skupině N (obrázek 3D ), což naznačuje, že kůže vykazovala významnou zánětlivou reakci (str<0.05). the="" cps="" significantly="" reduced="" the="" content="" of="" il-1α="" in="" the="" skin="" in="" a="" dose-dependent="" manner,="" compared="" to="" that="" in="" the="" skin="" of="" mice="" in="" the="" m="" group.="" there="" was="" a="" significant="" difference="" between="" hcps="" and="" lcps=""><0.05),indicating that="" cps="" alleviated="" skin="" inflammation.="" the'o,="" produced="" by="" ultraviolet="" irradiation="" stimulated="" the="" expression="" of="" mmp-1="" in="" dermal="" fibroblasts="" through="" the="" secretion="" of="" il-1α="" and="" il-6,="" thereby="" disrupting="" the="" ecm="" [33].="" therefore,="" this="" study="" suggested="" that="" cps="" significantly="" increased="" the="" activity="" of="" skin="" antioxidant="" enzymes="" and="" inhibited="" inflammatory="" responses,="" which="" might="" be="" important="" in="" delaying="" skin="" aging="" in="">
3.4. Mechanismus účinku dietních CP při zmírňování stárnutí pleti
3.4.1. Analýza a validace dat RNA-Seq
Analysis techniques, such as PCA, HCA, gene GOenrichment, and KEGG pathway enrichment were used to analyze the transcriptome data. Based on the PCA analysis (Figure 4A) and hierarchical clustering analysis (heat map)of 4303 differential genes with average channel strength greater than 100, the relative expression levels of total DEGs between the two treatment groups are shown to provide an overview of the changes in gene expression(Figure 4B). The M group and the HCP group were significantly separated, and the expression patterns of most DEGs in the M and HCP groups were opposite, indicating that there were significant differences between the mouse skin after HCP treatment and the M group (Figure 4A,B). Pairwise comparisons showed that after feeding HCPs,4303 genes were significantly expressed in the mice skin, including 1790 upregulated genes and 2513 downregulated genes(Foldchange>2,p<0.05)(figure 4c).among="" the="" sixgenes="" associated="" with="" skin="" aging="" quantified="" by="" qrt-pcr,="" five="" genes="" (including="" fos,="" jun,="" cxcll,and="" egr1)were="" downregulated,="" and="" one="" gene="" was="" upregulated="" (figure="" 4d),="" which="" was="" consistent="" with="" the="" overall="" trend="" of="" transcriptomic="" data.="" the="" rna="" expression="" levels="" of="" fos,="" jun,="" and="" cxcll="" were="" significantly="" upregulated="" in="" damaged="" skin="" compared="" to="" that="" in="" intact="" skin="" [34],="" and="" inhibition="" of="" egr1="" expression="" alleviated="" skin="" inflammation="" [35].="" these="" results="" reflected="" the="" reliability="" of="" transcriptome="" sequencing="" data,="" and="" oral="" cps="" effectively="" alleviated="" skin="">
Analýza GOenrichment a analýza obohacení databáze KEGG poskytly podporu pro další zkoumání biologických funkcí DEGs. GO analýza ukázala, že DEG byly významně obohaceny v biologických procesech, jako je replikace DNA, regulace hemopoézy, regulace aktivity hydrolázy a produkce cytokinů; v buněčných složkách, které zahrnovaly lytickou vakuolu a lysozom, byly významně obohaceny geny obsahující kolagen a další příbuzné geny; pokud jde o molekulární funkci, aktivitu receptor-ligand, cytokinovou aktivitu a další příbuzné geny byly významně obohaceny (obrázek 5). Analýza KEGG obohacení prvních 20 signálních drah významně změněných pomocí DEG je znázorněna na obrázku 5. Interakce cytokin-receptor, lysozom, neuroaktivní interakce ligand-receptor, buněčný cyklus, systémový lupus erythematodes a dráha TGF (str.<05) were="" closely="" related="" to="" aging,="" especially="" cytokine-receptor="" interactions,="" lysosomes,="" and="" tgf-βsignaling.="" an="" important="" feature="" of="" cellular="" senescence="" is="" the="" accumulation="" of="" damaged="" or-ganelles="" and="" protein="" aggregates.="" lysosomes="" play="" an="" important="" role="" in="" degrading="" damaged="" organelles="" and="" protein="" aggregates="" in="" senescent="" cells="" [36].="" cytokine-receptor="" interaction="" is="" the="" main="" pathway="" of="" enrichment="" in="" the="" skin="" after="" being="" affected="" by="" various="" factors="" such="" as="" inflammation="" [37],="" sulfur="" mustard="" exposure="" [38],="" and="" terahertz="" pulse="" [39].="" cytokines,="" as="" small="" molecular="" proteins="" synthesized="" and="" secreted="" by="" various="" tissue="" cells,="" maintain="" skin="" homeostasis="" by="" controlling="" the="" balance="" between="" keratinocyte="" proliferation,="" diferentiation,="" and="" apoptosis="" through="" complex="" interactions="" with="" growth="" factors[40].="" the="" tgf-β="" signaling="" pathway="" is="" also="" important="" for="" regulating="" skin="" aging[14].="" gene="" functional="" enrichment="" anal-ysis="" showed="" that="" tgf-β="" was="" highly="" expressed="" during="" cytokine-receptor="" interaction="" and="" in="" the="" tgf-β="" signaling="" pathway.="" tgf-β="" is="" a="" major="" pro-fibrotic="" cytokine="" that="" regulates="" cell="" differentiation="" and="" proliferation="" while="" inducing="" extracellular="" matrix="" protein="" synthesis="" [41].="" therefore,="" we="" verified="" the="" tgf-β="" signaling="" pathway="" and="" some="">
3.4.2. Ověření mechanismu působení CP při zmírňování stárnutí pleti
K ověření role signální dráhy TGF a interakce cytokin-receptor při zmírňování stárnutí kůže orálními CP byla provedena analýza WB k ověření TGF- a transkripčního faktoru Smad2/3 v signální dráze TGF, stejně jako klíčového transkripční faktor AP-1 (c-Fos a c-Jun), který reguluje cytokiny. Obsahy MMP-1, MMP-3, pro-kolagenu typu I a IL-1 byly stanoveny metodou ELISA. Výsledky WB analýzy ukázaly, že exprese TGF-, Smad2 a Smad3 ve skupině M byla významně nižší než ve skupině N(p<0.05). the="" expression="" levels="" of="" tgf-β="" and="" smad3="" were="" significantly="" higher="" in="" mice="" after="" the="" oral="" administration="" of="" cps="" compared="" to="" their="" levels="" in="" group="" m="" mice;="" additionally,="" smad2="" also="" increased=""><0.05), except="" for="" in="" the="" lcps="" in="" a="" dose-dependent="" manner(figure="" 6).="" on="" the="" contrary,="" the="" expression="" of="" c-fos="" and="" c-jun="" in="" the="" mgroup="" was="" significantly="" higher="" than="" that="" in="" the="" n="" group.="" the="" expression="" of="" c-fos="" and="" c-jun="" in="" the="" cp="" group="" was="" significantly="" lower="" than="" that="" in="" the="" m="" group,="" except="" for="" the="" expression="" of="" c-jun="" in="" the="" lcp="" group=""><0.05), and="" the="" change="" was="" dose-dependent.="" these="" results="" indicated="" that="" the="" tgf-β="" signaling="" pathway="" was="" activated="" and="" ap-1="" was="" inhibited="" after="" feeding="">
Protein AP-1 je dimerní komplex proteinů rodiny Jun a Fos a je důležitým regulátorem zánětu kůže a exprese cytokinů. Obecně platí, že komplex složený z c-Jun a c-Fos vykazuje nejvyšší transkripční aktivitu v kůži [41,A42]. ROS produkované ve stárnoucích kožních buňkách nejprve aktivuje AP-1 protein a poté reguluje downstream cytokiny (jako je IL-1), MMP a signální dráhu TGF prostřednictvím transkripce a translace, čímž usnadňuje stárnutí kůže[43] ,44]. Signální reakce TGF-/Smad je klasickou cestou syntézy kolagenu a transkripční faktor Smad je jádrem této dráhy přenosu signálu. TGF- spouští fosforylaci a aktivaci downstream Smad2 a Smad3 vazbou na receptor, čímž zvyšuje syntézu COLI [14].
Výsledky ELISA navíc ukázaly, že obsah MP-1, MMP-3 a IL-1a v kůži skupiny M byl významně vyšší než ve skupině N a obsah Typel pro-kolagenu byl výrazně nižší (str<0.05). however,="" the="" contents="" of="" mmp-1,mmp-3,and="" il-1α(figure="" 3d)in="" the="" skin="" after="" oral="" administration="" of="" cps="" were="" significantly="" lower="" than="" those="" in="" the="" m="" group=""><0.05); type="" i="" pro-collagen="" increased="" significantly,="" and="" all="" the="" changes="" were="" dose-dependent="" with="" cps="" (figure="" 7).="" mps="" are="" involved="" in="" the="" decomposition="" of="" skin="" collagen,="" il-1o="" shows="" the="" level="" of="" inflammation="" of="" the="" skin,="" and="" type="" i="" pro-collagen="" reflects="" the="" synthesis="" of="" skin="" collagen.="" accumulating="" evidence="" suggests="" that="" the="" role="" of="" the="" jun/ap-1="" protein="" pathway="" has="" also="" been="" proposed="" to="" regulate="" skin="" inflammation="" [40].="" the="" elisa="" results="" showed="" that="" the="" combined="" treatment="" of="" uv="" and="" d-galactose="" caused="" skin="" collagen="" degradation,="" decreased="" collagen="" synthesis,="" and="" caused="" skin="" inflammation,="" leading="" to="" skin="" aging.="" however,="" these="" changes="" were="" reversed="" after="" the="" oral="" administration="" of="">
Kromě výše uvedených cest byly v této studii upregulované geny po léčbě CP významně obohaceny o dráhu lysozomů, což naznačuje, že léčba CP aktivovala lysozom v kůži (obrázek 5). Předchozí studie naznačují, že aktivované lysozomy čistí agregáty a zvyšují aktivaci senescentních nervových kmenových buněk během stárnutí [45]. Kromě toho může zvýšená funkce lysozomu snížit koncentraci intracelulárního ROS, aby se zabránilo dormanci buněk. Podobně jakýkoli pokles funkce lysozomů může zvýšit intracelulární koncentraci ROS, která v konečném důsledku podporuje buněčnou dormanci [46] I když jsme to v tomto článku systematicky neověřovali, tyto výsledky a předchozí zprávy naznačují, že aktivace lysozomální funkce může být hlavním způsobem CP ke zmírnění stárnutí pleti a my se budeme i nadále snažit to ověřit.
Proto tato studie ukázala, že dietní CP mohou zmírnit stárnutí kůže vyvolané UV a D-galaktózou způsobem závislým na dávce. CP zmírňují stárnutí pokožky snížením úrovně oxidace kůže, inhibicí exprese klíčových transkripčních faktorů AP-1 (c-Jun a c-Fos), aktivací signální dráhy TGF-/Smad k podpoře syntézy kolagenu, inhibice exprese MMP-1 a MMP-3 (které inhibují degradaci kolagenu) a inhibují zánět kůže za účelem zmírnění stárnutí kůže (obrázek 8). Navíc naše zjištění v této studii také naznačují, že aktivovaný lysozom může být důležitá cesta pro CP k regulaci stárnutí kůže, která si zaslouží zvláštní pozornost.
4. závěr
Stručně řečeno, tato studie potvrdila, že dietní suplementace kolagenových peptidů z kuřecích kostí by mohla významně zmírnit stárnutí kůže vyvolané ultrafialovým zářením a D-galaktózou prostřednictvím mnoha cest, které zahrnují podporu syntézy pro-kolagenu, inhibici degradace kolagenu, zlepšení hladiny antioxidantů v kůži, a inhibici zánětu; zmírnění bylo u CP závislé na dávce. Podrobné zkoumání ukázalo, že CP nejprve snižují hladinu oxidace kůže, inhibují expresi klíčového transkripčního faktoru AP-1 (c-Jun a c-Fos) a poté aktivují signální dráhu TGF-/Smad, aby podpořily syntézu kolagenu, inhibují expresi MMP-1 a MMP-3, aby inhibovaly degradaci kolagenu, a inhibují zánět kůže, aby se zmírnilo stárnutí kůže u myší. Kromě toho může být aktivace lysozomů také hlavní cestou pro CP ke zmírnění stárnutí kůže, což si zaslouží následný výzkum a ověření. Tyto výsledky poskytují teoretický základ pro implementaci kolagenových peptidů ke zmírnění stárnutí kůže a rozšíření rozsahu pro komplexní využití vedlejších živočišných produktů ve funkčních potravinách.
Tento článek je extrahován z Nutrients 2022, 14, 1622. https://doi.org/10.3390/nu14081622 https://www.mdpi.com/journal/nutrients
