Zlepšená antimelanogeneze a antioxidační účinky polysacharidu ze semen Cuscuta Chinensis Lam po enzymatické hydrolýze
Mar 30, 2023
Abstraktní
Polysacharid Cuscuta chinensis (CPS) byl extrahován horkou vodou a enzymaticky hydrolyzovaný polysacharid C. chinensis (ECPS) byl vyroben procesem enzymatické hydrolýzy mananázou. Účelem tohoto výzkumu bylo prozkoumat antimelanogenní aktivitu ECPS a CPS v buňkách melanomu B16F10. Antioxidační aktivita in vitro byla hodnocena jejich schopností redukovat trojmocné železo a aktivitami pohlcující volné radikály DPPH. Distribuce molekulové hmotnosti polysacharidů byla stanovena pomocí SEC-MALLS-RI. CPS byl úspěšně enzymaticky degradován pomocí manózy a vážený průměr molekulových hmotností CPS a ECPS byl 434,6 kDa a 211,7 kDa. Výsledky testů biologické aktivity naznačují, že enzymaticky hydrolyzovaný polysacharid má lepší antimelanogenní aktivitu a antioxidační účinek než původní polysacharid. ECPS vykazoval antimelanogenní aktivitu snížením exprese tyrosinázy, MITF a TRP-1 bez cytotoxických účinků v buňkách melanomu B16F10. Závěrem lze říci, že ECPS má potenciál stát se produktem pro bělení pokožky. Podle relevantních studiícistancheje obyčejná bylina, která je známá jako "zázračná bylina, která prodlužuje život". Jeho hlavní složkou je cistanosid, který má různé účinky, jako je antioxidační, protizánětlivý a podpora imunitních funkcí. Mechanismus mezicistancheabělení kůžespočívá v antioxidačním účinku cistanche glykosidů.melaninv lidské kůži se vyrábí oxidací tyrosinu katalyzovanoutyrosinázaa oxidační reakce vyžaduje účast kyslíku, takže se volné radikály v těle stávají důležitým faktorem ovlivňujícím produkci melaninu. Cistanche obsahuje cistanosid, což je antioxidant a může tak snížit tvorbu volných radikálů v těleinhibující produkci melaninu.
Úvod
regulátor genů biosyntézy melaninu. MITF se také podílí na regulaci pigmentace, proliferace a diferenciace melanocytů (5). signalizace receptoru a-MSH-melanokortinu 1 se vyskytuje v melanogenních specifických enzymech, včetně TRP-1; tyrosináza je také regulována MITF (5). Mnoho činidel pro bělení kůže má antimelanogenní účinky regulací exprese tyrosinázy nebo inhibičními účinky na aktivitu tyrosinázy. Obsah melaninu navíc ovlivňuje hladina intracelulárních antioxidantů a produkce volných radikálů (6). Proto jsou inhibitory tyrosinázy a antioxidační sloučeniny často vybírány jako činidla pro bělení kůže. Cuscuta chinensis Lam., čínsky nazývaná TuSiZi, je tradiční čínská medicína obecně používaná jako funkční potravina a známá tím, že zlepšuje schopnost reprodukčního systému (7). V posledních letech některé zprávy naznačovaly jeho použití k léčbě pih a vitiliga (8). Jiné zprávy ukázaly, že má pozitivní účinek na ochranu kůže (9) a indukuje inhibici aktivity tyrosinázy (10).

Klikněte na Rou Cong Rong Výhody pro bělení
Požádat o víc:
david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501
Polysacharidy jsou hlavními složkami vodního extraktu C. chinensis Lam. semena, o kterých se předpokládá, že mají antiapoptózu (11) a imunologické aktivity (12). Předchozí analytické výsledky ukázaly, že C. chinensis Lam. polysacharid se skládá z fruktózy, manózy, xylózy a arabinózy; manóza je hlavní složkou cukru (13). Mnoho výzkumníků prokázalo, že viskozita (14), distribuce molekulové hmotnosti (Mw) (15) a podíl monosacharidů (16) polysacharidů mají velký vliv na jejich biologickou aktivitu. Nedávný výzkum navíc ukázal, že degradované polysacharidy s nízkou Mw vykazují vyšší antioxidační a tyrosinázu inhibující aktivity než původní polysacharid (17). Produkce polysacharidu s nízkou Mw z C. chinensis Lam. semeno je nezbytné pro zlepšení jeho biologické aktivity. Mezi různými degradačními procesy jsou hlavními výhodami enzymatické degradace substrátová specifita, vysoká selektivita a mírné podmínky, které produkují hydrolyzáty s dobře definovanými strukturami (18).
Na základě těchto farmakologických studií jsme spekulovali, že polysacharid C. chinensis (CPS) a enzymaticky hydrolyzovaný polysacharid C. chinensis (ECPS) by mohly být účinnými rostlinnými léčivy pro zlepšení hyperpigmentace. Mannáza byla použita k získání nízké Mw ECPS ze semen. Kromě toho byly odhadnuty antimelanogenezní a antioxidační aktivity polysacharidů s různou Mw a byl zkoumán vztah mezi bioaktivitami a Mw polysacharidů.
materiály a metody
Reagencie
Chemikálie pro enzymové a antioxidační aktivity byly zakoupeny od Sigma Co. (USA). Všechna ostatní činidla a chemikálie byly zakoupeny od společnosti Aladdin (Čína).
Příprava CPS a ECPS
Léčivé materiály semen Cuscuta chinensis Lam poskytla společnost Guang Dong Feng Chun Pharmaceutical CO., LTD (Čína). Asi 500 g suchých materiálů bylo rozdrceno na prášek a namočeno do 1200 ml 80% ethanolu po dobu 24 hodin při teplotě místnosti, aby se odstranily lipidy, oligosacharidy a barevné materiály. Předem upravené vzorky byly infiltrovány látkou a poté byl vysušený zbytek extrahován třikrát 3000 ml vody při 90 stupních. Vodné extrakty byly odděleny od zbytku centrifugací (4000 g po dobu 5 minut při 22 stupních) a poté zakoncentrovány při 70 stupních ve vakuu; kondenzát se vysrážel 60% ethanolem při 3 stupních po dobu 24 hodin. Nakonec byla sraženina deproteinována metodou Sevag, dialyzována membránou 3500 Da, lyofilizována a poté označena polysacharidem C. chinensis (CPS).
Enzymaticky hydrolyzovaný polysacharid C. chinensis (ECPS) byl získán hydrolýzou manózou (0,1 procenta v pufru octanu sodného) v poměru manóza k substrátu 5:1 (obj./hm.) při 60 stupních, pH 4,5 po dobu 6 hodin. Poté byla katalytická reakce ukončena ve vroucí vodě po dobu 10 minut. Reakční roztok byl centrifugován při 10,{10}} g po dobu 15 minut (4 stupně) a supernatant byl shromážděn pro dialýzu při 3 stupních po dobu 3 dnů s membránou 3500 Da, aby se odstranily látky s malými molekulami, a byl lyofilizován.

Měření SEC-MALLS-RI
Test inhibice houbové tyrosinázy
Buněčná kultura a test životaschopnosti
Buňky myšího melanomu B16F10 byly zakoupeny od Biochemistry and Cell Biology (Čína). Buňky byly udržovány v Dulbeccově modifikovaném Eagle médiu (DMEM) doplněném 10 procenty fetálního bovinního séra (FBS), 100 mg/ml streptomycinu a 100 IU/ml penicilinu při 37 stupních ve zvlhčeném prostředí obsahujícím 5 procent CO2. Buňky byly nasazeny na kultivační plotny a doplněny různými koncentracemi vzorků a a-melanocyty stimulujícím hormonem (a-MSH) po dobu 72 hodin, aby se změřila aktivita intracelulární tyrosinázy a kvantifikoval se obsah melaninu.
Test 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-difenyltetrazoliumbromidu (MTT) byl proveden za účelem testování životaschopnosti buněk (20). Stručně, 96-jamkové destičky byly naočkovány myšími melanomovými buňkami B16F10. Objem 50 ml 2 mg/ml MTT byl přenesen do každé jamky po ošetření 100 ml různých koncentrací vzorku po dobu 24 hodin. Po 4-hodinové inkubaci byla reakce ukončena a byl přidán dimethylsulfoxid, aby se nerozpustný výsledný produkt rozpustil. Absorbance byla měřena při 590 nm pomocí čtečky mikrodestiček.
Měření obsahu melaninu
Detekce obsahu melaninu byla provedena mírně upravenou metodou (21). Po promytí ledovým PBS byly melanomové buňky (2 x 104 buněk na jamku) nasazeny do 96-jamkové destičky a inkubovány při 37 stupních po dobu 48 hodin. Poté bylo do každé jamky přidáno 100 ml NaOH (1N), aby se buňky melanomu rozpustily při 80 stupních po dobu 30 minut. Lyzát byl centrifugován při 15,000 g po dobu 15 minut (4 stupně). Poté byla měřena absorbance pomocí čtečky mikrodestiček při 405 nm. Všechny experimenty byly provedeny trojmo.
Test intracelulární tyrosinázové aktivity
Železo snižuje výkon
Test železitého železa na snížení výkonu byl proveden podle dříve publikované metody s menšími úpravami (23). Různé koncentrace vzorků (2 ml) nebo Vc (pozitivní kontrola) byly smíchány s 2 ml ferrikyanidu draselného (1 procento, W/V) a 2 ml fosfátového pufru (0,2 M, pH 6,8). Po inkubaci při 50 stupních po dobu 30 min byly 2 ml kyseliny trichloroctové (10 procent, W/V) přeneseny do reakční směsi a centrifugovány při 4000 g po dobu 15 min (22 stupňů). Supernatant (2 ml) byl smíchán se směsí obsahující 2 ml destilované vody a 0,4 ml FeCl3 (0,1 procenta, W/V). Po 10 minutách inkubace při 37 stupních byla měřena absorbance pomocí čtečky mikrodestiček při 700 nm.
Test aktivity vychytávání radikálů DPPH
Analýza proteinové exprese metodou Western blot

Po ošetření různými koncentracemi ECPS po dobu 72 hodin byly buňky promyty PBS a lyžovány v RIPA pufru (150 mM NaCl v 50 mM pH 8.0 Tris-HCl , 0,5 procenta deoxycholátu sodného, 1,0 procenta nedietního P-40 a 0,1 procenta dodecylsulfátu sodného). Po centrifugaci při 10,000g po dobu 25 minut (4 stupně) byl odebrán supernatant lyzátů. Proteiny byly podrobeny 12% SDS-PAGE a poté přeneseny na polyvinylidendifluoridovou membránu. Blokování bylo provedeno v Tris-pufrovaném fyziologickém roztoku s Tween-20 a 2% sušeného odstředěného mléka (TBST) a poté inkubováno po dobu 12 hodin při 4 stupních. Primární použité protilátky byly: anti-aktin (1:5000), anti-TRP-1 (1:500), anti-tyrosináza (1:500) a anti-MITF (1:1000). Primární protilátky byly odstraněny a membrány byly dvakrát vyčištěny pomocí TBST. Poté byly membrány se sekundární protilátkou konjugovanou s křenovou peroxidázou (Santa Cruz, USA) inkubovány po dobu 60 minut při teplotě místnosti. Proteinové pásy byly znovu promyty TBST a vizualizovány pomocí soupravy ECL (Amersham Pharmacia Biotech, USA) za použití zobrazovacího systému UVP (UVP, USA).
Statistická analýza
Všechny výsledky jsou uvedeny jako průměr ± SD a experimenty byly třikrát opakovány. Srovnání mezi skupinami bylo odhadnuto pomocí ANOVA následované Dunnettovým testem. Jednotlivá srovnání mezi dvěma skupinami byla provedena Studentovým t-testem. Všechny statistické analýzy byly provedeny pomocí softwaru SPSS (verze 16.0). Po0.05 byl obvykle považován za statisticky významný.
Výsledek
Mw a celkové polysacharidy ECPS a CPS
Celkový obsah polysacharidů ECPS a CPS měřený testem fenol-kyselina sírová byl 89,17 a 90,26 procent, v daném pořadí. Mezitím byly Mw ECPS a CPS měřeny pomocí SEC-MALLS-RI. Mw ECPS byla 211,7 kDa, což bylo nižší než CPS (434,6 kDa). Obrázek 1A ukazuje relativní intenzitu (RI) pro ECPS a CPS; po enzymatické hydrolýze manózou byla doba retence píku ECPS delší než doba retence CPS. Jak je znázorněno na obrázku 1B, rozdílné hmotnostní frakce polysacharidů byly zobrazeny jako funkce molární hmotnosti vzorků. Distribuce molární hmotnosti polysacharidů se významně změnila enzymatickou hydrolýzou. Rozdílová hmotnostní frakce ECPS v oblasti s nízkou Mw se zvýšila, což naznačuje, že CPS byl enzymaticky degradován na polysacharid s nízkou Mw.

Antioxidační aktivity polysacharidů
Schopnosti ECPS a CPS pohlcovat volné radikály DPPH jsou uvedeny na obrázku 2A. Aktivita vychytávání volných radikálů vzorků polysacharidů a Vc vykazovala aktivitu závislou na dávce. V současné studii byla schopnost CPS pohlcovat volné radikály nižší než schopnost ECPS. Oba však vykazovaly nižší účinek pohlcování volných radikálů než pozitivní vzorek. Hodnoty IC50 ECPS a CPS byly 0,39 a 0,51 mg/ml, v daném pořadí. Jak je znázorněno na obrázku 2B, celková antioxidační aktivita může být hodnocena testováním schopnosti redukovat trojmocné železo. Koncentrace se pohybovaly od 0,1 do 1 mg/ml; jak polysacharidové vzorky, tak Vc vykazovaly antioxidační aktivitu v závislosti na dávce. Navíc hodnota absorbance ECPS byla vždy vyšší než CPS při stejné koncentraci.
Vliv ECPS a CPS na aktivitu tyrosinázy hub a životaschopnost buněk
Jak je znázorněno na obrázku 2C, inhibiční aktivita polysacharidů na tyrosinázu (0.1B1 mg/ml) představuje vztah závislý na dávce. Navíc inhibiční účinek ECPS byl vždy vyšší než CPS při stejné koncentraci. Test MTT byl proveden za účelem posouzení cytotoxických účinků ECPS a CPS v buňkách melanomu B16F10. Jak je znázorněno na obrázku 2D, nebyly zjištěny žádné významné změny v životaschopnosti buněk B16F10 s různými koncentracemi (0B320 mg/ml) ECPS a CPS. Na základě těchto výsledků jsme použili tato koncentrační rozmezí
další výzkum.

Vliv ECPS a CPS na intracelulární aktivitu tyrosinázy a obsah melaninu

Účinek ECPS na hladiny tyrosinázy, MITF a TRP-1 proteinu v buňkách B16F10
Diskuse
Přírodním polysacharidům z C. chinensis byla věnována pozornost díky jejich dobrým účinkům na inhibici tyrosinázy, vychytávání volných radikálů a ochranu kůže (25–27). Malý výzkum se však zaměřil na antimelanogenezní aktivitu enzymatické modifikace polysacharidů. Předchozí výzkum ukázal, že degradované polysacharidy procesem enzymatické hydrolýzy vykazovaly vynikající účinek pohlcování volných radikálů (28). Kromě toho biologické aktivity polysacharidů úzce souvisí s jejich distribucí Mw. Teoreticky jsou polysacharidy s nízkou Mw aktivnější než polysacharidy s vysokou Mw kvůli jejich vysoké penetrační schopnosti na buněčných membránách (29,30). Antimelanogenetický účinek ECPS na buňky B16F10 však dosud nebyl studován. Polysacharid s nízkou Mw byl připraven enzymatickou hydrolýzou s manózou.
Oxidační stres může produkovat nadměrné množství volných radikálů a vést k oxidačnímu poškození. Předchozí studie prokázaly, že kožní onemocnění úzce souvisí s hromaděním volných radikálů (31). Nadměrné množství volných radikálů navíc hraje zásadní roli při potlačování melanogeneze buněk melanomu a růstu melanocytů (32). Tyrosináza je multifunkční oxidační enzym, který obsahuje bronz a je životně důležitý při podpoře biosyntézy melaninu (33). Pigmentace kůže a různá kožní onemocnění však úzce souvisí s hromaděním melaninu a způsobují vážný estetický problém (34).
Aktivní složky s antioxidačními a antityrosinázovými schopnostmi mohou chránit pokožku a inhibovat melanogenezi (35). Naše výsledky ukázaly, že nižší Mw enzymaticky modifikovaných polysacharidů vykazovaly lepší antioxidační a antityrosinázové aktivity než původní polysacharidy in vitro. Zlepšení je přičítáno většímu povrchu a lepší rozpustnosti ve vodě, což bylo v souladu s předchozí studií (17), která ukázala, že degradovaný polysacharid ze Sargassum fusiforme má lepší antityrosinázovou aktivitu a antioxidační aktivitu než původní polysacharid.

Poděkování
Reference
23. Berker KI, Güc ¸lü K, Tor I˙, Apak R. Srovnávací hodnocení testů antioxidační kapacity na bázi Fe(III) snižující energii v přítomnosti fenantrolinu, bat-ho-fenantrolinu, tripyridyltriazinu (FRAP) a ferrikyanidu činidel. Talanta 2007; 72: 1157-1165, doi: 10.1016/j.talanta.2007.01.019.
24. Parejo I, Codina C, Petrakis C, Kefalas P. Hodnocení vychytávací aktivity hodnocené pomocí Co(II)/EDTA-indukované luminolové chemiluminiscence a DPPH ● (2,2-difenyl-1pikrylhydroxyl ) test volných radikálů. J Pharmacol Toxicol Methods 2000; 44: 507–512, doi: 10.1016/S1056-8719(01)00110-1.
35. Perluigi M, De Marco F, Foppoli C, Coccia R, Blarzino C, Luisa Marcante M, et al. Tyrosináza chrání lidské melanocyty před sloučeninami vytvářejícími ROS. Biochem Biophys Res Commun 2003; 305: 250–256, doi: 10.1016/S0006- 291X(03)00751-4.






