Zerumbone, hitabeltis engifersesquiterpene af Zingiber Officinale Roscoe, dregur úr -MSH-framkölluðu sortumyndun í B16F10 frumum 1. hluti

Ágrip:Sýnt hefur verið fram á að Zerumbone (ZER), virkur hluti af Zingiberaceae fjölskyldunni, hefur ýmsa líffræðilega virkni, svo sem bólgueyðandi, ofnæmislyf, örverueyðandi og krabbameinslyf; þó hefur það ekki verið rannsakað með tilliti til mótefnavaka. Í þessari rannsókn sýnum við fram á að ZER og Zingiber eru officinal (ZO) útdrættir sem draga verulega úr melanínsöfnun í -melanocyte-örvandi hormón (-MSH)-örvuðum mús melanogenic B16F10 frumum. Ennfremur, til að skýra sameindakerfið sem ZER bælir uppsöfnun melaníns, greindum við tjáningu á umritunarþætti sem tengist melanogenese, microphthalmia-associated transscription factor (MITF) og markgenum hans, svo sem tyrosinasa, tyrosinasa-tengt prótein 1 ( TYRP1), og tyrosinasa-tengt prótein 2 (TYRP2), í B16F10 frumum sem eru örvaðar af -MSH. Hér komumst við að því að ZER hamlar MITF-miðlaða tjáningu sortuvaldandi gena við -MSH örvun. Að auki sýndu frumur sem voru meðhöndlaðar með mismunandi styrk af zerumbone og ZO aukna utanfrumumerkjastýrða kínasa 1 og 2 (ERK1/2) fosfórýleringu, sem taka þátt í niðurbrotsferli MITF. Lyfjafræðileg hömlun á ERK1/2 með því að nota U0126 sneri nægilega við sortueyðandi áhrifum ZER, sem bendir til þess að aukinnar fosfórýleringar á ERK1/2 sé nauðsynleg fyrir virkni þess gegn sortuvaldandi áhrifum. Samanlagt benda þessar niðurstöður til þess að hægt sé að nota ZER og ZO útdrætti sem virk innihaldsefni í húðhvítandi snyrtivörur vegna mótefnavaldandi áhrifa þeirra.

Samkvæmt viðeigandi rannsóknum er Cistanche algeng jurt sem er þekkt sem „kraftaverkajurtin sem lengir lífið“. Aðalþáttur þess erCistanósíð, sem hefur ýmis áhrif eins ogandoxunarefni,bólgueyðandi, og efling ónæmisvirkni. Vélbúnaðurinn á millicistancheoghúðhvíttunliggur í andoxunaráhrifum cistancheglýkósíð. Melanín í húð manna er framleitt með oxun týrósíns sem hvatar aftýrósínasa, og oxunarviðbrögðin krefjast þátttöku súrefnis, þannig að súrefnislausu stakeindir í líkamanum verða mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á melanínframleiðslu. Cistanche inniheldur cistanoside, sem er andoxunarefni og getur dregið úr myndun sindurefna í líkamanum, þannig aðhamlar framleiðslu melaníns.

Smelltu á Hvernig nota Cistanche

Fyrir frekari upplýsingar:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Leitarorð:núllbein; Zingiber embættismaður Roscoe; sortumyndun; MITF; ERK1/2

1. Inngangur

Sortfrumumyndun, framleiðsla melaníns af húðþekju sortufrumum, er örvuð af -melanocyte örvandi hormóni (-MSH) sem er seytt frá keratínfrumum við útsetningu fyrir útfjólubláum (UV) geislum [1,2]. Stofnfrumuþátturinn (SCF) er annar sortuvaldandi þáttur sem stjórnar stranglega flutningi sortufrumna, fjölgun og aðgreiningu til að viðhalda sortumyndun í húð eftir fæðingu [3]. Microphthalmia-associated transcription factor (MITF), sem er sortuvaldandi umritunarþáttur, er virkjaður með cAMP-PKA-CREB (hringlaga adenósín mónófosfat-prótein kínasa A-cAMP svörun frumefnis bindandi prótein) boðleið við -MSH örvun með melanocortin 1 viðtaka (MC1R) í umfrymishimnum húðþekju sortufrumna [4]. Nokkur efni, eins og forskólín og IBMX (3-ísóbútýl-1-metýlxantín), eru þekkt fyrir að virkja cAMP-PKA-CREB boðleiðina, sem leiðir til framkalla sortumyndunar [5]. Nokkrar rannsóknir hafa leitt í ljós að viðvarandi virkjun utanfrumu-stýrðra kínasa 1 og 2 (ERK1/2), sem tekur þátt í sameindaferli krabbameinsmyndunar, stuðlar að MITF fosfórun við Ser73 og síðari niðurbrot hennar með ubiquitin-háðri próteólýsu [6,7 ]. Reyndar hefur verið greint frá því að U0126, sértækur ERK1/2 leiðarhemill, eykur MITF tjáningu og tyrosinasavirkni, sem leiðir til melanínframleiðslu [6]. Stöðugt og virkjað MITF eykur tjáningu sortuvaldandi gena, svo sem tyrosinasa, tyrosinasa-tengt prótein 1 (TYRP1) og tyrosinasa-tengt prótein 2 (TYRP2). Umbreyting týrósíns í 3,4-díhýdroxýfenýlalanín (L-DOPA), sem er upphafsskref sortumyndunar, er hvatað af týrósínasa. Tyrosinasa-tengd prótein (TRP) hvata frekari oxunar- og tautomerization viðbrögð [8]. Eftir myndun melaníns er þroskað melanín flutt frá húðþekju sortufrumum inn í umfrymi basal keratínfrumna til að vernda frumur fyrir UV geislun [2].

Óeðlilega aukin sortumyndun veldur mörgum gerðum húðsjúkdóma, svo sem húðkrabbameini, chloasma og freknum [4]; þannig hafa litlar sameindir eða náttúrulegar vörur sem miða annaðhvort á hvatavirkni týrósínasa, eða eftirlitsstýra merkjaleiða í sortumyndun, þar á meðal ERK1/2, eða MITF-miðlaða umritun sortuvaldandi gena, verið auðkennd sem virk innihaldsefni til að nýta í snyrtivörunni. iðnaði. Nokkrar litlar sameindir, eins og kojínsýra, arbútín og níasínamíð, eru mikið notaðar sem snyrtivörur vegna virkni þeirra gegn sortuvaldandi áhrifum. Hins vegar hafa skýrslur sýnt að kojínsýra veldur mörgum aukaverkunum, þar á meðal frumueiturhrifum, húðbólgu, húðkrabbameini og lifrarfrumukrabbameini, vegna erfðaeitrunarvirkni þess [9]. Þrátt fyrir að arbútín, sem var einangrað úr björnberjaplöntunni, hafi verið notað til að meðhöndla oflitunarröskun, hefur nýlega notkun þess sem snyrtivörur verið takmörkuð vegna nokkurra aukaverkana [9]. Greint hefur verið frá því að níasínamíð hafi and-melanógenandi virkni og þessi virkni fer fram með því að hindra flutning sortukorna frá sortufrumum til nærliggjandi keratínfrumna [10]. Þannig hefur það almennt verið notað sem húðhvítandi efnasamband í snyrtivöruiðnaðinum. Til að sigrast á takmörkunum á þekktum húðhvítunarefnum sem hafa ýmsar aukaverkanir, er mikilvægt að þróa örugg húðhvítunarefni úr náttúrulegum uppruna. Til dæmis hafa -thujaplicin, linderanolide B, 4-butyl resorcinol og plumbagin verið auðkennd sem and-melanógenandi efnasambönd vegna týrósínasahamlandi áhrifa þeirra [4,11]. Nobiletin, withaferin A, sesamol og chaetocin sýna and-melanogenic eiginleika með því að móta merkjamiðlun í sortumyndunarferlinu [11].

Zerumbone (ZER) er náttúruleg vara sem er einangruð úr rokgjörnum ilmkjarnaolíum plantna sem tilheyra Zingiberaceae fjölskyldunni, eins og Zingiber zerumbet Smith og Zingiber officinal Roscoe [12]. Nokkrar rannsóknir hafa sýnt að ZER hefur fjölbreytt úrval af líffræðilegum virkni, þar á meðal örverueyðandi, andoxunarefni, sykursýkislyf, krabbameinslyf, bólgueyðandi, ofnæmisvaldandi og æðasjúkdómavaldandi virkni [12]. Athyglisvert hefur verið sýnt fram á að ZER hefur verndandi áhrif gegn útfjólubláum A (UVA) völdum oxunarskemmdum í glærufrumum í húð, vegna getu þess til að hreinsa hvarfgjarnar súrefnistegundir (ROS) með virkjun kjarnaþáttar-E{{8} }tengdur þáttur-2 (Nrf2) [1,13]. Þetta bendir til þess að hægt sé að nota ZER sem hagnýtt aukefni í snyrtivörur fyrir húðvörur. Hins vegar á enn eftir að rannsaka nákvæman hátt á and-melanogenic eiginleika ZER verkunar.

Í þessari rannsókn voru hamlandi áhrif ZER og Zingiber officinal (ZO) útdráttar á -MSH-örvaða sortumyndun og undirliggjandi aðferð þeirra rannsökuð. Hér sýnum við að ZER bælir marktækt -MSH framkallaða sortumyndun með því að hækka fosfórun ERK1/2 og hindra MITF-miðlaða tjáningu sortuvaldandi gena.

2. Úrslit

2.1. Zerumbone (ZER) bælir -MSH framkallaða sortumyndun í B16F10 sortuæxlisfrumum músa

Til að rannsaka and-melanogenic áhrif zerumbone (ZER), við metum upphaflega frumueiturhrif þess í bæði B16F10 og HaCaT frumum. Efnafræðileg uppbygging ZER er sýnd á mynd 1A. Það kom í ljós að ZER í styrk yfir 20 µM sýndi sterk frumudrepandi áhrif, en á þeim undir 20 µM sýndi ZER ekki frumueiturhrif í báðum frumulínum (Mynd 1B). Næst könnuðum við hamlandi áhrif ZER á -melanocytes örvandi hormón (-MSH) framkallaða melanínsöfnun og seytingu í B16F10 frumum. Sýnt var fram á að ZER bælir mjög niður -MSH-framkallaða innanfrumuuppsöfnun melaníns og seytingu þess í ræktaða miðilinn (Mynd 1C, D). Ennfremur komumst við að því að ZER dregur úr sortumyndun á áhrifaríkari hátt en 1 mM arbútín eða 0,2 mM kojic sýru, vel þekktu virku innihaldsefnin í snyrtivörum til að hvíta húð (Mynd 1D). Til að skýra hvort ZER dugi til að bæla sortumyndun í frumum úr mönnum, notuðum við sortuæxlisfrumur sem framleiða G361 sortuæxli úr mönnum. Eins og sýnt er á mynd 1E, dregur ZER marktækt úr stofnfrumuþáttum (SCF) framkallað utan- og innanfrumumelaníninnihald. Þessar niðurstöður staðfesta and-melanogenic virkni ZER í sortuvaldandi mús B16F10 og manna G361 frumum.

2.2. Zerumbone bælir genatjáningu á sortumyndun umritunarþáttar, MITF, og markgena þess í G361 sortuæxlisfrumum manna 

Tilkynnt hefur verið um að endóþelín-1 og SCF merki gegni mikilvægu hlutverki við sortumyndun í sortufrumum manna og nokkrum undirtegundum sortuæxla [3,14-16]. Í þessari rannsókn komumst við að því að ZER bælir sortumyndun við sortuvaldandi áreiti, -MSH og SCF, í B16F10 músum og G361 sortuæxlisfrumum úr mönnum (Mynd 1).

Þannig mældum við breytingar á tjáningarstigum sortumyndunartengdra gena og próteina við SCF örvun í G361 sortuæxlisfrumum manna. Við komumst að því að ZER dregur úr SCF-völdum MITF og tyrosinasa prótein tjáningu 2-4 klst og 24-48 klst eftir SCF örvun, í sömu röð (Mynd 2A). Að auki var genatjáning gena sem tengjast sortumyndun, eins og MITF, tyrosinasa og tyrosinasa-tengt prótein 1 (TYRP1) bæld í ZER-meðhöndluðum G361 frumum (Mynd 2B, C). Þessar niðurstöður leiddu í ljós hámarkstíma tjáningar gena sem tengjast sortumyndun við SCF örvun; hámarks MITF mRNA örvun sást innan 1–2 klst. og mRNA gildi tyrosinasa og TYRP1 sáust ná hámarki 24–48 klst. eftir SCF örvun.

2.3. Zerumbone bælir sortuvaldandi genum og ensímtjáningu í B16F10 frumum músa

Til að kanna sameindakerfið sem ZER bælir sortumyndun með, mældum við genatjáningu á melanogenese umritunarþáttinum, MITF, og markgenum hans, svo sem tyrosinasa-tengt prótein 1 (TYRP1), tyrosinasa og tyrosinasa-tengt prótein 2 (TYRP2) í fjarveru eða viðveru ZER. Þar sem hámarkstími fyrir tjáningu gena sem tengist sortumyndun við SCF og -MSH örvun er þekktur fyrir G361 manna (Mynd 2) og músa B16F10 sortuæxlisfrumur [4], í sömu röð, mældum við frekar tjáningu MITF, tyrosinasa, TYRP1 og TYRP2 í ZER meðhöndluðum mús B16F10 sortuæxlisfrumum eftir 2 klst eða 48 klst ræktun með -MSH. Mynd 3A sýnir að ZER nægir til að draga úr -MSH-framkölluðu MITF, TYRP1, TYRP2 og tyrosinasa tjáningu í B16F10 frumum. Á sama hátt lækkuðu MITF, tyrosinasa og TYRP2 prótein tjáning við ZER meðferð. Prótein kínasa A (PKA)-miðluð fosfórun á CREB er mikil boðleið sem eykur MITF á umritunarstigi við -MSH örvun [4]. Þannig greindum við hér hvort minnkuð fosfórun á CREB með ZER gæti miðlað bælingu MITF. Við komumst að því að -MSH-framkölluð CREB fosfórun var ekki fyrir áhrifum af ZER meðferð, sem bendir til þess að ZER bæli -MSH-framkallaða MITF tjáningu óháð PKA-CREB merkjaleiðarásnum (Mynd 3B). Vegna þess að týrósínasi er hraðatakmarkandi ensím, sem stjórnar melanínmyndun [2,4,11], greindum við frekar innanfrumu tyrosínasa próteinmagn og ensímvirkni þess við arbútín, kojínsýru og ZER meðferð. Mynd 3C sýnir að ZER dregur nægilega úr -MSH-framkölluðu týrósínasa próteinmagni í B16F10 frumum. Að auki sýnir mynd 3D að 10 µM ZER bælir L-DOPA oxun á skilvirkari hátt en týrósínasahemlar, arbútín og kojínsýru, sem bendir til þess að oxun L-DOPA í dópakínón með ensímvirkni týrósínasa sé bæld í ZER-meðhöndluðum frumum . Þessar niðurstöður sýna að ZER dregur úr -MSH-miðlaðri sortumyndun með því að bæla genatjáningu MITF, umritunarþáttar sem tengist sortumyndun, og markgenum hans.

2.4. And-melanogenic áhrif Zerumbone er í gegnum fosfórun ERK1/2

Vitað er að virkjun próteinkínasa B (AKT) og utanfrumumerkjastýrðra kínasa (ERK1/2) með vaxtarþáttum eða sortuvaldandi áreiti bælir sortumyndun með minni tjáningu MITF og markgena þess [11]. Fosfórun MITF við Ser73 og Ser409 sem svar við ERK1/2 merkjaleiðinni stuðlar að próteasómháðu niðurbroti þess [17,18]. Þess vegna könnuðum við hvort ZER stjórnar ERK1/2 fosfórun í B16F10 músum og G361 sortuæxlisfrumum úr mönnum. Aukin fosfórun ERK1/2 (p-ERK1/2) en ekki heildar ERK1/2 (T-ERK1/2) sást við ZER meðferð á tíma- og skammtaháðan hátt (Mynd 4A, B). Athyglisvert var að fosfórun ERK1/2 jókst hratt innan 10–30 mínútna og 1–2 klukkustunda eftir ZER meðferð í B16F10 músum og G361 sortuæxlisfrumum úr mönnum (Mynd 4A). Hins vegar sást fosfórun AKT og MEK ekki við ZER meðferð, sem bendir til þess að ERK1/2 fosfórun af völdum ZER geti bælt MITF (Mynd 4B). Vegna þess að ERK1/2 fosfórun stuðlar að fosfórun og próteasómal niðurbroti MITF [17,18], könnuðum við hvort próteasómhemill komi í veg fyrir minnkun MITF með ZER. Bæling á MITF með ZER sást ekki í viðurvist MG132, sem staðfestir að ZER dregur úr MITF tjáningu með niðurbroti próteasóma (Mynd 4C). Næst könnuðum við hvort ZER fosfórýlerir MITF við Ser73, sem er markleif ERK1/2. Til að greina fosfórýlerað MITF voru frumur útsettar fyrir -MSH og MG132. Hér komumst við að því að fosfórýlerað MITF (Ser73) var marktækt aukið með ZER í viðurvist -MSH og MG132 (Mynd 4D). U0126, sértækur mítógenvirkjaður próteinkínasa (MAPK) hemill [19], afnam ZER-framkallaða MITF fosfórun (Mynd 4D). Þar að auki var heildarmagn MITF próteina í heilfrumulýsum (WCL) ekki breytt af ZER og U0126 í viðurvist MG132 (Mynd 4D). Þessar niðurstöður benda til þess að ERK1/2-miðluð MITF (Ser73) fosfórun og niðurbrot próteasóma sé mikilvægur aðferð við ZER-miðlaða bælingu MITF. Að auki sýnir mynd 4E að U0126 endurheimti verulega minnkað MITF próteinmagn í ZER-meðhöndluðum frumum. Stöðugt var minnkað melaníninnihald innanfrumu með ZER endurheimt með U0126 í um það bil 40 prósent (Mynd 4F), sem bendir til þess að virkjun ERK1/2 sé nauðsynleg fyrir and-melanogenic áhrif ZER.

2.5. Vörueyðandi áhrif Zingiber Offificinale (ZO) útdráttar

ZER er plöntuefna sem er unnið úr nokkrum plöntutegundum af Zingiberaceae fjölskyldunni, eins og Zingiber zerumbet og Zingiber officinal [12]. Þannig mældum við upphaflega lífvænleika frumna í fjarveru eða nærveru ZO þykkni í B16F10 og HaCaT frumum. Mynd 5A sýnir að lífvænleiki frumna var ekki breytt við ZO útdráttarmeðferð. Við greindum frekar and-melanogenic áhrif Zingiber officinal (ZO) þykkni. Vegna þess að tjáning MITF og mörk sortuvaldandi gena þess minnkaði með ZER í gegnum virkjaða ERK1/2 merkjaleiðina (myndir 2 og 3), athuguðum við hvort ZO útdráttur bæli -MSH-framkallaða MITF og tjáningu sortuvaldandi próteina þess í B16F10 frumum. Líkur á and-melanogenic áhrif ZER, -MSH-framkallað MITF, tyrosinasa og TYRP2 voru marktækt minnkuð af ZO útdrættinum á skammtaháðan hátt (Mynd 5B). Athyglisvert er að ERK1/2 fosfórýlering var einnig aukin í frumum sem fengu ZO útdrátt (Mynd 5B). Tjáning MITF og markgena þess, eins og tyrosinasa, TYRP1 og TYRP2, minnkaði marktækt við 5 µg/µL ZO útdráttarmeðferð (Mynd 5C). Þar að auki var bæði utanfrumu- og innanfrumuinnihald melaníns verulega lækkað í um það bil 40 prósent við 5 µg/µL ZO útdráttarmeðferð (Mynd 5D). Að auki sást minnkuð týrósínasavirkni í frumum sem voru meðhöndlaðar með ZO þykkni (Mynd 5E). Þessar niðurstöður benda til þess að Zingiber officinal (ZO) þykkni bælir sortumyndun með því að draga úr MITF-miðlaðri melanogenic genatjáningu.

Fyrir frekari upplýsingar: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501