ČÁST DRUHÁ Cistanche Deserticola Polysacharid indukuje melanogenezi v melanocytech a snižuje oxidační stres

KLIKNĚTE ZDE ZPĚT NA PRVNÍ ČÁST

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com

4 | DISKUSE A ZÁVĚRY

V této studii jsme zkoumali roli CDP v HEM a buňkách B16F10. Poprvé jsme našliCistancheže CDP by mohl podporovat melanogenezi v melanocytech a podporovat pigmentaci u zebrafish. Následný experiment ukázal, že signální dráha MAPK byla aktivována při léčbě CDP. Dále jsme zkoumali jeho roli v oxidačním stresu a zjistili jsme, že CDP může zeslabit cytotoxicitu indukovanou H2O2 a apoptózu v melanocytech; Mezitím by CDP mohl aktivovat antioxidační dráhu NRF2 / HO-1 a vyčistit intracelulární ROS za podmínek oxidačního stresu.

cistanchejeinhibitor tyrosinázy

Mitogenem aktivovaná proteinkináza je životně důležitá cesta, která se podílí naCistanchev regulaci MITF, klíčového transkripčního faktoru, který podporuje expresi genů souvisejících s melanogenezí a následně ovlivňuje syntézu a transport melaninu.26,27 V naší studii byla po léčbě CDP významně zvýšena ac-aktivace ERK, JNK a p38 v melanocytech; mezitím byly odpovídajícím způsobem regulovány výrazy MITF/p-MITF a TYR, TRP1, TRP2 a RAB27A řízené MITF. Proto navrhujeme, že CDP může podporovat melanogenezi aktivací dráhy MAPK, ale jak CDP aktivuje MAPK, zůstáváCistancheneznámý. Podle nedávných studií je toll-like receptor 4 (TLR4) vysoce exprimován v melanocytech a podílí se na melanogenezi.28,29 TLR4 je důležitý transmembránový protein, který může specificky vázat lipopolysacharid (LPS)30; Studie uváděly, že LPS může indukovat melanogenezi.29 Zajímavé je, že několik polysacharidů extrahovaných z rostlin nebo hub údajně aktivovalo TLER a následné signální dráhy, jako je MAPK a jaderný faktor kappa beta (NF-κB).31,32 Proto máme podezření, že CDP může být rozpoznán a vázán TLR, pak aktivuje následnou signální dráhu MAPK a podporuje melanogenezi. Kromě toho je známo, že nukleotidy vázající oligomerizační doménové receptory (NLR) rozpoznávají intracelulární ligandy a řídí aktivaci signálních drah MAPK a NF-κB.33,34 Jak bylo uvedeno, polysacharidy extrahované z Ganoderma lucidum a Astragalus mohou vstoupit do buněk a ovlivnit NLR.35,36 Je tedy možné, že CDP může vstoupit do melanocytů a regulovat signální dráhu MAPK prostřednictvím NLR. K ověření této hypotézy jsou však zapotřebí další studie.

Některé dosud studie uváděly aplikaci rostlinných polysacharidů v melanogenezi k inhibici produkce melaninu.37,38 V této studii však CDP podporoval melanogenezi u

melanocyty a tento účinek byl dále potvrzen po srovnání s α-MSH. CDP je také druh polysacharidu extrahovaného z bylin, máme podezření, že opačný účinek CDP může souviset se strukturálními rozdíly mezi CDP a jinými polysacharidy. Polysacharidy vznikají polymerací monosacharidů, ale jsou variabilní v monosacharidovém typu, monosacharidovém složení, glykosidové vazbě, struktuře postranního řetězce a molekulové hmotnosti39,40; Předpokládá se, že tyto faktory určují jejich biologické funkce.41 Existující studie navrhly strukturu CDP a naznačily, že struktura CDP následně ovlivňuje jeho funkci.42 Proto je zapotřebí více důkazů k plnému pochopení CDP a potvrzení naší hypotézy.

Melanogeneze je důležitým ochranným mechanismem odporuCistancheultrafialové poškození a udržování homeostázy těla43; melanocyty jsou zároveň snadno vystaveny nepříznivému prostředí, jako je přetížení ROS.11 Je známo, že ROS se podílí na podpoře melanogeneze, jedním z mechanismů je aktivace MAPKs.44 Studie však také ukázaly, že tento účinek existuje pouze v rámci určité úrovně ROS, zatímco přetížení ROS významně narušuje melanogenezi.45 Vztah mezi ROS, MAPK, a melanogeneze je za různých podmínek proměnlivá, takže rovnováha mezi prooxidačními a antioxidačními systémy je samozřejmě důležitá. U depigmentačních onemocnění, jako je vitiligo, nevyvážený antioxidační systém a nekontrolovatelné přetížení ROS poškodí melanocyty a sníží životaschopnost buněk.11,46 V této studii jsme použili různé koncentrace H2O2 k simulaci přetížení ROS v buňkách a HEM vykazovaly horší toleranci k H2O2 než buňky B16F10. Když byly melanocyty podrobeny léčbě H2O2, jejich životaschopnost a rychlost apoptózy se zhoršila, ale

Fenylethanoid Glykosidyv cistanche canprotizánětlivý

Předběžná úprava CDP by mohla tento trend částečně zvrátit. Současně byl ROS vyčištěn. Jak bylo uvedeno, aktivace antioxidační dráhy NRF2/ARE je hlavní metodou vychytávání ROS v kožních buňkách.14 V našich experimentech byly hladiny proteinů NRF2 a HO-1 v melanocytech po léčbě H2O2 bez CDP zvýšeny; to znamená, že oxidační stres vyvolaný H2O2 může aktivovat dráhu NRF2/HO-1, ale je nedostatečný pro udržení redoxní rovnováhy a ochranu buňky před zraněním. Předúprava CDP však zvýšila antioxidační dráhu NRF2/HO-1 a obnovila rovnováhu. Proto navrhujeme, že CDP může chránit melanocyty před poškozením oxidačním stresem aktivací antioxidační dráhy NRF2 / HO-1 a vychytáváním ROS.

Zjistili jsme, že samotná léčba CDP nemá žádný vliv na ROS nebo NRF2/HO-1 v melanocytech. Tento výsledek naznačuje, že CDP může ovlivnit redox rovnováhu za oxidačního stresu, ale ne za normálních podmínek. Antioxidační dráha NRF2/HO-1 je navíc údajně regulována signálními cestami PI3K, NF-κB a MAPK.47,48 V naší studii byl CDP schopen aktivovat signální dráhu MAPK. Je možné, že CDP může aktivovat dráhu NRF2/HO-1 prostřednictvím up-regulačních MAPK. Jak uvedl Slominski, melanocyty jsou stresové senzory zapojené do regulační sítě a jejich funkce se mohou rychle měnit v reakci na životní prostředí.49 Navrhujeme, že úloha CDP je ovlivněna stavem melanocytů, může pro-mote melanogenezi bez ovlivnění antioxidačního systému za normálních podmínek, ale obnovit redox rovnováhu za podmínek oxidačního stresu. Proto může být funkce melanocytů a přežití udržováno dvěma různými způsoby pomocí CDP. CDP pomáhá melanocytům udržovat homeostázu, což je také důležitá funkce melanogeneze.50,51

Závěrem lze říci, že CDP může podporovat melanogenezi melanocytů

aktivací signální dráhy MAPK. CDP může zlepšit přežití melanocytů aktivací antioxidační dráhy NRF2/HO-1 a vychytáváním intracelulární ROS za podmínek oxidačního stresu. Naše zjištění jsou smysluplná, protože ukazují, že CDP může jak podporovat melanogenezi, tak chránit melanocyty před poškozením oxidačním stresem, což je pravděpodobně zodpovědné za dysfunkci a ztrátu melanocytů. Zjištění této studie naznačují, že CDP by mohl být novým lékem v léčbě depigmentačních onemocnění.

cistanchebělící účinek na pokožku ažantioxidace

UZNÁNÍ

Tato práce byla podpořena Národní nadací přírodních věd Číny (č. 81703101), novými talentovými projekty Xiangya třetí nemocnice Xiangya na Central South University (č. JY201623 a č. 20170301), Přírodovědná nadace provincie Hunan (č. 2018JJ3788 a č. 2018JJ3793) a projekt zdravotní komise Hunan (č. C2019173). Dr. Yibo Hu provedl hlavní část studie a napsal rukopis; Profesor Jing Chen a Qinghai Zeng navrhli studii a vedli psaní rukopisu; Profesor Jinhua Huang, Lihua Huang a Hong Xiang poskytli technickou podporu a analyzovali data; Dr. Yixiao Li, Ling Jiang, Yujie Ouyang, Yumeng Li, Lun Yang a Xiaojiao Zhao přispěli k části experimentů.

STŘET ZÁJMŮ

Autoři potvrzují, že neexistují žádné střety zájmů.

PROHLÁŠENÍ O DOSTUPNOSTI DAT

Údaje, které podporují zjištění této studie, jsou k dispozici od příslušného autora na základě odůvodněné žádosti.

ODKAZY

1. Bleuel R, Eberlein B. Terapeutická léčba vitiliga. J Dtsch Dermatol Ges. 2018;16:1309-1313.

2. Taieb A, Meurant JM. Měli bychom upřednostňovat psychologické intervence při léčbě vitiliga? J Eur Acad Dermatol Venereol. 2018;32:2053-2054.

3. Picardo M, Dell'Anna ML, Ezzedine K, et al. Vitiligo. Nat Rev Dis Primers. 2015;1:15011.

4. Slominski A, Tobin DJ, Shibahara S, Wortsman J. Pigmentace melaninu v kůži savců a její hormonální regulace. Physiol Rev. 2004;84:1155-1228.

5. Slominski A, Zmijewski MA, Pawelek J. L-tyrosin a L-dihydroxyfenylalanin jako hormonálně podobné regulátory funkcí melanocytů. Pigment Cell Melanoma Res. 2012;25:14-27.

6. Spritz RA. Sdílené genetické vztahy, které jsou základem generalizovaného vitiliga a autoimunitního onemocnění štítné žlázy. Štítná žláza. 2010;20:745-754.

7. Lin X, Tang LY, Fu WW, Kang KF. Dětské vitiligo v Číně: klinické profily a imunologické nálezy v 620 případech. Am J Clin Dermatol. 2011;12:277-281.

8. Boehncke WH, Brembilla NC. Autoreaktivní T-lymfocyty při zánětlivých kožních onemocněních. Přední imunol. 2019;10:1198.

9. Iannella G, Greco A, Didona D, et al. Vitiligo: Patogeneze, klinické varianty a léčebné přístupy. Autoimmun Rev. 2016;15:335-343.

10. Forrester SJ, Kikuchi DS, Hernandes MS, et al. Reaktivní formy kyslíku v metabolické a zánětlivé signalizaci. Oběžník Res. 2018;122:877-902.

11. Denat L, Kadekaro AL, Marrot L, et al. Melanocyty jako podněcovatelé a oběti oxidačního stresu. J Invest Dermatol. 2014;134:1512-1518.

12. Qiu L, Song Z, Setaluri V. Oxidační stres a vitiligo: signalizační spojení Nrf2-ARE. J Invest Dermatol. 2014;134:2074-2076.

13. Hayes JD, Dinkova-Kostova AT. Regulační síť Nrf2 poskytuje rozhraní mezi redoxním a intermediárním metabolismem. Trendy Biochem Sci. 2014;39:199-218.

14. Marrot L, Jones C, Perez P, Meunier JR. Význam dráhy Nrf2 v (foto)oxidační stresové odpovědi v melanocytech a keratinocytech lidské epidermis. Pigment Cell Melanoma Res. 2008;21:79-88.

15. van Geel N, Speeckaert R, Mollet I a kol. In vivo vitiligo indukční a terapeutický model: dvojitě zaslepená, randomizovaná klinická studie. Pigment Cell Melanoma Res. 2012;25:57-65.

16. Nicolaidou E, Antoniou C, Stratigos A, Katsambas AD. Úzkopásmová ultrafialová fototerapie B a 308-nm excimerový laser při léčbě vitiligo: recenze. J Am Acad Dermatol. 2009;60:470-477.

17. Novak Z, Bonis B, Baltas E, et al. Xenonchloridový ultrafialový laser B je účinnější při léčbě psoriázy a indukci apoptózy T buněk než úzkopásmový ultrafialový B. J Photochem Photobiol B Biol. 2002;67:32-38.

18. Xu P, Su S, Tan C, et al. Účinky vodných extraktů z herby Eclipse, preparátoru Polygoni multiflora radix a preparátoru Radix Rehmanniae na melanogenezi a migraci lidských melanocytů. J Ethnopharmacol. 2017;195:89-95.

19. Wang T, Zhang X, Xie W.Cistanche deserticolaY. C. Ma, "Pouštní ženšen": recenze. Am J Chin Med. 2012;40:1123-1141.

20. Guo Y, Cao L, Zhao Q, et al. Předběžné charakterizace, antioxidační a hepatoprotektivní aktivita polysacharidu zCistanche deserticola. Int J Biol Macromol. 2016;93:678-685.

21. Cai RL, Yang MH, Shi Y, et al. Antifatigue aktivita extraktu bohatého na fenylethanoidy zCistanche deserticola. Phytother Res. 2010;24:313-315.

22. Zhang H, Xiang Z, Duan X, et al. Protinádorové a protizánětlivé účinky oligosacharidů zCistanche deserticolaextrakt na poranění míchy. Int J Biol Macromol. 2019;124:360-367.

23. Liu Y, Wang H, Yang M, et al.Cistanche deserticolapolysacharidy chrání buňky PC12 před poraněním způsobeným OGD/RP. Biomed Pharmacother. 2018;99:671-680.

24. Píseň D, Cao Z, Liu Z, et al.Cistanche deserticolapolysacharid zmírňuje osteoklastalezi a kostní resorpci inhibicí RANKL signalizace a reaktivní produkce kyslíku. J Cell Physiol. 2018;233:9674-9684.

25. Fu C, Chen J, Lu J, et al. Downregulace TUG1 podporuje melanogenezi a MELANOGENEZI indukovanou UVB. Exp Dermatol. 2019;28:730-733.

26. Johannessen CM, Johnson LA, Piccioni F, et al. Program linie melanocytů propůjčuje rezistenci na inhibici dráhy MAP kinázy. Příroda. 2013;504:138-142.

27. Vachtenheim J, Borovansky J. "Transkripční fyziologie" tvorby pigmentu v melanocytech: ústřední role MITF. Exp Dermatol. 2010;19:617-627.

28. Yu N, Zhang S, Zuo F, et al. Kultivované lidské melanocyty ex-press funkční toll-like receptory 2–4, 7 a 9. J Dermatol Sci. 2009;56:113-120.

29. Ahn JH, Park TJ, Jin SH, Kang HY. Lidské melanocyty exprimují funkční Toll-like receptor 4. Exp Dermatol. 2008;17:412-417.

30. Reed SG, Carter D, Casper C, et al. Koreláty aktivit gla rodinných adjuvantů. Semin Immunol. 2018;39:22-29.

31. Guo MZ, Meng M, Feng CC, et al. Nový polysacharid získaný z Craterellus cornucopioides zvyšuje imunomodulační aktivitu u imunosupresivních myších modelů prostřednictvím regulace dráhy TLR4-NF-kappaB. Food Funct. 2019;10(8):4792-4801.

32. Wei W, Xiao HT, Bao WR a kol. TLR-4 může zprostředkovat signální dráhy Astragalus polysacharid RAP indukované cytokinové exprese buněk RAW264.7. J Ethnopharmacol. 2016;179:243-252.

33. Chen H, Yang D, Han F, et al. Bakteriální T6SS efektor EvpP zabraňuje aktivaci NLRP3 zánětlivých látek tím, že inhibuje Ca(2+)- dependentní dráhu MAPK-Jnk. Mikrob buněčného hostitele. 2017;21:47-58.

34. Levy M, Shapiro H, Thaiss CA, Elinav E. NLRP6: mnohostranný imunitní senzor in-Nate. Trendy Immunol. 2017;38:248-260.

35. Chen YS, Chen QZ, Wang ZJ, Hua C. Protizánětlivé a hepatoprotektivní účinky polysacharidů Ganoderma lucidum proti poškození jater vyvolanému tetrachlormethanem u myší Kunming. Farmakologie. 2019;103:143-150.

36. Tian Z, Liu Y, Yang B, et al. Astragalus polysacharid zmírňuje myší kolitidu inhibicí nlrp3 inflammazomu. Planta Med. 2017;83:70-77.

37. Jiang L, Huang J, Lu J, et al. Ganoderma lucidum polysacharid snižuje melanogenezi inhibicí parakrinních účinků keratinocytů a fibroblastů prostřednictvím dráhy IL-6 /STAT3/FGF2. J Cell Physiol. 2019;234:22799-22808.

38. Cai ZN, Li W, Mehmood S, et al. Vliv polysacharidu FMP-1 z Morchella esculenta na melanogenezi v buňkách B16F10 a zebrafish. Food Funct. 2018;9:5007-5015.

39. Zhang C, Li Z, Zhang CY, et al. Molekulární charakteristiky a bioaktivity polysacharidů z vojtěšky (Medicago sativa L.). Živiny. 2019;11:1181.

40. Coconi Linares N, Di Falco M, Benoit-Gelber I, et al. Přítomnost stopových složek významně rozšiřuje molekulární odpověď Aspergillus niger na guarovou gumu. Nový Biotechnol. 2019;51:57-66.

41. Ma H, Zhang K, Jiang Q, et al. Charakterizace rostlinných polysacharidů z Dendrobium officinale pomocí více chromatografických a hmotnostních spektrometrických technik. J Chromatogr A. 2018;1547:29-36.

42. Dong Q, Yao J, Fang JN, Ding K. Strukturní charakterizace a imunologická aktivita dvou polysacharidů extrahovatelných studenou vodou zCistanche deserticolaY. C. Ma. Carbohydr Res. 2007;342:1343-1349.

43. Slominski AT, Zmijewski MA, Plonka PM, et al. Jak se UV světlo dotýká mozku a endokrinního systému přes kůži a proč. Endokrinologie. 2018;159:1992-2007.

44. Schalke S. Nové údaje o poruchách hyperpigmentace. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2017;31(Suppl 5):18-21.

45. Glassman SJ. Vitiligo, reaktivní formy kyslíku a T-buňky. Clin Sci. 2011;120:99-120.

46. Ristow M. Odhalení pravdy o antioxidantech: mitohorméza vysvětluje zdravotní přínosy vyvolané ROS. Nat Med. 2014;20:709-711.

47. Balogun E, Hoque M, Gong P, et al. Kurkumin aktivuje gen hem oxygenázy-1 prostřednictvím regulace Nrf2 a antioxidačního reagujícího prvku. Biochemie J. 2003;371:887-895.

48. Paine A, Eiz-Vesper B, Blasczyk R, Immenschuh S. Signalizace hemoxygenázy-1 a její protizánětlivý terapeutický potenciál. Biochem Pharmacol. 2010;80:1895-1903.

49. Slominski A, Paus R, Schadendorf D. Melanocyty jako "senzorické" a regulační buňky v epidermis. J Theor Biol. 1993;164:103-120.

50. Slominski RM, Zmijewski MA, Slominski AT. Úloha pigmentu melaninu v melanomu. Exp Dermatol. 2015;24:258-259.

51. Slominski A, Kim TK, Brozyna AA, et al. Úloha melanogeneze v regulaci chování melanomu: melanogeneze vede ke stimulaci exprese HIF-1alpha a doprovodných cest závislých na HIF. Arch Biochem Biophys. 2014;563:79-93.