DEL TVÅ Cistanche Deserticola-polysackarid inducerar melanogenes i melanocyter och minskar oxidativ stress

KLICKA HÄR TILLBAKA TILL DEL 1

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com

4|DISKUSSION OCH SLUTSATSER

I denna studie undersökte vi rollen av CDP i HEMs och B16F10-celler. För första gången hittade viCistancheatt CDP skulle kunna främja melanogenes i melanocyter och främja pigmentering i zebrafisk. Ett efterföljande experiment visade att MAPK-signalvägen aktiverades under CDP-behandling. Vi undersökte vidare dess roll i oxidativ stress och fann att CDP kunde dämpa H2O2--inducerad cytotoxicitet och apoptos i melanocyter; Samtidigt kan CDP aktivera NRF2/HO-1-antioxidantvägen och avlägsna intracellulär ROS under oxidativ stress.

cistancheären tyrosinashämmare

Mitogenaktiverat proteinkinas är en viktig väg involverad iCistanchei regleringen av MITF, en nyckeltranskriptionsfaktor som främjar uttrycket av melanogenesrelaterade gener och som därefter påverkar melaninsyntes och transport.26,27 I vår studie ökade aktiveringen av ERK, JNK och p38 i melanocyter signifikant efter CDP-behandling; under tiden uppreglerades uttrycken av MITF/p-MITF och MITF-driven TYR, TRP1, TRP2 och RAB27A i enlighet därmed. Således föreslår vi att CDP kan främja melanogenes genom att aktivera MAPK-vägen, men hur CDP aktiverar MAPK kvarstårCistancheokänd. Enligt nyare studier är toll-like receptor 4 (TLR4) starkt uttryckt i melanocyter och involverad i melanogenes.28,29 TLR4 är ett viktigt transmembranprotein som specifikt kan binda lipopolysackarid (LPS)30; studier rapporterade att LPS kan inducera melanogenes.29 Intressant nog har flera polysackarider som extraherats från växter eller svampar rapporterats aktiverade TLR och nedströms signalvägar såsom MAPK och nukleär faktor kappa beta (NF-κB).31,32 Därför misstänker vi att CDP kan vara igenkänns och binds av TLR, aktiverar sedan MAPK-signaleringsvägen nedströms och främjar melanogenes. Dessutom är nukleotidbindande oligomeriseringsdomänliknande receptorer (NLR) kända för att känna igen intracellulära ligander och driva aktiveringen av MAPK- och NF-KB-signalvägar.33,34 Som rapporterats kan polysackarider som extraherats från Ganoderma lucidum och Astragalus komma in i celler och påverka NLR.35,36 Det är således möjligt att CDP kan komma in i melanocyter och reglera MAPK-signalvägen via NLR. Det behövs dock ytterligare studier för att verifiera denna hypotes.

Vissa studier har hittills rapporterat användningen av växtbaserade polysackarider i melanogenes för att hämma melaninproduktionen.37,38 Emellertid i denna studie främjade CDP melanogenes i

melanocyter, och denna effekt bekräftades ytterligare efter jämförelse med -MSH. CDP är också en sorts polysackarid utvunnen från örter, vi misstänker att den motsatta effekten av CDP kan vara relaterad till de strukturella skillnaderna mellan CDP och andra polysackarider. Polysackarider bildas genom polymerisation av monosackarider men varierar i monosackaridtyp, monosackaridsammansättning, glykosidbindning, sidokedjestruktur och molekylvikt39,40; dessa faktorer tros bestämma deras biologiska funktioner.41 Befintliga studier har föreslagit strukturen för CDP och föreslagit att CDP-strukturen därefter påverkar dess funktion.42 Sålunda behövs fler bevis för att helt förstå CDP och bekräfta vår hypotes.

Melanogenes är en viktig skyddsmekanism för att göra motståndCistancheultraviolett skada och upprätthålla kroppens homeostas43; samtidigt utsätts melanocyter lätt för ogynnsamma miljöer som ROS-överbelastning.11 Det är känt att ROS deltar i att främja melanogenes, en av mekanismerna är att aktivera MAPK.44 Men studier visade också att denna effekt endast finns inom ett visst ROS nivå, medan ROS-överbelastning försämrar melanogenesen avsevärt.45 Relationen mellan ROS, MAPK och melanogenes varierar under olika förhållanden, därför är balansen mellan pro- och antioxidantsystem uppenbarligen viktig. Vid depigmenteringssjukdomar som vitiligo kommer ett obalanserat antioxidantsystem och okontrollerbar ROS-överbelastning att skada melanocyter och minska cellviabiliteten.11,46 I denna studie använde vi olika koncentrationer av H2O2 för att simulera ROS-överbelastningen i celler, och HEM visade sämre tolerans mot H2O2 än B16F10-celler. När melanocyter utsattes för H2O2-behandling blev deras livsduglighet och apoptoshastighet sämre, men

Fenyletanoid Glykosideri cistanche kanantiinflammatorisk

CDP-förbehandling kan delvis vända trenden. Samtidigt rensades ROS. Som rapporterats är aktivering av NRF2/ARE-antioxidationsvägar en viktig metod för ROS-rening i hudceller.14 I våra experiment uppreglerades proteinnivåerna av NRF2 och HO-1 i melanocyter efter H2O2-behandling utan CDP; detta betyder att H2O2-inducerad oxidativ stress kan aktivera NRF2/HO-1-vägen, men det är otillräckligt för att upprätthålla en redoxbalans och skydda cellen från skador. CDP-förbehandling förbättrade dock NRF2/HO-1-antioxidationsvägen och återställde balansen. Därför föreslår vi att CDP kan skydda melanocyter från oxidativ stressskada genom att aktivera NRF2/HO-1 antioxidationsvägen och rensa ROS.

Vi fann att CDP-behandling enbart inte har någon inverkan på ROS eller NRF2/HO-1 i melanocyter. Detta resultat tyder på att CDP kan påverka redoxbalansen under oxidativ stress, men inte normala förhållanden. Dessutom regleras antioxidationsvägen NRF2/HO-1 av signalvägarna PI3K, NF-KB och MAPK.47,48 I vår studie kunde CDP aktivera MAPK-signalvägen. Det är möjligt att CDP kan aktivera NRF2/HO-1-vägen via uppreglerande MAPK:er. Som Slominski rapporterade är melanocyter stresssensorer involverade i ett regulatoriskt nätverk, och deras funktioner kan förändras snabbt som svar på miljön.49 Vi föreslår att CDP:s roll påverkas av melanocyternas status, det kan främja melanogenes utan att påverka antioxidanten. systemet under normala förhållanden men återställer redoxbalansen under oxidativ stress. Därför kan melanocytfunktionen och överlevnaden upprätthållas på två olika sätt av CDP. CDP hjälper melanocyter att upprätthålla homeostas, vilket också är en viktig funktion av melanogenes.50,51

Sammanfattningsvis kan CDP främja melanogenesen av melanocyter

via aktivering av MAPK-signalvägen. CDP kan förbättra melanocytöverlevnaden genom att aktivera NRF2/HO-1 antioxidantvägen och avlägsna intracellulär ROS under oxidativ stress. Våra fynd är meningsfulla eftersom de visar att CDP både kan främja melanogenes och skydda melanocyter från oxidativ stressskada, vilket möjligen är ansvarigt för melanocytdysfunktion och förlust. Resultaten av denna studie indikerar att CDP kan vara ett nytt läkemedel vid behandling av depigmenteringssjukdomar.

cistancheblekande effekt på huden tillantioxidation

TACK

Detta arbete stöddes av National Natural Science Foundation of China (nr 81703101), New Xiangya Talent Projects vid det tredje Xiangya-sjukhuset vid Central South University (nr JY201623 och nr 20170301), Natural Science Foundation i Hunan-provinsen ( nr. 2018JJ3788 och nr. 2018JJ3793) och Project of Hunan hälsokommission (nr. C2019173). Dr Yibo Hu utförde huvuddelen av studien och skrev manuskriptet; Professor Jing Chen och Qinghai Zeng designade studien och vägledde manuskriptskrivningen; Professor Jinhua Huang, Lihua Huang och Hong Xiang gav tekniskt stöd och analyserade data; Dr. Yixiao Li, Ling Jiang, Yujie Ouyang, Yumeng Li, Lun Yang och Xiaojiao Zhao bidrog till en del av experimenten.

INTRESSEKONFLIKT

Författarna bekräftar att det inte finns några intressekonflikter.

DATA TILLGÄNGLIGHET

Data som stöder resultaten av denna studie är tillgängliga från motsvarande författare på rimlig begäran.

REFERENSER

1. Bleuel R, Eberlein B. Terapeutisk hantering av vitiligo. J Dtsch Dermatol Ges. 2018;16:1309-1313.

2. Taieb A, Meurant JM. Ska vi prioritera psykologiska ingrepp i hanteringen av vitiligo? 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. Melaninpigmentering i däggdjurshud och dess hormonella reglering. Physiol Rev. 2004;84:1155-1228.

5. Slominski A, Zmijewski MA, Pawelek J. L-tyrosine och L-dihydroxyphenylalanine som hormonliknande regulatorer av melanocytfunktioner. Pigment Cell Melanoma Res. 2012;25:14-27.

6. Spritz RA. Delade genetiska samband som ligger bakom generaliserad vitiligo och autoimmun sköldkörtelsjukdom. Sköldkörteln. 2010;20:745-754.

7. Lin X, Tang LY, Fu WW, Kang KF. Barndomsvitiligo i Kina: kliniska profiler och immunologiska fynd i 620 fall. Am J Clin Dermatol. 2011;12:277-281.

8. Boehncke WH, Brembilla NC. Autoreaktiva T-lymfocyter vid inflammatoriska hudsjukdomar. Front Immunol. 2019;10:1198.

9. Iannella G, Greco A, Didona D, et al. Vitiligo: Patogenes, kliniska varianter och behandlingsmetoder. Autoimmun Rev. 2016;15:335-343.

10. Forrester SJ, Kikuchi DS, Hernandes MS, et al. Reaktiva syrearter i metabolisk och inflammatorisk signalering. Circ Res. 2018;122:877-902.

11. Denat L, Kadekaro AL, Marrot L, et al. Melanocyter som anstiftare och offer för oxidativ stress. J Invest Dermatol. 2014;134:1512-1518.

12. Qiu L, Song Z, Setaluri V. Oxidativ stress och vitiligo: signaleringsanslutningen Nrf2-ARE. J Invest Dermatol. 2014;134:2074-2076.

13. Hayes JD, Dinkova-Kostova AT. Nrf2 regulatoriska nätverk ger ett gränssnitt mellan redox och intermediär metabolism. Trender Biochem Sci. 2014;39:199-218.

14. Marrot L, Jones C, Perez P, Meunier JR. Betydelsen av Nrf2-vägen i (foto)-oxidativ stressrespons i melanocyter och keratinocyter i den mänskliga epidermis. Pigment Cell Melanoma Res. 2008;21:79-88.

15. van Geel N, Speeckaert R, Mollet I, et al. In vivo vitiligo-induktion och terapimodell: en dubbelblind, randomiserad klinisk prövning. Pigment Cell Melanoma Res. 2012;25:57-65.

16. Nicolaidou E, Antoniou C, Stratigos A, Katsambas AD. Smalbandig ultraviolett B-fototerapi och 308-nm excimerlaser vid behandling av vitiligo: en recension. J Am Acad Dermatol. 2009;60:470-477.

17. Novak Z, Bonis B, Baltas E, et al. Xenonklorid ultraviolett B-laser är mer effektiv vid behandling av psoriasis och för att inducera T-cellapoptos än smalbandig ultraviolett B. J Photochem Photobiol B Biol. 2002;67:32-38.

18. Xu P, Su S, Tan C, et al. Effekter av vattenhaltiga extrakt av Eclipse herba, Polygoni multiflora radix-preparator och Rehmanniae radix-preparator på melanogenes och migration av mänskliga melanocyter. J Etnopharmacol. 2017;195:89-95.

19. Wang T, Zhang X, Xie W.Cistanche deserticolaYC Ma, "Desert ginseng": en recension. Am J Chin Med. 2012;40:1123-1141.

20. Guo Y, Cao L, Zhao Q, et al. Preliminära karakteriseringar, antioxidant och hepatoskyddande aktivitet av polysackarid frånCistanche deserticola. Int J Biol Macromol. 2016;93:678-685.

21. Cai RL, Yang MH, Shi Y, et al. Antitrötthetsaktivitet av fenyletanoidrikt extrakt frånCistanche deserticola. Phytother Res. 2010;24:313-315.

22. Zhang H, Xiang Z, Duan X, et al. Antitumör och antiinflammatoriska effekter av oligosackarider frånCistanche deserticolaextrakt vid ryggmärgsskada. Int J Biol Macromol. 2019;124:360-367.

23. Liu Y, Wang H, Yang M, et al.Cistanche deserticolapolysackarider skyddar PC12-celler mot OGD/RP-inducerad skada. Biomed Pharmacother. 2018;99:671-680.

24. Song D, Cao Z, Liu Z, et al.Cistanche deserticolapolysackarid dämpar osteoklastogenes och benresorption genom att hämma RANKL-signalering och produktion av reaktiva syrearter. J Cell Physiol. 2018;233:9674-9684.

25. Fu C, Chen J, Lu J, et al. Nedreglering av TUG1 främjar melanogenes och UVB-inducerad melanogenes. Exp Dermatol. 2019;28:730-733.

26. Johannessen CM, Johnson LA, Piccioni F, et al. Ett program för melanocythärstamning ger resistens mot hämning av MAP-kinasvägar. Natur. 2013;504:138-142.

27. Vachtenheim J, Borovansky J. "Transkriptionsfysiologi" av pigmentbildning i melanocyter: central roll för MITF. Exp Dermatol. 2010;19:617-627.

28. Yu N, Zhang S, Zuo F, et al. Odlade humana melanocyter uttrycker funktionella tollliknande receptorer 2–4, 7 och 9. J Dermatol Sci. 2009;56:113-120.

29. Ahn JH, Park TJ, Jin SH, Kang HY. Humana melanocyter uttrycker funktionell Toll-liknande receptor 4. Exp Dermatol. 2008;17:412-417.

30. Reed SG, Carter D, Casper C, et al. Korrelat av GLA-familjens adjuvansaktiviteter. Semin Immunol. 2018;39:22-29.

31. Guo MZ, Meng M, Feng CC, et al. En ny polysackarid erhållen från Craterellus cornucopioides förbättrar immunmodulerande aktivitet i immunsuppressiva mössmodeller via reglering av TLR4-NF-kappaB-vägen. Matfunktion. 2019;10(8):4792-4801.

32. Wei W, Xiao HT, Bao WR, et al. TLR-4 kan förmedla signalvägar för Astragalus polysackarid RAP-inducerat cytokinuttryck av RAW264.7-celler. J Etnopharmacol. 2016;179:243-252.

33. Chen H, Yang D, Han F, et al. Den bakteriella T6SS-effektorn EvpP förhindrar NLRP3-inflammasomaktivering genom att hämma den Ca(2 plus )-beroende MAPK-Jnk-vägen. Cellvärd mikrob. 2017;21:47-58.

34. Levy M, Shapiro H, Thaiss CA, Elinav E. NLRP6: en mångfacetterad in-Nate immunsensor. Trender Immunol. 2017;38:248-260.

35. Chen YS, Chen QZ, Wang ZJ, Hua C. Antiinflammatoriska och leverskyddande effekter av Ganoderma lucidum polysaccharides mot koltetraklorid-inducerad leverskada hos Kunming-möss. Farmakologi. 2019;103:143-150.

36. Tian Z, Liu Y, Yang B, et al. Astragalus-polysackarid dämpar murin kolit genom hämning av NLRP3-inflammasomen. Planta Med. 2017;83:70-77.

37. Jiang L, Huang J, Lu J, et al. Ganoderma lucidum polysackaride minskar melanogenes genom att hämma de parakrina effekterna av keratinocyter och fibroblaster via IL-6/STAT3/FGF2-vägen. J Cell Physiol. 2019;234:22799-22808.

38. Cai ZN, Li W, Mehmood S, et al. Effekt av polysackarid FMP-1 från Morchella esculenta på melanogenes i B16F10-celler och zebrafisk. Matfunktion. 2018;9:5007-5015.

39. Zhang C, Li Z, Zhang CY, et al. Molekylära egenskaper och bioaktiviteter av polysackarider från alfalfa (Medicago sativa L.). Näringsämnen. 2019;11:1181.

40. Coconi Linares N, Di Falco M, Benoit-Gelber I, et al. Närvaron av spårkomponenter breddar avsevärt det molekylära svaret hos Aspergillus niger på guargummi. Ny bioteknik. 2019;51:57-66.

41. Ma H, Zhang K, Jiang Q, et al. Karakterisering av växtpolysackarider från Dendrobium officinale genom multipla kromatografiska och masspektrometriska tekniker. J Chromatogr A. 2018;1547:29-36.

42. Dong Q, Yao J, Fang JN, Ding K. Strukturell karakterisering och immunologisk aktivitet av två kallvatten extraherbara polysackarider frånCistanche deserticolaYC Ma. Carbohydr Res. 2007;342:1343-1349.

43. Slominski AT, Zmijewski MA, Plonka PM, et al. Hur UV-ljus berör hjärnan och det endokrina systemet genom huden, och varför. Endokrinologi. 2018;159:1992-2007.

44. Schalke S. Nya data om hyperpigmenteringsstörningar. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2017;31(Suppl 5):18-21.

45. Glassman SJ. Vitiligo, reaktiva syrearter och T-celler. Clin Sci. 2011;120:99-120.

46. ​​Ristow M. Att reda ut sanningen om antioxidanter: mitohormesis förklarar ROS-inducerade hälsofördelar. Nat Med. 2014;20:709-711.

47. Balogun E, Hoque M, Gong P, et al. Curcumin aktiverar hemoxygenas-1-genen via reglering av Nrf2 och det antioxidantreagerande elementet. Biochem J. 2003;371:887-895.

48. Paine A, Eiz-Vesper B, Blasczyk R, Immenschuh S. Signalering till hem oxygenas-1 och dess antiinflammatoriska terapeutiska potential. Biochem Pharmacol. 2010;80:1895-1903.

49. Slominski A, Paus R, Schadendorf D. Melanocyter som "sensoriska" och regulatoriska celler i epidermis. J Theor Biol. 1993;164:103-120.

50. Slominski RM, Zmijewski MA, Slominski AT. Melaninpigmentets roll i melanom. Exp Dermatol. 2015;24:258-259.

51. Slominski A, Kim TK, Brozyna AA, et al. Melanogenes roll i regleringen av melanombeteende: melanogenes leder till stimulering av HIF-1alfa-uttryck och HIF-beroende åtföljande vägar. Arch Biochem Biophys. 2014;563:79-93.