Ochranné účinky Cistanche proti H2O2/UVB-indukované degradaci kolagenu dermálních fibroblastů prostřednictvím Hsa-microRNA-4535-zprostředkované signalizace TGF/Smad
May 06, 2023
ABSTRAKTNÍ
Cílem této studie bylo prozkoumat mechanismus, který je základemochranné účinky cistancheproti poškození vyvolanému H2O2/UVB pomocí in vitro a in vivo modelů fotopoškození. Navíc jsme identifikovali zapojení regulace miRNA do tohoto procesu. Lidské dermální fibroblasty HS68 ošetřené H2O2/UVB a nahé myši C57BL/6J indukované UVB byly použity jako modely fotopoškození in vitro a in vivo. Výsledky to ukázalycistanche léčbazmírnil H2O2/UVB-indukované snížení životaschopnosti buněk, Porucha signalizace TGF/Smada dermální stárnutí. Na základě výsledků analýz mikroRNA pole a prohledávání databáze byl has-miR-4535 identifikován jakopotenciální kandidátní miRNA, která cílí na Smad4. In vitro ošetření cistanche aktivovalo komplex Smad2/3/4 a inhibovalo expresi hsa-miR-4535 v buňkách vystavených H2O2/UVB. In vivo lokální aplikace nízkých (12 mg/kg) a vysokých dávek (24 mg/kg) cistanche na dorzální kůži nahých myší C57BL/6J významně zmírnila fotopoškození kůže vyvolané UVB zářením tím, že podpořila signalizaci syntézy kolagenu TGF/Smad, snížení epidermální hyperplazie, tvorby vrásek a stárnutí kůže a také inhibice exprese hsa-miR-4535. Celkově naše zjištění naznačují souvislost mezi signalizací syntézy hsa-miR{16}} a TGF/Smad kolagenu a naznačují, že tyto faktory se podílejí na fotoprotektivním mechanismu cistanche v dermálních fibroblastech proti stárnutí vyvolanému H2O2/UVB. Důkazy tomu nasvědčovalycistanche s vlastnostmi proti stárnutímůže býtpovažován za doplněk vprodukty na péči o pleť.

Výrobek péče o pleť Cistanche na prodej
ÚVOD
Mezi klinické příznaky stárnutí lidské kůže patří zvýšená tvorba vrásek, laxnost a nepravidelná pigmentace [1]. Proces stárnutí pleti je komplikovaný a lze jej rozdělit do dvou typů: vnitřní stárnutí a vnější stárnutí. Vnitřní stárnutí je způsobeno postupem času a genetickými faktory, zatímco vnější stárnutí, také nazývané fotostárnutí, je důsledkem především vystavení ultrafialovému záření [2, 3]. Předchozí studie ukázaly, že velké množství reaktivních forem kyslíku (ROS) vzniká během vnitřního i vnějšího stárnutí. Akumulace ROS může vyvolat signalizaci mitogenem aktivované proteinkinázy (MAPK) a aktivovat její downstream transkripční faktor, aktivátorový protein-1 (AP-1). Aktivovaný AP-1 se může přemístit do jádra a vázat se na promotorové oblasti matricových metaloproteináz (MMP) [4]. MMP jsou velkou skupinou endopeptidáz závislých na zinku, která přispívá k degradaci extracelulární matrice kožní dermis (ECM). Zejména MMP-1, kolagenáza, se podílí na štěpení kolagenu typu I a III [5]. Kolagen typu I a III, hlavní složky ECM, jsou schopny poskytovat podporu a sílu kožní dermis a jejich disarifikace vede k charakteristickému vrásnění a ochabnutí stárnoucí kůže [6]. Transformující růstový faktor-beta (TGF ) je všudypřítomný a silný cytokin se třemi různými izoformami, TGF 1, TGF 2 a TGF 3, který může pozitivně regulovat syntézu kolagenu v lidské kožní dermis [2]. TGF iniciují svůj signál interakcí se specifickými komplexy receptoru serin/threonin kinázy na povrchu buněk, včetně receptorů TGF typu I (TRI) a II (TRII). Fosforylace TRI spouští fosforylaci R-Smad (Smad2 a Smad3). Aktivované R-Smad interagují se Smad4 za účelem regulace jeho translokace jádra a transkripčně aktivují kolagen typu I a III prostřednictvím vazby na promotory Smad-binding elements (SBE) [7, 8]. Přibývající důkazy naznačují, že zvýšená tvorba ROS, vyvolaná vnitřním nebo fotostárnutím, přispívá k poškození signální dráhy TGF/Smad, což má za následek sníženou syntézu kolagenu v dermálních fibroblastech lidské kůže [9, 10]. cistanche (3,5,7-trihydroxyflavon), přírodní člen rodiny flavonoidů, se hojně vyskytuje v Alpinia officinarum a propolisu. cistanche je potenciálním kandidátem na léčbu ischemické cévní mozkové příhody, diabetu a různých typů rakoviny [11–13]. Kromě toho má cistanche aktivitu pohlcující radikály a protizánětlivé aktivity [14, 15]. Již dříve jsme ukázali, že cistanche snižuje H2O2-indukovaný zánět a podporuje tvorbu kolagenu prostřednictvím signálních drah receptoru inzulínu podobného růstového faktoru 1 (IGFI-R)/ERK1/2 v buňkách HS68 [16, 17]. Kromě toho studie ukázala, že cistanche byla identifikována jako sloučenina Alpinia officinarum a má inhibiční účinky na kolagenázu v buňkách dermálních fibroblastů [18]. Nicméně podrobnější molekulární mechanismus související s tím, jak cistanche reguluje stárnutí kůže, není znám. MikroRNA (miRNA) jsou skupinou malých jednořetězcových nekódujících molekul RNA s průměrnou délkou 22 nukleotidů. Zralé miRNA jsou transkribovány ze sekvencí DNA. Ve většině případů se zralé miRNA vážou na 3′-nepřeložené oblasti (UTR) cílových mRNA, aby umlčely translaci mRNA [19]. V lidské kůži hrají miRNA zásadní roli v regulaci buněčného metabolismu, rakoviny, stárnutí a tvorby kolagenu [20–23]. Například miR-377 může indukovat stárnutí dermálních fibroblastů inhibicí exprese DNA methyltransferázy 1 (DNMT1), což následně vede k menší methylaci v promotoru p53 a stárnutí dermálních fibroblastů [22]. Profil miRNA při poškození způsobeném UVB zářením v buňkách lidské dermální papily (nHDP) byl již dříve zkoumán [24]. Nicméně, jak UVB-indukované stárnutí dermálních fibroblastů prostřednictvím regulace miRNA, zejména v zapojení přírodní sloučeniny, je do značné míry neznámé. Cílem této studie bylo prozkoumat ochranné účinky cistanche proti dermálnímu poškození vyvolanému H2O2/UVB a také roli mikroRNA zprostředkované degradace kolagenu v tomto procesu. Dále jsme se zaměřili na identifikaci mikroRNA zapojených do regulace syntézy kolagenu.

VÝSLEDEK
cistanche inhibuje UVB/H2O2-indukovanou cytotoxicitu u lidských dermálních fibroblastů HS68
Pro zkoumání cytotoxicity cistanche (obrázek 1A) in vitro byly buňky HS68 ošetřeny různými dávkami cistanche (0, 10, 20, 30, 40, 50 μM) po dobu 24 hodin. Výsledky testu MTT ukázaly, že cistanche nebyl cytotoxický pro buňky HS68 (obrázek 1B). Dále jsme vystavili buňky HS68 různým dávkám H2O2 (0, 100, 150, 200, 250, 300 μM) a UVB (0, 25, 30, 40, 50, 60 mJ/cm²) po dobu 24 hodin. Léčba H2O2 a UVB snížila životaschopnost buněk způsobem závislým na dávce (obrázek 1C, 1D). Vyhodnotit cytoprotektivní vlastnosti cistanche následujícíH2O2 a UVB expozici jsme ošetřili buňku HS68různá koncentrace cistanche (10, 20, 30 μM)po H2O2- (200 μM) a indukované UVB zářením (40mJ/cm²) poškození. H2O2 nebo samotné UVB ošetřenívýznamně snížila (40 procent) životaschopnost HS68buňky. Léčba cistanche však zabránila buněčné smrtizpůsobem závislým na koncentraci (obrázek 1E, 1F).Výrazně vyšší koncentrace cistanche (30 μM).Alenied H2O2- cytotoxicita vyvolaná UVB zářením.Proto byla použita dávka 30 μM cistanche vnásledujícíin vitrostudie pro hodnocení jeho ochranyúčinky v buňkách HS68.

Obrázek 1. cistanche inhibuje UVB/H2O2-indukovanou cytotoxicitu u lidských dermálních fibroblastů HS68. (A) Chemická struktura cistanche. (B) Buněčná životaschopnost buněk HS68 ošetřených různými koncentracemi cistanche (10, 20, 30, 40, 50 µM ) po dobu 24 hodin. (C a D) Buněčná životaschopnost buněk HS68 vystavených různým dávkám H2O2 (100, 150, 200, 250, 300 uM) nebo ozářených UVB (25, 30, 40, 50, 60 J/cm2) po dobu 24 hodin. (E a F) Buněčná životaschopnost buněk HS68 vystavených H2O2 (200 uM) nebo ozářených UVB (40 J/cm2) po dobu 1 hodiny a poté ošetřených cistanche (10, 20, 30 uM) po dobu 23 hodin. Cytoprotektivní účinky cistanche byly stanoveny testem MTT. Kontrolním buňkám byla přiřazena 100% životaschopnost. Hodnoty jsou uvedeny jako průměr ± SE. Kvantifikace výsledků je ukázána (n=3) *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 vs. neošetřené kontrolní buňky; ##P < 0,01, ###P < 0,001 vs. buňky ošetřené H2O2 nebo UVB.
Cistanche zeslabuje H2O2-indukovanou buňku HS68spíše senescence než apoptóza
Cistanche tlumí UVB/H2O2-indukovanou intracelulární/mitochondriální produkci ROS a nerovnováhu MMP v buňkách HS68

cistanche zeslabuje H2O2-indukovaný TGF /Smadpoškození dráhy syntézy kolagenu v buňkách HS68
Léčba Cistanche snižuje H2O2-indukovanou upregulovanou expresi hsa-miR-4535, u níž se předpokládá, že bude cílit na Smad4

Obrázek 4. cistanche zeslabuje poškození dráhy syntézy kolagenu TGF/Smad H2O2- v buňkách HS68. (A) Buňky HS68 byly vystaveny působení H2O2 (200 uM) po dobu 1 hodiny a poté ošetřeny cistanche (30 uM) po dobu 23 hodin. Proteinová exprese komponent dráhy související se syntézou kolagenu (TGF , p-smad2/3, Smad4, COL1A1, COL3A1) a proteinu souvisejícího s degradací kolagenu (MMP-1) byly detekovány pomocí western blotu. (B) Proteinová exprese p-smad2/3 a Smad4 v jaderných a cytosolových frakcích byla detekována westernovým přenosem. GAPDH byl použit jako kontrola zatížení. Hodnoty jsou uvedeny jako průměr ± SE. Je zobrazena kvantifikace výsledků (n=3) *P < 0.05, **P < 0,01, ***P < 0,001 vs. neošetřené kontrolní buňky; #P < 0,05, ##P < 0,01, ###P < 0,001 vs. buňky ošetřené H2O2-. (C) Anti-p-Smad2/3, protilátka Smad4 a sekundární protilátka konjugovaná s FITC/PE byly použity k detekci exprese p-Smad2/3 (zelená) a Smad4 (červená). DAPI označilo umístění jádra (modře). Snímky byly zachyceny pomocí fluorescenčního mikroskopu (200×).
Modulace Smad4 pomocí has-miR-4535 se podílí na syntéze kolagenu v dermálních fibroblastech lidské kůže vystavených H2O2-
a hladiny COL3A1 (obrázek 7F). Nadměrná exprese hsa-miR-4535 (obrázek 8A–8C) nebo inhibice Smad4 pomocí siRNA (obrázek 8D, 8E) vedly ke snížení syntézy kolagenu při léčbě cistanche po expozici H2O2. Překvapivě jsme zjistili, že jak přímé umlčení Smad4, tak ošetření pomocí hsa-miR-4535 napodobují reverzní syntézu kolagenu indukovanou cistanche v buňkách HS68 ošetřených H2O2-. Celkově jsme dospěli k závěru, že cistanche reguluje syntézu kolagenu, potenciálně prostřednictvím snížení hladiny hsa-miR-4535, aby se zvýšila signalizace Smad4 v buňkách HS68 vystavených H2O2.

cistanche zvyšuje dráhu syntézy kolagenu TGF/Smad a zmírňuje dermální stárnutí, stejně jako inhibici exprese has-miR-4535 v buňkách HS68 vystavených UVB

Lokální aplikace cistanche zmírňuje hyperplazii kůže a degradaci kolagenu vyvolanou UVB a také zvyšuje TGF/Smad signalizaci na dorzální kůži nahých myší C57BL6/J

Obrázek 6. cistanche up-reguluje expresi Smad4 snížením hladiny hsa-miR-4535. (A, B) Buňky HS68 byly ošetřeny různými koncentracemi H2O2 (0, 100, 20{{30}} µM ) po dobu 24 hodin. (C, D) Buňky HS68 byly vystaveny působení H202 (200 uM) po dobu 1 hodiny a poté ošetřeny cistanche (30 uM) po dobu 23 hodin. Exprese hsa-miR-4535 a Smad4 byla detekována pomocí qRT-PCR. Hodnoty jsou uvedeny jako průměr ± SE. Kvantifikace výsledků je ukázána (n=3) *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 vs. neošetřené kontrolní buňky; ##P < 0,01, ###P < 0,001 oproti buňkám ošetřeným H2O2-.

Obrázek 7. Nadměrná exprese nebo inhibice hsa-miR-4535 reguluje syntézu kolagenu v buňkách HS68. (A–C) HS68 buňky byly transfekovány inhibitorem hsa-miR-4535 (40 nM) nebo inhibitorem NC (40 nM) po dobu 1 hodiny a poté společně ošetřeny H2O2 (2 00 μM) po dobu 23 hodin. (D–F) HS68 buňky byly transfekovány hsa-miR-4535 mimic (10 nM) nebo mimic NC (10 nM) po dobu 1 h a poté společně ošetřeny cistanche (30 uM) po dobu 23 hodin. Hladiny hsa-miR-4535 byly detekovány pomocí qPCR, aby byla zajištěna úspěšná transfekce. Hladiny proteinů Smad4, COL1A1 a COL3A1 byly analyzovány westernovým přenosem. GAPDH byl použit jako kontrola zatížení. Hodnoty jsou uvedeny jako průměr ± SE. Kvantifikace výsledků je ukázána (n=3) *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 vs. neošetřené kontrolní buňky; #P < 0,05, ##P < 0,01, ###P < 0,001 vs. buňky ošetřené H2O2 nebo cistanche.

Obrázek 8. Inhibice Smad4 pomocí siRNA nebo mimika hsa-miR-4535 obrací cistanche zprostředkované zvýšení syntézy kolagenu v dermálních fibroblastech. (A–C) HS68 buňky byly transfekovány hsa-miR-4535 mimic (10 nM) nebo mimic NC (10 nM) po dobu 1 hodiny s následnou společnou léčbou cistanche (3 {{40}} μM) a H2O2 (200 μM) po dobu 23 hodin. Hladiny Hsa-miR-4535 (A) a Smad4 (B) byly detekovány pomocí qPCR, aby byla zajištěna úspěšná transfekce. Buňky (D–E) HS68 byly transfekovány siRNA Smad4 (20 nM) nebo siRNA NC (20 nM) po dobu 1 hodiny s následným společným ošetřením cistanche (30 μM) a H2O2 (200 μM) po dobu 23 hodin. Hladiny Smad4 byly detekovány pomocí qPCR, aby byla zajištěna úspěšná transfekce (D). Hladiny proteinů Smad4, COL1A1 a COL3A1 byly analyzovány westernovým přenosem (C, E). GAPDH byl použit jako kontrola zatížení. Uvedené hodnoty jsou průměry ± SE. Kvantifikace výsledků je ukázána (n=3) *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 vs. neošetřené kontrolní buňky; #P < 0,05, ##P < 0,01, vs. buňky ošetřené H2O2-; $$P < 0,01, $$$ P < 0,001 vs. buňky ošetřené H2O2 plus cistanche
Kromě toho aplikace cistanche zachránila expresi proteinů TGF, psmad2/3 a Smad4 v kožní tkáni poškozené UVB zářením (obrázek 12C). Naše zjištění ukázala, že cistanche může potenciálně chránit pokožku před poškozením způsobeným UVB inhibicí hsa miR-4535, aby se zvýšila exprese Smad4 pro aktivaci P-smad2/3, aby se konečně podpořila syntéza kolagenu (obrázek 13)

Obrázek 9. cistanche zvyšuje dráhu syntézy kolagenu TGF/Smad a zeslabuje dermální stárnutí, stejně jako inhibici exprese hsa-miR-4535 v buňkách HS68 vystavených UVB. Buňky HS68 byly vystaveny UVB (40 mJ/cm2) a poté ošetřeny cistanche (30 uM) po dobu 23 hodin. (A) Proteinová exprese složek dráhy souvisejících se syntézou kolagenu (TGF , p-smad2/3, Smad4, COL1A1, COL3A1), proteinu souvisejícího s degradací kolagenu (MMP{{20}}) a stárnutí- přidružené markery (p16 a p21) byly detekovány pomocí western blotu. GAPDH byl použit jako kontrola zatížení. (B a C) RNA exprese hsa-miR-4535 a Smad4 byla detekována pomocí qRT-PCR. Hodnoty jsou uvedeny jako průměr ± SE. Kvantifikace výsledků je ukázána (n=3) *P < 0,05, **P < 0,01, vs. neošetřené kontrolní buňky; #P < 0,05, ##P < 0,01 vs. buňky vystavené UVB.
Požádat o víc:
E-mail:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: plus 86 15292862950






