Að kanna möguleika Nannochloropsis Sp. Útdráttur fyrir snyrtivörur

Leitarorð:Nannochloropsis; andoxunarefni; andstæðingur-melanogenic; rakagefandi húð; UV vörn;gegn öldrun

Smelltu hér til að fá frekari upplýsingar um Cistanche For Anti-aging

1. Inngangur

Húðin er stærsta líffæri, þekur allan mannslíkamann og veitir líkamlegahindrun til að vernda innri vefi fyrir utanaðkomandi áreiti eins og útfjólubláu (UV)geislun, efni, sýkla og líkamlegt álag [1,2]. Að auki hefur það lífeðlisfræðilegamikilvægu hlutverki við að hjálpa til við að viðhalda lífverum, þar með talið varðveisluvatn, ónæmisfræðileg virkni, skynjun og stjórnun líkamshita [3,4]. Húðin samanstendur af þremur lögum: húðþekju, húðhúð og undirhúð. Íhúðþekju, keratínfrumur, Langerhans, sortufrumur og fitukirtlar eru mikilvæghlutverk í viðgerð á húðskemmdum, ákvarða húðlit, vernda húðina gegn UVgeislun, veita ónæmi og smyrja húðina. Í leðurhúðinni, staðsett fyrir neðanhúðþekjan, ríkjandi fibroblast frumur framleiða kollagen og teygjanlegar trefjar. Kollagenveitir togstyrk og hörku til að standast aflögun, en elastín veitirmýkt og sveigjanleiki, sem gerir vefjum kleift að fara aftur í upprunalega lögun þegar þeir eru fjarlægðiraflögunarkrafturinn. Kollagen og elastín eru krosstengd til að veita uppbyggingu stuðninghúðin [4–7]. Hýalúrónsýra (HA), glýkósamínóglýkan, er stór hluti afutanfrumu fylki (ECM). HA er lykilsameind til að varðveita raka í húð vegnaað getu þess til að binda og halda vatnssameindum allt að 1000 sinnum þyngd þess [8,9]. HAmyndar hlaup með því að gleypa vatn og veitir vefjum viðnám gegn þjöppun. Theundirhúð, sem er aðallega samsett úr fitu og lausum bandvef, geymir orkuog veitir líkamanum einangrun [5,6]. 

Húðöldrun er flókið líffræðilegt ferli sem orsakast af innri og ytri þáttum [10,11]. Innri öldrun er óumflýjanlegt ferli af völdum lífeðlisfræðilegra og erfðafræðilegrabreytist með tímanum, sem veldur fínum hrukkum, hægfara húðrýrnun ogþunn og þurr húð [10,12,13]. Ytri öldrun stafar af uppsöfnuðum útsetningu fyrirumhverfisþættir þar á meðal UV geislun, reykingar og loftmengun. Þessar umhverfismálvitað er að þættir ýta undir lífeðlisfræðilegar og formfræðilegar breytingar á húðinni,sem leiðir til ótímabærrar öldrunar húðar [12–14]. Meðal umhverfisþátta, útsetning fyrirUV geislun er aðalástæðan fyrir ytri öldrun húðarinnar og er vísað til sem ljósöldrun [14–16]. Ólíkt húð sem er í eðli sínu öldruð, húð sem er ótímabær ljóselduð venjulegasýnir grófleika, óreglulega, flekkótta litarefni, þykknað húðþekju, djúpar hrukkur,slaka og grófleiki [5,10,17]. Jafnvel þó innri öldrun húðarinnar og ytri öldrun húðarinnareru framkölluð af mismunandi þáttum, báðir deila svipuðum sameindaháttum. Einkum,hvarfgjarnar súrefnistegundir (ROS) myndast við oxandi frumuefnaskipti og leika alykilhlutverk í báðum ferlum [18]. ROS kveikir á virkjun mítógenvirkjuðu próteinskínasa (MAPK) og síðari kjarnaþættir-κB (NF-κB) og umritunarþáttavirkjunprótein-1 (AP-1), sem leiðir til uppstjórnunar málmpróteinasa (MMP: MMP-1,MMP-3 og MMP-9) og lækkun á procollageni-1, sem leiðir til minnkunar ákollageninnihald í eldri húð [2,19]. ROS getur einnig virkjað daufkyrninga í blóði til að síast innhúðina og seytir elastasi, sem brýtur niður teygjanlegar trefjar til að missa teygjanleika húðarinnar [20]. Húðöldrun er einnig mjög tengd rakaleysi í húðinni. Greint hefur verið frá því að amarktæk minnkun á HA í húðþekju sem afleiðing af öldrun húðar leiðir til taps áraki í húð [8,21]. HA er myndað af hyaluronan synthasa (HAS; HAS-1, -2, -3,) íkeratínfrumur í húðþekju og trefjafrumur í húð [8]. Melanín er framleitt við umbreytingunaaf L-týrósíni í L-díhýdroxýfenýlalanín (L-DOPA), sem er hvatað af týrósínasa.Melanín ber ábyrgð á húðlit og gegnir mikilvægu hlutverki við að vernda húðinaskemmdir vegna sólarljóss. Hins vegar eykur uppsöfnun ROS virkninaaf tyrosinasa, sem leiðir til oflitunar eins og aldursbletta og melasma vegna óhóflegrarframleiðsla á melaníni. Þess vegna er hægt að draga úr oflitun með sindurefnumhreinsiefni og týrósínasahemlar [22,23].

Á síðustu áratugum hafa aðferðir við heilbrigða öldrun verið nauðsynlegar vegna aukinnarlífslíkur. Auk þess er vaxandi áhugi á að halda ungum og fallegumútlit vegna þess að heilbrigði og fegurð húðar er litið á sem mikilvæga líffræðilega þættitáknar velferð mannsins. Það er líka litið svo á að unglegt og fallegt útlitgetur haft jákvæð áhrif á félagslega hegðun [10,13]. Þess vegna nota milljónir neytendasnyrtivörur fyrir húðvörur daglega og spáð er heimsmarkaði fyrir snyrtivörurað ná 805 milljörðum Bandaríkjadala árið 2023, með áætlaðum vexti upp á 7,14 prósent á ári frá 2018til 2023 [24,25]. Vegna skaðlegra aukaverkana af tilbúnum snyrtivörum er tilvaxandi eftirspurn eftir að nota náttúrulegar vörur, þar með talið sameindir úr plöntum, dýrum,og sjávarlífverur. Snyrtivörur eru unnar úr snyrtivörum og lyfjum,sem vísa til snyrtivara sem innihalda lífvirk efni með UV-virknivernd, húðhvíttun, gegn hrukkum og öldrun [26]. Í snyrtivöruiðnaðinum,snyrtivörur eru ört vaxandi geirinn og náttúruvörur eru að koma fram sem skáldsagauppspretta hugsanlegra lífvirkra efna fyrir snyrtivörur [25]. 

Cistanche eru dreifkjörnungar eða heilkjörnungar ljóstillífandi örverur sem getavaxa hratt og lifa af við erfiðar umhverfisaðstæður (td hitastig,loftfirrð, selta, ljósoxun, osmótísk þrýstingur og UV geislun) [27]. Cistancheeru einnig betri en landplöntur vegna mikillar framleiðni, takmarkaðs árstíðabundins breytileika,auðveldari útdráttur og nóg hráefni [27]. Cistanche eru stöðugt afhjúpaðirtil umhverfisálags. Þannig þróuðust þeir til að þróa ýmsar aðferðir eins og ulburðarvirki, lífeðlisfræðilegar og lífefnafræðilegar breytingar [28]. Náttúruvörur unnarfrá Cistanche með möguleika í snyrtivöru- eða snyrtifræðilegum tilgangi eru ljóstillífunlitarefni, lípíð, fenólsambönd, amínósýrur, peptíð, kolvetni,og vítamín [25]. Meðal náttúrulegra vara, karótenóíð, sem eru þekkt sem sterkandoxunarefni og sindurefnahreinsiefni, er hægt að nota til að verjast öldrun og ljósvörntilgangur [29]. Meðal karótenóíða, astaxanthin, sem sýnir meiri andoxunarvirknien -karótín og askorbínsýra, hefur áhugaverða aflitunaraðgerð sem geturvernda húðina gegn aldursblettum með því að draga úr myndun melaníns um 40 prósent [30,31]. Zeaxanthin ogönnur karótenóíð sýna einnig virkni UV frásogs og týrósínasa hömlunar [32]. Cistancheinnihalda oft mikið fituinnihald þar á meðal fjölómettaðar fitusýrur (PUFA).PUFAs gegna mikilvægu hlutverki í ljósvörn, viðhalda vökva himnu ogkemur í veg fyrir myndun innanfrumu ískristalla, sem gerir kleift að lifa af í erfiðu umhverfiaðstæður eins og hár ljósstyrkur, UV geislun og lágt hitastig [33,34]. Omega-3 fitusýrur eins og dókósahexaensýra (DHA) og eíkósapentaensýra (EPA)hafa jákvæð áhrif á að draga úr ljósöldrun húðar með bælingu á UV-framkölluðum málmpróteinasa(MMP) og bólgueyðandi virkni [35]. Einnig hefur verið greint frá þvíþað -línólensýra hefur einhver snyrtifræðileg áhrif eins og að endurlífga húðina og hægja á henniöldrunarferlið og línólsýra er notuð til að meðhöndla ofvöxt húðar [36]. Fenólsambönd frá Cistanche eru þekkt fyrir að sýna fjölbreytta starfsemi eins ogandoxunarefni, ofnæmislyf, bólgueyðandi og UV vörn [2,37].

Nannochloropsistegundir, litlu einfruma eustigmatophycean þörungar, þekkjastfyrir hátt fituinnihald þeirra og mikla framleiðni ljóssjálfsmassa lífmassa, sem ogfyrir farsæla ræktun þeirra í stórum stíl [38]. Nannochloropsishefur verið nýttsem uppspretta ómettaðra fitusýra (þar á meðal EPA) fyrir mataræði fiskeldissjávarhryggleysingja. Þau innihalda einnig fenólsambönd, vítamín og ýmislegtlitarefni með andoxunarvirkni [39]. Auk þess framleiða þeir ekki eiturefni ogEiturefnafræðilegt öryggi þeirra hefur verið sannað með langtíma notkun þeirra sem fæða fyrir sjávarfiskaog skelfisklirfur [40]. Þrátt fyrir að þau hafi fjölbreytt dýrmæt lífvirk efnasambönd,það eru fáar skýrslur um beitingu áNannochloropsisfyrir snyrtivörur og snyrtivörurtilgangur [41]. Miðað við að lífefnafræðileg samsetning Cistanche hefur áhrif á snyrtivöruráhrif geta verið mismunandi jafnvel meðal einangra af sömu tegund [42], frekari rannsóknaf þessari örþörungategund þarf til að fullnægja aukinni eftirspurn eftir náttúrulegum ogöruggar snyrtivörur. Í þessari rannsókn könnuðum við snyrtifræðilega möguleikaútdráttur úrNannochloropsissp. G1-5 (NG15) er einangrað frá suðurhluta Vesturhafslýðveldinu Kóreu. Við greindum ýmsa líffræðilega virkni þess, þar á meðal mótefnavaldandi, andoxunarefni, rakagefandi húð, bólgueyðandi, gegn hrukkum og UVverndaraðgerðir. Við greindum frekar lífefnainnihald þess og samsetningufitusýrur, karótenóíð og fenólsambönd.

2. Úrslit

2.1. Einangrun Nannochloropsis sp. G1-5 og greining á lífefnafræðilegri samsetningu

Í þessari rannsókn einangruðum við nýlendu með brúnleitum lit sem gefur til kynna nærverulitarefni karótenóíða og pólýfenóla, sem fengust með því að dreifa sjósýni á F/2 agarplötur. Við auðkennum einangrunina með því að nota 18S rDNA PCR sem fylgdimeð raðgreiningu og nefndi það semNannochloropsissp. G1-5 (NG15). Eftir ræktun áNG15 og útdráttur með etanóli, samsetning og innihald fitusýrumetýlestera(FAMEs), karótenóíð og fenólsambönd í NG15 útdrættinum voru ákvörðuð.Heildarinnihald fitusýra, karótenóíða, fenóla ogflavonoidsí hráolíuútdráttur var 58,2 prósent, 1,6 prósent, 7,7 prósent og 2,0 prósent, í sömu röð (töflur1–3). Nánar tiltekið hráolíanþykkni innihélt ýmis PUFA í lípíðinnihaldinu eins og -línólsýra, línólsýra ogEPA, sem hefur öldrun, ljósvörn og bólgueyðandi virkni (tafla1). Þaðhafði einnig ýmis karótenóíð efnasambönd þar á meðal astaxanthin, -karótín, zeaxantín,canthaxanthin og violaxanthin (tafla2, Mynd S1, Tafla S1), sem vitað var aðhafa andoxunarefni, ljósverndandi og mótefnavaldandi virkni. Auk þess allsphenolics og flavonoid innihald í hráefni NG15 (tafla3) voru tiltölulegahátt miðað við aðrar áður tilkynntar Cistanche [43–45].

2.2. In vitro frumueiturhrif NG15 útdráttar

Áhrif NG15 útdráttarins á lífvænleika B16F10, CCD-986sk, eðlilegt humannshúðtrefja (NHDF) og NF-κB luciferase reporter NIH3T3 stöðugar frumur varákvarðað með MTT prófun í styrkleika 100–1500µg/mL. Meðferðin meðNG15 útdráttur dró ekki marktækt úr lífvænleika frumna allra frumulína sem prófaðar voru fram aðstyrkur 1000µg/mL, en það lækkaði aðeins við 1500µg/mL (Mynd1a–d). 

2.3. Vörueyðandi virkni NG15 útdráttar

Til að meta hvort NG15 útdrátturinn hafi húðhvítandi áhrif, greindum við inn-áhrif á týrósínasavirkni og melanínmyndun innan frumna. Frá tyrosinasa hömluninnigreiningu, sáum við að virkni tyrosínasa minnkaði við meðferð með NG15útdráttur á skammtaháðan hátt. The tyrosinasa hindrunarstarfsemi var7.84 ± 2.54, 19.68 ± 2.64, 26.24 ± 1.21, 40.16 ± 0.55 og 59.2± 0.48 prósent eftir meðferð með NG15útdráttur í styrkleikanum 100, 250, 500, 750 og1000 µg/mL, í sömu röð, á meðan arbutin(300 µM), notað sem jákvæð viðmiðun, sýndi týrósínasa hindrandi virkni47.52 ± 3,09 prósent(Mynd2a). Týrósínasa hindrunarvirkni NG15 útdráttarins við1000 µg/mLvar hærrien arbútín (300µM). Til að ákvarða and-melanogenic virkni NG15þykkni, B16F10 frumurnar voru örvaðar með -melanocyte-örvandi hormón ( -MSH,100 nM), og melaníninnihald í B16F10 frumunum sem meðhöndlaðar eru með NG15 útdrættinum eða arbútínivoru mældar. NG15 útdrátturinn sýndi marktæk hamlandi áhrif á melanínnýmyndun á skammtaháðan hátt. Í samanburði við ómeðhöndlaðar frumur, innihald melanínseftir meðferð á útdrættinum voru212.53 ± 4.72, 171.06 ± 3,57 og128.60 ± 3,67 prósentklstyrkur 250, 500 og1000 µg/mL, í sömu röð. Melaníninnihald B16F10frumur sem eingöngu eru meðhöndlaðar með -MSH (100 nM) sýndi 247,65± 4,15 prósent. Þessi niðurstaða táknarstaðreynd að NG15 þykkni minnkaði melanín innihald í -MSH-meðhöndlaðar B16F10 frumur uppí 48 prósent. Jákvæði viðmiðið, arbútín (300µM), sýndi 88,27± 1,50 prósent af melaníninnihaldisamanborið við ómeðhöndlaðar frumur, sem samsvarar 64 prósenta lækkun á melaníninnihaldi í -MSH-meðhöndlaðar B16F10 frumur (Mynd2b). 

Mynd 1. Áhrif NG15 útdráttar (0-1500 ug/mL) á lífvænleika (a) B16F1{{10}}, (b) NHDF, (C) NF-KB luciferase reporterNIH3T3 stöðugar frumur og (d) CCD-986sk frumur. Control merkir frumulífvænleika frumna án NG15 útdráttarins; * táknar ap gildi < 0,05, n=3, f próf nemanda; ** táknar ap gildi < 0,01, n=3, t próf nemenda.

2.4. Andoxunarefni, bólgueyðandi og UV-verndarvirkni NG15

Útdráttur DPPH-greiningin var notuð til að meta andoxunarvirkni NG15 útdráttarins. DPPH-róteindahreinsandi virkni NG15 útdráttarins jókst á skammtaháðan hátt á styrkleikabilinu 100-1000 ug/mL. Nánar tiltekið var DPPH róttæk hreinsunarvirkni 8,71 士 1,38,20.12 土 1,38, 51.65  1.88, 54.95 土 2.38 og 57.{{20}}. 52 prósent eftir meðferð með 100, 250, 500, 750 og 1000 ug/mL af NG15 þykkni, í sömu röð, en askorbínsýra (5 ug/mL) sýndi 54.86 土 0,31 prósent af DPPH róttæka hreinsivirkni. DPPH-radical hreinsivirkni við 1000 ug/mL af NG15 þykkni var aðeins meiri en askorbínsýru (5 ug/ml) (Mynd 3a). Til að kanna bólgueyðandi virkni NG15 útdráttarins, greindum við áhrif útdráttarins á TNF-a-framkallaða NF-B virkjun með NF-kB-háðri luciferasa reporter prófun. Þegar NF-kB luciferasa reporter NIH3T3stable frumurnar voru meðhöndlaðar með ýmsum styrkjum af NG15 útdrættinum, minnkaði TNF-a framkallað lúsiferasa virkni á skammtaháðan hátt upp í 15,40 plús 0,38 prósent við 1000 ug/mL samanborið við frumur sem eingöngu voru meðhöndlaðar með TNF-a (Mynd 3b). Til að ákvarða verndandi áhrif NG15 þykknisins á húðfrumurnar eftir útsetningu fyrir UVB, lífvænleikaaf CCD-986sk frumum var mæld með MTT prófun. Lífvænleiki CCD-986sk frumna eftirútsetning fyrir 30 mJ/cm2 af UVB var lækkað í 79,01± 2,57 prósent af stjórnfrumum. Hins vegar,meðferð með NG15 útdrættinum dró verulega úr UVB völdum frumudauða í askammtaháðan hátt. Frumulífvænleiki CCD-986sk sem var meðhöndlað með NG15 útdrætti var87.49 ± 7.49, 89.00 ± 2.89, 97.17 ± 7.19, 100.45 ± 5,62 og 109,48± 8,25 prósent eftir meðferðmeð 100, 250, 500, 750 og 1000µg/ml af NG15 útdrætti, í sömu röð, samanborið við samanburðarhópfrumur (Mynd3c). 

Mynd 2. Andstæðingur-melanogenic áhrif NG15 útdráttar. (a) In vitro týrósínasa hömlun virkni NG15 þykkni gegn sveppa týrósínasa.** táknar p-gildi < 0.01 á móti venjulegum (ómeðhöndluðum) hópi. # táknar ap gildi < 0.01 á móti sarbútínmeðhöndluðum frumum; n=3: F próf nemanda. (b) Áhrif NC15 útdráttar á melanín innihald í a-melanocyte-stimulating hormón (MSH)-örvuðum B16F10 frumum. ## og ** tákna ap gildi < 0,01 á móti frumum sem eingöngu eru meðhöndlaðar með c-MSH; n=3; Nemendapróf. Arbútín (300 uM) var notað sem jákvæð viðmiðun.

2.5. Rakagefandi og hrukkueyðandi virkni NG15 útdráttar fyrir húðina

Til að meta húðvökvunarvirkni NG15 útdráttarins, tjáningu áHEFUR-2 (rakastengt gen) í NHDF frumum var rannsakað með qPCR. TheHEFUR-2mRNA tjáning var verulega aukin með meðferð með NG15 útdrættinum í askammtaháðan hátt. Hlutfallslegt mRNA tjáningarstig afHEFUR-2miðað við ómeðhöndlaðafrumur var 199,88± 10.63, 263.91 ± 2,47 og 274,58± 1,37 prósent , eftir meðferð með250, 500 og 1000µg/ml af NG15 útdrættinum í 24 klst., í sömu röð, enHEFUR-2mRNAtjáningarstig NHDF frumna meðhöndlaðar með retínósýru (50 nM) var 316,31± 8,89 prósent(Mynd4a). Til að ákvarða áhrif NG15 þykknisins á kollagen niðurbrot ogsynthesis, tjáning áMMP-1ogCol1A1var greind með qPCR. TheMMP-1mRNA tjáning NHDF frumanna minnkaði með meðferð með NG15 útdrættinumá skammtaháðan hátt, allt að 26,71 prósent við 1000µg/ml, samanborið við ómeðhöndlaðastjórna (mynd4b). TheCol1A1mRNA tjáning NHDF frumanna sem meðhöndlaðar eru meðNG15 útdráttur sýndi ekki tölfræðilega marktækan mun við skömmtum undir 500µg/ml,en það hækkaði um 15,53± 2,75 prósent í 1000µg/ml, samanborið við ómeðhöndlaðan samanburð(Mynd4c). Við rannsökuðum einnig áhrif NG15 útdráttar á hömlun á elastasastarfsemi. NG15 útdrátturinn sýndi elastasa hamlandi virkni á skammtaháðan hátt,upp í 24.88± 0.80 prósent við 1000µg/ml, samanborið við ómeðhöndlaða viðmiðunarhópinn (mynd4d)

Mynd 3. Andoxunarefni, bólgueyðandi og UV-vörn NG15 þykkni. (a) DPPH virkni NG15 útdráttar sem hreinsar sindurefna. L-askorbínsýra (5 ug/ml) var notuð sem jákvæð viðmiðun. ** táknar p-gildi < 0.01 á móti venjulegum (ómeðhöndluðum) hópi. n {{1{{30}}}}; T-próf ​​nemenda. (b) Áhrif NG15 útdráttar á NF-xB-háða, TNF-a-induceduciferasa virkni í NF-B luciferasa reporter NlH313 stöðugum frumum. ** táknar ap alue < 0,01 á móti TNF-a-eingöngu meðhöndluðum frumum. n=3; T-próf ​​nemenda. (C) Verndandi áhrif NG15 útdráttar á lífvænleika CCD-986sk frumna eftir útsetningu fyrir UVB (30 m)/cm'). ## táknar p-gildi < 0,01 á móti venjulegum (ómeðhöndluðum og óútsettum UVB) hópi. ** táknar ap gildi < 0,01 á móti UVB-meðhöndluðum hópi. n=3; F próf nemenda.

Mynd 4. Rakagefandi húð og hrukkuvirkni NG15 þykkni. MRNA tjáningarstig (a) HAS-2b)MMP-1 og (C) Col1A1. (d) In vitro elastasahömlunarvirkni NG15 útdráttar gegn elastasa úr NHDF frumum gefur til kynna p-gildi < 0.05 á móti venjulegum (ómeðhöndluðum) hópi. táknar ap gildi < 0,01 á móti venjulegum (ómeðhöndluðum) hópnum=3; T próf nemenda. Retínsýra (50 nM), TCF-3 (5 ng/ml, og fosfóramídon tvínatríumsalt (10 uM) voru notuð sem jákvæð viðmiðun, í sömu röð. MRNA tjáningarstig hvers gena var staðlað til B. -aktín gen.