ЧАСТЬ ВТОРАЯ Полисахарид Cistanche Deserticola индуцирует меланогенез в меланоцитах и ​​снижает окислительный стресс

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ НАЗАД К ЧАСТИ ПЕРВОЙ

Контакт:joanna.jia@wecistanche.com

4|ОБСУЖДЕНИЕ И ВЫВОДЫ

В этом исследовании мы исследовали роль CDP в клетках HEM и B16F10. Впервые мы нашлиЦистанхечто CDP может способствовать меланогенезу в меланоцитах и ​​способствовать пигментации у рыбок данио. Последующий эксперимент показал, что сигнальный путь MAPK активируется при лечении CDP. Далее мы исследовали его роль в окислительном стрессе и обнаружили, что CDP может ослаблять индуцированную H2O2- цитотоксичность и апоптоз в меланоцитах; между тем, CDP может активировать антиоксидантный путь NRF2/HO-1 и очищать внутриклеточные АФК в условиях окислительного стресса.

цистанхеявляетсяингибитор тирозиназы

Митоген-активируемая протеинкиназа является жизненно важным механизмом, участвующим вЦистанхев регуляции MITF, ключевого фактора транскрипции, который способствует экспрессии генов, связанных с меланогенезом, и впоследствии влияет на синтез и транспорт меланина. В нашем исследовании активация ERK, JNK и p38 в меланоцитах была значительно повышена. после лечения CDP; тем временем экспрессия MITF/p-MITF и MITF-управляемых TYR, TRP1, TRP2 и RAB27A повышалась соответственно. Таким образом, мы предполагаем, что CDP может способствовать меланогенезу посредством активации пути MAPK, но то, как CDP активирует MAPK, остается открытым.Цистанхенеизвестный. Согласно недавним исследованиям, толл-подобный рецептор 4 (TLR4) в высокой степени экспрессируется в меланоцитах и ​​участвует в меланогенезе.28,29 TLR4 является важным трансмембранным белком, который может специфически связывать липополисахарид (ЛПС)30; исследования показали, что ЛПС может индуцировать меланогенез.29 Интересно, что некоторые полисахариды, экстрагированные из растений или грибов, по сообщениям, активировали TLR и нижестоящие сигнальные пути, такие как MAPK и ядерный фактор каппа-бета (NF-κB).31,32 Таким образом, мы подозреваем, что CDP может быть распознается и связывается TLR, затем активирует нижестоящий сигнальный путь MAPK и способствует меланогенезу. Кроме того, известно, что нуклеотид-связывающие рецепторы, подобные домену олигомеризации (NLR), распознают внутриклеточные лиганды и управляют активацией сигнальных путей MAPK и NF-kB. Как сообщалось, полисахариды, экстрагированные из Ganoderma lucidum и Astragalus, могут проникать в клетки. и воздействовать на NLRs.35,36 Таким образом, вполне возможно, что CDP может проникать в меланоциты и регулировать сигнальный путь MAPK через NLRs. Однако для проверки этой гипотезы необходимы дальнейшие исследования.

В некоторых исследованиях на сегодняшний день сообщалось о применении растительных полисахаридов в меланогенезе для ингибирования выработки меланина.37,38 Однако в этом исследовании CDP способствовал меланогенезу в

меланоциты, и этот эффект был дополнительно подтвержден после сравнения с -МСГ. CDP также является своего рода полисахаридом, извлеченным из трав, мы подозреваем, что противоположный эффект CDP может быть связан со структурными различиями между CDP и другими полисахаридами. Полисахариды образуются в результате полимеризации моносахаридов, но различаются по типу моносахаридов, составу моносахаридов, гликозидной связи, структуре боковой цепи и молекулярной массе39,40; эти факторы, как полагают, определяют их биологические функции. 41 Существующие исследования предложили структуру CDP и предположили, что структура CDP впоследствии влияет на его функцию. 42 Таким образом, необходимы дополнительные доказательства, чтобы полностью понять CDP и подтвердить нашу гипотезу.

Меланогенез является важным защитным механизмом сопротивленияЦистанхеультрафиолетовое повреждение и поддержание гомеостаза организма43; в то же время меланоциты легко подвергаются воздействию неблагоприятных условий, таких как перегрузка АФК.11 Известно, что АФК участвуют в стимулировании меланогенеза, одним из механизмов которого является активация МАРК.44 Но исследования также показали, что этот эффект существует только в пределах определенного АФК. уровень, в то время как перегрузка АФК значительно ухудшает меланогенез.45 Связь между АФК, МАРК и меланогенезом варьирует в различных условиях, таким образом, баланс между про- и антиоксидантными системами, очевидно, важен. При заболеваниях с депигментацией, таких как витилиго, несбалансированная антиоксидантная система и неконтролируемая перегрузка АФК повреждают меланоциты и снижают жизнеспособность клеток. H2O2, чем клетки B16F10. Когда меланоциты подвергались обработке H2O2, их жизнеспособность и скорость апоптоза ухудшались, но

фенилэтаноид Гликозидыв цистанхе можетпротивовоспалительное средство

Предварительная обработка CDP может частично изменить эту тенденцию. В то же время ROS был очищен. Как сообщалось, активация антиокислительного пути NRF2/ARE является основным методом удаления АФК в клетках кожи.14 В наших экспериментах уровни белка NRF2 и HO-1 в меланоцитах повышались после обработки H2O2 без ЦДФ; это означает, что окислительный стресс, вызванный H2O2-, может активировать путь NRF2/HO-1, но этого недостаточно для поддержания окислительно-восстановительного баланса и защиты клетки от повреждения. Тем не менее, предварительная обработка CDP усиливала антиокислительный путь NRF2/HO-1 и восстанавливала баланс. Таким образом, мы предполагаем, что CDP может защищать меланоциты от повреждения окислительным стрессом посредством активации пути антиоксидантного действия NRF2/HO-1 и удаления АФК.

Мы обнаружили, что обработка CDP сама по себе не влияет на ROS или NRF2/HO-1 в меланоцитах. Этот результат предполагает, что CDP может влиять на окислительно-восстановительный баланс при окислительном стрессе, но не в нормальных условиях. Кроме того, сообщается, что антиокислительный путь NRF2/HO-1 регулируется сигнальными путями PI3K, NF-κB и MAPK.47,48 В нашем исследовании CDP был способен активировать сигнальный путь MAPK. Вполне возможно, что CDP может активировать путь NRF2/HO-1 посредством повышающей регуляции MAPK. Как сообщил Сломински, меланоциты являются сенсорами стресса, участвующими в регуляторной сети, и их функции могут быстро меняться в ответ на воздействие окружающей среды. системы в нормальных условиях, но восстанавливают окислительно-восстановительный баланс в условиях окислительного стресса. Следовательно, функция и выживание меланоцитов могут поддерживаться двумя различными способами с помощью CDP. CDP помогает меланоцитам поддерживать гомеостаз, что также является важной функцией меланогенеза.50,51

В заключение, CDP может способствовать меланогенезу меланоцитов.

через активацию сигнального пути МАРК. CDP может улучшить выживаемость меланоцитов за счет активации антиоксидантного пути NRF2/HO-1 и удаления внутриклеточных АФК в условиях окислительного стресса. Наши результаты значимы, поскольку они демонстрируют, что CDP может как способствовать меланогенезу, так и защищать меланоциты от повреждения окислительным стрессом, который, возможно, ответственен за дисфункцию и потерю меланоцитов. Результаты этого исследования показывают, что ЦДФ может быть новым препаратом для лечения заболеваний, связанных с депигментацией.

цистанхеотбеливающий эффект на кожуантиокислительный

БЛАГОДАРНОСТИ

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (№ 81703101), проектами New Xiangya Talent Projects третьей больницы Xiangya Центрального южного университета (№ JY201623 и № 20170301), Фондом естественных наук провинции Хунань ( № 2018JJ3788 и № 2018JJ3793) и Проект комиссии здравоохранения провинции Хунань (№ C2019173). Доктор Ибо Ху выполнил основную часть исследования и написал рукопись; Профессор Цзин Чен и Цинхай Цзэн разработали исследование и руководили написанием рукописи; Профессора Цзиньхуа Хуан, Лихуа Хуан и Хун Сян оказали техническую поддержку и проанализировали данные; Доктор Исяо Ли, Лин Цзян, Юйцзе Оуян, Юмэн Ли, Лун Ян и Сяоцзяо Чжао участвовали в части экспериментов.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы подтверждают отсутствие конфликта интересов.

ЗАЯВЛЕНИЕ О НАЛИЧИИ ДАННЫХ

Данные, подтверждающие результаты этого исследования, можно получить у соответствующего автора по обоснованному запросу.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Блюэль Р., Эберлейн Б. Терапевтическое лечение витилиго. J Dtsch Dermatol Ges. 2018;16:1309-1313.

2. Тайеб А., Меуран Дж.М. Должны ли мы отдавать приоритет психологическим вмешательствам в лечении витилиго? J Eur Acad Dermatol Venereol. 2018;32:2053-2054.

3. Пикардо М., Делл'Анна М.Л., Эззедин К. и соавт. Витилиго. Праймеры Nat Rev Dis. 2015;1:15011.

4. Сломински А., Тобин Д., Шибахара С., Вортсман Дж. Пигментация меланина в коже млекопитающих и ее гормональная регуляция. Physiol Rev. 2004; 84: 1155-1228.

5. Сломински А., Змиевски М.А., Павелек Дж. L-тирозин и L-дигидроксифенилаланин как гормоноподобные регуляторы функций меланоцитов. Пигментно-клеточная меланома Res. 2012;25:14-27.

6. Спритц Р.А. Общие генетические отношения, лежащие в основе генерализованного витилиго и аутоиммунного заболевания щитовидной железы. Щитовидная железа. 2010;20:745-754.

7. Линь С., Тан Л.И., Фу В.В., Кан К.Ф. Детское витилиго в Китае: клинические профили и иммунологические данные в 620 случаях. Am J Clin Дерматол. 2011;12:277-281.

8. Бенке В.Х., Брембилла, Северная Каролина. Аутореактивные Т-лимфоциты при воспалительных заболеваниях кожи. Фронт Иммунол. 2019;10:1198.

9. Янелла Г., Греко А., Дидона Д. и др. Витилиго: патогенез, клинические варианты и подходы к лечению. Аутоиммунная версия, 2016; 15:335-343.

10. Форрестер С.Дж., Кикучи Д.С., Эрнандес М.С. и соавт. Активные формы кислорода в метаболической и воспалительной передаче сигналов. Цирк рез. 2018;122:877-902.

11. Денат Л., Кадекаро А.Л., Маррот Л. и соавт. Меланоциты как зачинщики и жертвы окислительного стресса. Джей Инвест Дерматол. 2014;134:1512-1518.

12. Qiu L, Song Z, Setaluri V. Окислительный стресс и витилиго: сигнальная связь Nrf2-ARE. Джей Инвест Дерматол. 2014;134:2074-2076.

13. Хейс Д.Д., Динкова-Костова А.Т. Регуляторная сеть Nrf2 обеспечивает интерфейс между окислительно-восстановительным и промежуточным метаболизмом. Тенденции биохимических наук. 2014;39:199-218.

14. Маррот Л., Джонс С., Перес П., Менье Дж. Р. Значение пути Nrf2 в реакции (фото)-окислительного стресса в меланоцитах и ​​кератиноцитах эпидермиса человека. Пигментно-клеточная меланома Res. 2008;21:79-88.

15. van Geel N, Speeckaert R, Mollet I, et al. Модель индукции и терапии витилиго in vivo: двойное слепое рандомизированное клиническое исследование. Пигментно-клеточная меланома Res. 2012;25:57-65.

16. Николаиду ​​Э., Антониу С., Стратигос А., Кацамбас А.Д. Узкополосная фототерапия ультрафиолетом В и 308-нм эксимерный лазер в лечении витилиго: обзор. J Am Acad Дерматол. 2009;60:470-477.

17. Новак З., Бонис Б., Балтас Э. и др. Ультрафиолетовый B-лазер на ксеноне более эффективен при лечении псориаза и индукции апоптоза Т-клеток, чем узкополосный ультрафиолетовый B-лазер. J Photochem Photobiol B Biol. 2002;67:32-38.

18. Сюй П., Су С., Тан С. и др. Влияние водных экстрактов Eclipse herba, препарата кореньев Polygoni multiflora и препарата кореньев Rehmanniae на меланогенез и миграцию меланоцитов человека. J Этнофармакол. 2017;195:89-95.

19. Ван Т, Чжан С, Се В.Цистанхе пустыннаяYC Ma, "Пустынный женьшень": обзор. Am J Chin Med. 2012;40:1123-1141.

20. Guo Y, Cao L, Zhao Q, et al. Предварительная характеристика антиоксидантной и гепатопротекторной активности полисахарида изЦистанхе пустынная. Int J Биол Макромоль. 2016;93:678-685.

21. Цай Р.Л., Ян М.Х., Ши Ю. и др. Противоусталостная активность богатого фенилэтаноидами экстракта изЦистанхе пустынная. Фитотер Рез. 2010;24:313-315.

22. Чжан Х., Сян З., Дуань Х. и др. Противоопухолевое и противовоспалительное действие олигосахаридов изЦистанхе пустыннаяэкстракт при травме спинного мозга. Int J Биол Макромоль. 2019;124:360-367.

23. Лю Ю, Ван Х, Ян М и др.Цистанхе пустыннаяполисахариды защищают клетки PC12 от повреждений, вызванных OGD/RP. Биомед Фармаколог. 2018;99:671-680.

24. Песня Д., Цао З., Лю З. и др.Цистанхе пустыннаяполисахарид ослабляет остеокластогенез и резорбцию кости за счет ингибирования передачи сигналов RANKL и производства активных форм кислорода. J Cell Physiol. 2018;233:9674-9684.

25. Фу С., Чен Дж., Лу Дж. и др. Подавление TUG1 способствует меланогенезу и меланогенезу, индуцированному UVB. Опыт Дерматол. 2019;28:730-733.

26. Johannessen CM, Johnson LA, Piccioni F, et al. Программа клонирования меланоцитов придает устойчивость к ингибированию пути киназы MAP. Природа. 2013;504:138-142.

27. Вахтенхейм Дж., Боровански Дж. «Транскрипционная физиология» образования пигмента в меланоцитах: центральная роль MITF. Опыт Дерматол. 2010;19:617-627.

28. Ю Н, Чжан С, Цзо Ф и др. Культивируемые меланоциты человека экспрессируют функциональные toll-подобные рецепторы 2–4, 7 и 9. J Dermatol Sci. 2009;56:113-120.

29. Ан Дж. Х., Пак Т. Дж., Джин С. Х., Кан ХИ. Меланоциты человека экспрессируют функциональный Toll-подобный рецептор 4. Exp Dermatol. 2008;17:412-417.

30. Рид С.Г., Картер Д., Каспер С. и др. Корреляты активности адъювантов семейства GLA. Семин Иммунол. 2018;39:22-29.

31. Guo MZ, Meng M, Feng CC, et al. Новый полисахарид, полученный из Craterellus cornucopioides, усиливает иммуномодулирующую активность в моделях мышей с иммуносупрессией посредством регуляции пути TLR4-NF-kappaB. Функция питания 2019;10(8):4792-4801.

32. Вэй В., Сяо Х.Т., Бао В.Р. и др. TLR-4 может опосредовать сигнальные пути полисахарида астрагала, индуцированного RAP, экспрессии цитокинов в клетках RAW264.7. J Этнофармакол. 2016;179:243-252.

33. Чен Х., Ян Д., Хань Ф. и др. Бактериальный эффектор T6SS EvpP предотвращает активацию инфламмасомы NLRP3 путем ингибирования Ca(2 plus)-зависимого пути MAPK-Jnk. Клеточный микроб-хозяин. 2017;21:47-58.

34. Леви М., Шапиро Х., Тайсс К.А., Элинав Э. NLRP6: многогранный иммунный датчик в нате. Тренды Иммунол. 2017;38:248-260.

35. Chen YS, Chen QZ, Wang ZJ, Hua C. Противовоспалительное и гепатопротекторное действие полисахаридов Ganoderma lucidum на поражение печени, вызванное четыреххлористым углеродом, у мышей Куньмин. Фармакология. 2019;103:143-150.

36. Тянь З., Лю Ю., Ян Б. и др. Полисахарид астрагала ослабляет колит у мышей за счет ингибирования воспалительной активности NLRP3. Планта Мед. 2017;83:70-77.

37. Цзян Л., Хуан Дж., Лу Дж. и др. Полисахарид Ganoderma lucidum снижает меланогенез, ингибируя паракринные эффекты кератиноцитов и фибробластов через путь IL-6/STAT3/FGF2. J Cell Physiol. 2019;234:22799-22808.

38. Цай З.Н., Ли В., Мехмуд С. и соавт. Влияние полисахарида FMP-1 из Morchella esculenta на меланогенез в клетках B16F10 и рыбках данио. Функция питания 2018;9:5007-5015.

39. Чжан С., Ли З., Чжан С.И. и соавт. Молекулярные характеристики и биоактивность полисахаридов люцерны (Medicago sativa L.). Питательные вещества. 2019;11:1181.

40. Кокони Линарес Н., Ди Фалько М., Бенуа-Гельбер И. и др. Присутствие микроэлементов значительно расширяет молекулярную реакцию Aspergillus niger на гуаровую смолу. Новая биотехнология. 2019;51:57-66.

41. Ма Х., Чжан К., Цзян К. и др. Характеристика растительных полисахаридов Dendrobium officinale с помощью нескольких хроматографических и масс-спектрометрических методов. J Хроматогр А. 2018;1547:29-36.

42. Dong Q, Yao J, Fang JN, Ding K. Структурная характеристика и иммунологическая активность двух экстрагируемых холодной водой полисахаридов изЦистанхе пустыннаяЮК Ма. Карбогид Рез. 2007;342:1343-1349.

43. Сломинский А.Т., Змиевский М.А., Плонка П.М. и соавт. Как ультрафиолетовый свет воздействует на мозг и эндокринную систему через кожу и почему. Эндокринология. 2018;159:1992-2007.

44. Schalke S. Новые данные о нарушениях гиперпигментации. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2017;31(Приложение 5):18-21.

45. Глассман С.Дж. Витилиго, активные формы кислорода и Т-клетки. Клин науч. 2011;120:99-120.

46. ​​Ристоу М. Раскрывая правду об антиоксидантах: митогормезис объясняет преимущества для здоровья, вызванные АФК. Нат Мед. 2014;20:709-711.

47. Балогун Э., Хок М., Гонг П. и др. Куркумин активирует ген оксигеназы гема-1 посредством регуляции Nrf2 и антиоксидант-реактивного элемента. Биохим Дж. 2003; 371: 887-895.

48. Paine A, Eiz-Vesper B, Blasczyk R, Immenschuh S. Передача сигналов гемоксигеназе -1 и ее противовоспалительный терапевтический потенциал. Биохим Фармакол. 2010;80:1895-1903.

49. Сломински А., Паус Р., Шадендорф Д. Меланоциты как «сенсорные» и регуляторные клетки эпидермиса. Дж Теор Биол. 1993;164:103-120.

50. Сломинский Р.М., Змиевский М.А., Сломинский АТ. Роль пигмента меланина в меланоме. Опыт Дерматол. 2015;24:258-259.

51. Сломинский А., Ким Т.К., Брозина А.А. и соавт. Роль меланогенеза в регуляции поведения меланомы: меланогенез приводит к стимуляции экспрессии HIF-1альфа и HIF-зависимых сопутствующих путей. Арх Биохим Биофиз. 2014;563:79-93.