N-(4-metoxi-fenil) koffeamid által kiváltott melanogenezis-gátló mechanizmusok

Háttér:

A koffein származéka antioxidáns és antitirozináz aktivitást mutat. Vizsgálták az N-(4-metoxifenil)-koffein (K36E) melanogenezisre gyakorolt ​​hatását és mechanizmusát.

Mód:

A B16F0 sejteket különböző koncentrációjú K36E-vel kezeltük; a melanintartalmat és a kapcsolódó jelátvitelt tanulmányozták. A fehérje expresszió meghatározására Western blotting assayt, a tirozináz aktivitás és a melanin tartalom azonosítására spektrofotometriát végeztünk.

Eredmények:

Eredményeink azt mutatták, hogy a K36E csökkentette a melanocita-stimuláló hormon (-MSH) által kiváltott melanintartalmat és a tirozináz aktivitást a B16F0 sejtekben. Ezenkívül a K36E gátolta a foszfociklusos adenozin-monofoszfát (cAMP)-válasz elemkötő fehérje, a mikroftalmia-asszociált transzkripciós faktor (MITF), a tirozináz és a tirozinázzal rokon fehérje-1 (TRP{{14}) expresszióját. }). A K36E aktiválta a protein kináz B (AKT) és a glikogén szintáz kináz 3 béta (GSK3) foszforilációját, ami a MITF transzkripciós aktivitásának gátlásához vezetett. A K36E gyengítette az -MSH-indukált cAMP útvonalakat, hozzájárulva a hipopigmentációhoz.

Ugyanakkor a kutatás során a Cistanche deserticola összglikozidjainak vagy a Cistanche deserticola fenil-etanol-glikozidjait tartalmazó kivonatnak is új alkalmazását találtuk, és a tirozináz dopa-ráta segítségével megfigyeltük a Cistanche deserticola összglikozidjainak tirozinázt gátló hatását. oxidációs módszer. A tirozináz a fő sebességkorlátozó enzim a bőr melanin bioszintézisében, és egy réz és fehérje komplexe. A tirozint, a szervezetben a melanintermelés fő nyersanyagát hidroxilálhatja L-dopa előállítására, majd a dopát dopakinonná oxidálhatja. A dopakinon egy sor anyagcsere folyamaton megy keresztül, átrendeződik és polimerizálódik, végül a Protein kombinációval kombinálva egy sor melanint termel, ami barnulást okoz, így azt találtuk, hogy a Cistanche deserticola jelentős leszabályzó hatással van a tirozinázra.

Kattintson a Cistanche termék egészségügyi előnyei

Következtetések:

A K36E szabályozta a melaninszintézist a downstream fehérjék, köztük a p-CREB, p-AKT, p-GSK3, tirozináz és TRP-1 expressziójának csökkentésével, és aktiválta a transzkripciós faktort, az MITF-et. A K36E bőrfehérítő szerként is kifejleszthető.

Kulcsszavak:

N-(4-metoxifenil) koffein, melanogenezis, propolisz, mikroftalmia-asszociált transzkripciós faktor, cAMP válasz elemkötő fehérje, glikogén szintáz kináz 3 béta.

Háttér

A melanin kulcsszerepet játszik a bőr fotokárosodásának és fotokarcinogenezisének megelőzésében; azonban a melanin rendellenes felhalmozódása hiperpigmentációs rendellenességeket, például öregségi foltokat és melasmát vált ki [1, 2]. A melanogenezis összetett folyamatok sorozata, számos tényezővel. A genetikai háttér a bőr pigmentációjának legdöntőbb tényezője; több mint 150 gént találtak a melanin bioszintézisének szabályozására [3–5].

Ezenkívül a nem genetikai tényezők, mint például a gyógyszeres kezelés, a hormonális változások, a gyulladás, az öregedés és az ultraibolya (UV) sugárzásnak való kitettség, befolyásolják a bőr pigmentációját [4, 5]. A melanogenezist különféle fehérjék és enzimek szabályozzák, beleértve a tirozinázt, a mikroftalmiával kapcsolatos transzkripciós faktort (MITF), a tirozinázzal rokon fehérjét-1 (TRP-1) és a tirozinázzal rokon fehérjét-2 (TRP) -2) ​​[4, 6–8]. Az UV-besugárzás serkenti a -melanocyte-stimuláló hormon (-MSH) szekrécióját a keratinocitákban, amely a melanocortin 1 receptorhoz (MC1R) kötődik, és katalizálja az adenozin-trifoszfát ciklikus adenozin-monofoszfáttá (cAMP) való átalakulását [9]. A cAMP stimulálja a protein kináz A-t (PKA), a PKA pedig a sejtmagba transzlokálódik, és aktiválja a cAMP-response element-binding protein (CREB) [10, 11]. A foszfo-cAMP-válasz elemkötő fehérje (p-CREB) növeli a MITF expresszióját, hogy indukálja a tirozináz, a TRP-1 és a TRP-2 expresszióját. A tirozináz több mechanizmuson keresztül érik és aktiválódik, beleértve a rézkötést, glikozilációt és foszforilációt, melaninszintézist eredményezve [12].

Jelentős kutatások tanulmányozták a melanin bioszintézis szabályozását hipopigmentált szerek kifejlesztése érdekében. A tirozináz aktivitás gátlására és a melanin szintézis csökkentésére számos tirozináz inhibitort fejlesztettek ki, amelyek megakadályozzák a hiperpigmentációt szintézissel vagy természetes forrásokból történő izolálással [1, 2, 7, 13]. Az N-(4-metoxifenil)-koffein (K36E; 1. ábra) a kávésav-fenetil-észter analógja, amely a propolisz aktív komponense. Korábbi vizsgálatunkban egy koffeinszármazék antioxidáns tulajdonságokat mutatott, megakadályozta a bőr kollagén lebomlását UVB-sugárzás után, és serkentette a kollagénszintézist humán bőrfibroblasztokban és szőrtelen egerekben [14, 15]. Egy másik koffeinszármazék anti-melanogén aktivitást mutatott a tirozináz aktivitás és expresszió gátlásával [16].

Ezenkívül a kávésav-származékok, például a transz-N-koffeoil-tiramin és a transz-N-dihidro-p-hidroxi-cinnamoil-tiramin gátolták a tirozináz aktivitást a melanocitákban [17]. Így feltételeztük, hogy a K36E gátolja a melanogenezist. Jelen tanulmányunkban a K36E aktivitásának a B16F0 sejtek melaninszintézisére gyakorolt ​​hatását vizsgáltuk, amely jól bevált modell a bőrfehérítő szerek vizsgálatára [18–20]. Ezenkívül megvizsgáltuk, hogy a K36E anti-melanogén aktivitása függ-e a TRP1, az AKT/glikogén szintáz kináz 3 béta (GSK3 )/CREB és a MITF szabályozásától.

Mód

Anyagok és vegyszerek

A K36E-t YuehHsiung Kuo professzor szintetizálta és azonosította 99,9 százalékos tisztasággal [21]. - Az MSH-t a Mercktől (Darmstadt, Németország) vásároltuk. Az arbutint, a 3,4-dihidroxi-L-fenilalanint (L-DOPA), a DL-ditiotreitolt, a H-89-dihidroklorid-hidrátot, a fenil-metánszulfonil-fluoridot és az L-tirozint a Sigma-Aldrich Chemical Co.-tól vásároltuk ( St. Louis, MO, USA). A magzati szarvasmarha szérumot (FBS), a Dulbecco-féle módosított Eagle táptalajt (DMEM) és a tripszin-etilén-diamin-tetraecetsavat (EDTA) a GIBCO Invitrogen Corporation-től (NY, USA) vásároltuk. Az MITF-et felismerő antitestet az Abcam cégtől (Cambridge, MA, USA) szereztük be. A p-CREB-t és CREB-t felismerő antitesteket a Cell Signaling Technology, Inc.-től (Danvers, MA, USA) vásároltuk. A foszfo-AKT-t, AKT-t és a foszfo-glikogén szintáz kináz 3 béta-t (p-GSK3) felismerő antitesteket a GeneTex, Inc.-től (CA, USA) szereztük be. Az aktint, a GSK3-at, a TRP-1-t és a tirozinázt felismerő antitesteket a Santa Cruz Biotechnology, Inc.-től (Santa Cruz, CA, USA) szereztük be.

A K36E hatása a gomba tirozináz gátlására

A gomba tirozináz aktivitását spektrofotometriásan határoztuk meg, kisebb módosításokkal a korábban leírt eljáráson [7, 21–23]. Az arbutin (2 mM) pozitív kontroll volt. A tesztmintát és az L-tirozint foszfátpuffer sóoldatban (PBS) egy 96-lyukú mikrolemezre (Nunc, Dánia) adtuk, és gomba tirozinázt adtunk hozzá. Inkubálás után a reakcióelegyben keletkező dopakróm mennyiségét 492 nm optikai sűrűség mellett mikrolemez-leolvasóval (Tecan, Grodig, Ausztria) határoztuk meg.

Sejttenyészetek

A B16F0 sejteket a tajvani Bioresource Gyűjtemény és Kutatóközponttól vásároltuk, és DMEM-ben tenyésztettük 10 százalék FBS-sel és 100 egység/ml penicillinnel és sztreptomicinnel 37 fokos hőmérsékleten, 5 százalékos CO2-tartalom mellett.

Sejtéletképességi vizsgálat

A sejtnövekedési kísérleteket egy 3-(4, 5- dimetil-tiazol-2-il)-2, 5-difenil-tetrazólium-bromid (MTT) vizsgálattal végeztük, kisebb módosításokkal. korábban leírt eljárás [7, 8, 24, 25]. Pozitív kontrollként hidrogén-peroxidot használtunk. A sejteket egy éjszakán át tenyésztettük, és különböző koncentrációjú K36E-vel kezeltük 48 órán át, majd mindegyik lyukba MTT-oldatot adtunk. Inkubálás után nátrium-dodecil-szulfát (SDS) oldatot adtunk hozzá, ami feloldotta a sejtekben képződött formazán kristályokat. Az optikai sűrűséget 570 nm-en mértük mikrolemez-leolvasóval (Tecan, Grodig, Ausztria).

Cellular melanin tartalom

A B16F0 sejtek melanintartalmát egy korábbi tanulmányokból módosított módszerrel mérték [7, 8, 23]. A B16F0 sejteket 6-lyukú lemezekre oltottuk 7 × 104 sejt/lyuk sűrűségben, és egy éjszakán át inkubáltuk. A sejteket -MSH-t és K36E-t tartalmazó tápközegnek tesszük ki 48 órán át. Az arbutin (1 mM) pozitív kontroll volt. NaOH-t (2 N) adtunk minden egyes lyukba a sejtek lízisére, majd centrifugáltuk. A felülúszó melanintartalmát 405 nm-en mértük ELISA olvasóval (Tecan, Grodig, Ausztria).

Celluláris tirozináz aktivitási vizsgálat

A B16F0 sejtek tirozináz aktivitását K36E kezelés után mérték a korábbi tanulmányokban leírt módszer enyhe módosításával [7, 26, 27]. A B16F0 sejteket 24-lyukú, többedényes tálcákba szélesztettük, és egy éjszakán át inkubáltuk. A sejteket különböző koncentrációjú K36E-vel kezeltük, és további 48 órán át inkubáltuk. PBS-sel mostuk, és 100 mM PBS-ben (pH 6,8) kevert 1%-os Triton X{13}}-dal lizáltuk; a kapott keveréket az inkubálás során -80 °C-on 15 percig lefagyasztottuk, majd szobahőmérsékleten felengedtük. Ezt követően a mintákat centrifugáltuk. Frissen elkészített szubsztrátot (15 mM L-DOPA 48 mM pH 7,1-es nátrium-foszfát pufferben) adtunk a felülúszóhoz, és inkubáltuk. Ezt követően az abszorbanciát 405 nm-en mértük mikrolemez-leolvasóval (Tecan, Grodig, Ausztria).

A tirozináz aktivitás sebességét a következő egyenlettel számítottuk ki:

Western blot analízis

Western blot analízist alkalmaztunk a K36E melanogenezishez kapcsolódó fehérjék B16F0 sejtekben történő expressziójára gyakorolt ​​hatásának kimutatására, amint azt korábban leírtuk [7, 8, 22, 28, 29]. A B16F{{10}} sejteket egy 10-cm-es edénybe oltottuk be 24 órán át, és csak -MSH-val (kontrollcsoport) vagy -MSH-val plusz különböző koncentrációjú K36E-vel kezeltük 48 órán keresztül. A lizátumokat centrifugáltuk, és a fehérjetartalmat Bradford-reagenssel (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) határoztuk meg. Húsz mikrogramm fehérjét választottunk el nátrium-dodecil-szulfát-poliakrilamid gélelektroforézises (SDS-PAGE) gélen, és polivinilidén-difluorid (PVDF) membránnal (Hybond ECL, Amersham Pharmacia Biotech Inc., Piscataway, NJ, USA) blottoltuk. A blotokat 0,05% Tween 20-at tartalmazó Tris-pufferolt sóoldatban 5 tömeg/térfogat százalékos fölözött tejjel és specifikus antitestekkel blokkoltuk: aktin (1:1000), AKT (1:5000), p-AKT (1:5000). ), CREB (1:1000), p-CREB (1:1000), GSK3 (1:500), p-GSK3 (1:500), MITF (1:1000), TRP-1 (1: 500) és tirozináz (1:200). A PVDF membránokat a megfelelő konjugált anti-immunglobulin G tormaperoxidázzal (Santa Cruz Biotechnology, Inc.) inkubáltuk. Az immunreaktív fehérjéket Enhanced Chemiluminescence Plus kit (Fujifilm, LAS4000) segítségével detektáltuk, a jelerősségeket pedig denzitometriás programmal (MultiGauge V2.2) határoztuk meg. A Western blot vizsgálatok eredményei legalább három egyedi kísérletet képviseltek.

statisztikai elemzések

Az értékeket átlag ± standard eltérésként fejeztük ki legalább három egyedi kísérlet eredményétől. A különböző kezelések hatásában mutatkozó különbségeket Student-féle t-teszt vagy ANOVA, valamint Scheffe-teszt SPSS szoftveren keresztül (12.0 verzió) hasonlították össze. P értékek<0.05 indicated significance. 

Eredmények

A gomba tirozináz aktivitásának gátlása a K36E által

A K36E 1000 μM koncentrációban szignifikánsan csökkentette a gomba tirozináz aktivitását. A gomba tirozináz gátló hatása 500, 750 és 1000 μM-nál 6,8% ± 1,6%, 14,0% ± 7,1% és 36,8% ± 1,1% volt. Ezenkívül 2 mM arbutin gátlási aránya a gomba tirozináz aktivitásában 65,3% ± 2,5% volt.

A K36E hatása a B16F0 sejtek életképességére

A sejtek életképessége 1, 1,5, 2, 2,5, 4, 5, 10, 25 és 50 μM K36E-vel végzett kezelés után 92,7 százalék ± 2.0 százalék, 91,7 százalék volt ± 2,1 százalék, 90,9 százalék ± 2,2 százalék, 87,8 százalék ± 4,2 százalék, 72,8 százalék ± 10 százalék, 68,5 százalék ± 2,4 százalék, 54,6 százalék ± 1,6 százalék, 38. 0,8 százalék , illetve 28,4 százalék ± 2,3 százalék . A hidrogén-peroxid pozitív kontroll volt, és a 0,1 μM H2O2 sejtéletképessége 48,9% ± 7,5% volt 48 órás kezelés után. A sejt életképessége elfogadható volt a kozmetikai anyagok kifejlesztéséhez. A Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) 10993–5:2009 (Biological Evaluation of Medical Devices) szerint a 80 százaléknál magasabb sejtéletképesség nem citotoxicitásnak minősül. Az eredmények azt mutatták, hogy a 0,5-2,5 μM K36E-vel végzett 48 órás kezelésnek nem volt citotoxikus hatása a B16F0 sejtekre.

A melanin bioszintézisének gátlása K36E által a B16F0 sejtekben

A 2a. ábra a K36E melanin bioszintézisre gyakorolt ​​hatását mutatja 0,5 μM -MSH-val végzett stimuláció után B16F0 sejtekben. Az intracelluláris melanintartalom 124,6 százalékra ± 13.{{10}} százalékra nőtt -MSH-kezelést követően. A K36E 1,0 μM-nál nagyobb dózisokban jelentősen csökkentette a melanintartalmat, amely 97,5 százalék ± 1,9 százalékra, 96,6 százalék ± 3,3 százalékra, 94,4 százalék ± 2,8 százalékra és 90,8 százalék ± 1,4 százalékra csökkent (2a. ábra). A K36E melanin bioszintézisre gyakorolt ​​hatása hasonló volt 1 mM arbutinéhoz.

A tirozináz aktivitás gátlása K36E által B16F0 sejtekben

A K36E szignifikánsan gátolta a tirozináz aktivitást a B16F0 sejtekben 48 órás kezelés után (2b. ábra). A tirozináz aktivitás szintje 83,2 százalék ± 2,1 százalék, 76,3 százalék ± 2,9 százalék, 720 százalék ± 50 százalék és 67,2 százalék ± 4,4 százalék volt 1, 1,5, 2 kezelés után. , illetve 2,5 μM K36E 48 órán keresztül. Az eredmények azt mutatták, hogy a K36E a tirozináz aktivitás gátlásán keresztül gátolta a B16F0 sejtek melanintartalmát.

A K36E hatásai a melanogenezishez kapcsolódó fehérjékre

A K36E csökkentette a tirozináz és a TRP{1}} expresszióját

Annak vizsgálatára, hogy a melanogenezis K36E általi gátlása összefüggésben van-e a melanogenezishez kapcsolódó fehérjék, köztük a tirozináz és a TRP-1 expressziós szintjével, a B16F0 sejteket -MSH-val (0) inkubáltuk. 5 μM) és különböző koncentrációjú K36E (1–2,5 μM) 48 órán keresztül. Bár a tirozináz expressziója 2{14}}szeres növekedést mutatott a kontrollhoz képest a -MSH kezelés után, a K36E dózisfüggő módon szignifikánsan elnyomta a tirozináz expressziót (3. ábra). Ezenkívül a K36E szignifikánsan csökkentette az -MSH-stimulált TRP-1 expressziót 1,5 μM-nál nagyobb dózisoknál (3. ábra).

A K36E csökkentette a MITF expressziót

A MITF expressziója a B16F0 sejtekben 15--szeres növekedést mutatott a -MSH-kezelést követően a kontrollhoz képest (4. ábra). A 4 órán keresztül kezelt K36E dózisfüggően gátolta a MITF expressziót, és jelentősen csökkentette a MITF expresszióját a B16F0 sejtekben 1 μM koncentrációban (4. ábra).

A K36E csökkentette a p-CREB expressziót

A p-CREB expresszió a B16F0 sejtekben 14--szeres növekedést mutatott a kontrollhoz képest -MSH kezelés után (5. ábra). A K36E szignifikánsan gátolta a p-CREB expressziót 1,5 μM-nál magasabb koncentrációkban, és ezt követően csökkentette a MITF expresszióját a B16F0 sejtekben.

A K36E hatása a melanogenezis jelátviteli útvonalára

A K36E-gátolt melanogenezis összefüggésbe hozható a PKA szabályozásával

Annak megállapítására, hogy a K36E-gátolt melanogenezis összefüggésben áll-e a PKA-val, a B16F0 sejteket 10 μM H-89 PKA-gátlóval [30] és 2,5 μM K36E-vel 48 órán át inkubáltuk. . A K36E és a H-89 külön-külön 1.2- és 1.5--szeres csökkenést okozott az -MSH-indukált tirozináz expressziójában a kontrollhoz képest (6. ábra). ). Ezenkívül a K36E és H-89 együttes kezelés 09-szeres csökkenést okoz a tirozináz expressziójában a kontrollhoz képest. Ezenkívül a tirozináz expressziója az együttes kezelést követően szignifikánsan alacsonyabb volt, mint a K36E vagy a H-89 külön-külön történő kezelésénél. Az eredmények azt mutatták, hogy a PKA-útvonal szerepet játszhat a K36E melanogén-ellenes hatásában.

A K36E gátolta a melanogenezist a p-AKT és p-GSK3 expressziójának fokozásával

Ahogy a 7. ábrán látható, a 2,5 µM K36E-vel végzett kezelés 1 órán keresztül jelentősen megnövelte a p-AKT és p-GSK3 expresszióját. A p-AKT szintje 1 óra elteltével érte el a maximumot (1.{{10}}-szeres növekedést a kontrollhoz képest), és 15-szeres növekedést 2 óra múlva; a p-GSK3 szintje szintén 1.{18}}szeres növekedést mutatott 1 óra elteltével a kontrollhoz képest, ami arra utal, hogy a K36E elnyomta a melanogenezist a B16F0 sejtekben az AKT és GSK3 jelátviteli útvonalak aktiválásával, ami a MITF expressziós és transzkripciós aktivitást, és így gátolja a tirozináz gén expresszióját.

Vita

A tirozináz és aktivitása nagy szerepet játszik a melanogenezis szabályozásában [31–33]. A tirozináz aktivitást gátló szereket vagy termékeket használtak bőrfehérítő kozmetikumokban és kozmetikumokban [1, 2, 34]. A kvercetin és a vanillinsav gátolta az MSH ​​MITF, tirozináz, TRP-1 és TRP-2 expresszióját indukálta, melanogenezis gátlást okozva [35, 36]. A resveratrol származékok gátolták a melanin szintézist a melanogén enzimexpresszió gátlásán keresztül, mint például a tirozináz és a TRP-1 [37]. Eredményeink azt mutatták, hogy a K36E gátolta a tirozináz aktivitást és az -MSH által kiváltott fehérje expressziót, ezáltal gátolja a melanin bioszintézist. Ezenkívül a K36E gátolta a melanogenezishez kapcsolódó fehérjéket, például a TRP-t{18}}. A TRP-1 strukturális fehérjeként és katalitikus enzimként egyaránt létfontosságú szerepet játszik a melanoszómák eumelániában [38, 39]. A fent említett eredmények arra utalnak, hogy a K36E melanogenezisének csökkenése a tirozináz expresszióját és aktivitását szabályozó jelátviteli útvonal gátlásán keresztül érhető el.

A MITF a legkritikusabb transzkripciós faktor, amely melanogén gének expressziójának indukálásával szabályozza a melanogenezist [5, 40]. A MITF aktiválása fokozza a tirozináz és a TRP-1 expresszióját, és ennek következtében fokozza a melanin szintézist. Ebben a vizsgálatban a K36E elnyomta a melanogenezist az -MSH által kiváltott MITF expresszió gátlásával. A cAMP-útvonal kulcsszerepet játszik az -MSH-indukált melanogenezisben.

Egy korábbi vizsgálatban a cAMP-emelő szerek gátolták a PI3K/AKT-t. A GSK3 serkentheti a MITF kötődését a célszekvenciához, hogy serkentse a melanogén enzimek expresszióját és elősegítse a melanintermelést [41]. A cAMP gátolja a PI3K és AKT foszforilációját és aktivitását, és csökkenti a GSK3 foszforilációját, hogy stimulálja aktivitását. A cAMP szignáltranszdukció aktiválása a MITF tirozináz promoterhez való kötődését eredményezi, ami a melanogenezis stimulálásához vezet [41, 42]. Az AKT-útvonal aktiválása a melanogén enzimek csökkentésével elnyomta a melaninszintézist [41]. A cordycepinről beszámoltak arról, hogy gátolja az -MSH és IBMX által kiváltott melanin bioszintézist azáltal, hogy gátolja a melaninszintézishez kapcsolódó enzimeket, mint például a tirozináz, TRP-1 és TRP-2, elnyomja a CREB és MITF aktivitást, és aktiválja a PI3K-t. /AKT útvonal B16F10 melanoma sejtekben [43]. Eredményeink szerint a K36E gátolta a CREB foszforilációját. A K36E növelte a p-AKT és p-GSK3 expresszióját, valószínűleg csökkentve a MITF transzkripcióját, hogy elnyomja a tirozináz gén expresszióját. Korábbi tanulmányok arról számoltak be, hogy az AKT aktiválása gátolta a melanogenezist a melanocitákban [33, 44]. Így a K36E gátolta az AKT és GSK3 aktiválása által okozott -MSH által kiváltott hiperpigmentációt, és ezt követően leszabályozta a MITF, CREB, tirozináz és TRP{28}} termelést (8. ábra).

Az UV-sugárzás serkenti a -MSH szekrécióját a keratinocitákban. Az -MSH a melanocitákban kötődik az MC1R-hez, ami cAMP-termelést és PKA-aktivációt eredményez [10]. A cAMP útvonalhoz kapcsolódó jelátvitel, beleértve a PKA és CREB transzkripciós faktorok aktiválását, a MITF felszabályozásához vezet [45]. A PKA ezt követően foszforilálja a CREB-t, hogy aktiválja a MITF génexpressziót [46, 47]. A nikotinsav-hidroxamát a MEK/ERK és az AKT/GSK3 jelátviteli útvonalak aktiválásával gátolta a melaninszintézist a B16F10 melanomasejtekben [48]. A szárított gránátalma koncentrációjú por fehérítő hatást fejt ki azáltal, hogy hatékonyan csökkenti a tirozináz aktivitást és a melanintermelést a B16F10 sejtekben a p38 és PKA/CREB jelátviteli útvonalak inaktiválásával a B16F10 sejtekben [49]. A cAMP-indukált PI3K gátlás csökkenti az AKT foszforilációját és aktiválódását. Jelen tanulmányban az -MSH által kiváltott MITF expressziót a K36E és a H-89 gátolta, amely PKA inhibitor. Ezenkívül a K36E-vel és H-89-val történő együttes kezelés jelentősen gyengítette a melaninszintézis K36E által kiváltott csökkenését. Eredményeink azt sugallják, hogy a K36E anti-melanogén aktivitása a PKA-útvonalhoz kapcsolódik, és így a MITF downregulációjához vezet (8. ábra).

Következtetés

A K36E csökkentette a MITF expresszióját a CREB foszforilációjának gátlásával. Ezenkívül a K36E gátolta a MITF expresszióját az AKT és a GSK3 foszforilációjának fokozásával, ami ezt követően gátolta a tirozináz és a TRP-1 expresszióját, és ezáltal csökkentette a melanin bioszintézisét. Normál melanociták és in vivo vizsgálatok alkalmazhatók a K36E melanogenezisre gyakorolt ​​hatásának további vizsgálatára. Összefoglalva, a K36E jelölt lehet a melanogenezis szabályozására, és a jövőben valószínűleg különféle alkalmazási területei lesznek a bőrfehérítő termékekben.

Köszönetnyilvánítás

Ezt a kutatást a Tudományos és Technológiai Minisztérium (NSC100-2320-B-039-002-MY3; MOST104-2320-B-039-006), CMU támogatásai támogatták az Aim for Top University Plan keretében. a tajvani oktatási minisztérium és a tajvani egészségügyi és jóléti minisztérium Klinikai Vizsgálati és Kutatási Kiválósági Központja (MOHW105-TDU-B-212-133019), valamint a Kínai Orvosi Egyetem (CMU102-) ÁZSIA-18).

Az adatok és anyagok elérhetősége

A cikk következtetéseit alátámasztó adatkészleteket a cikk tartalmazza.

A szerzők hozzászólásai

A YHK, a CYL és a HMC volt felelős a tanulmány megtervezéséért és a kutatás finanszírozásának biztosításáért. A PYW, CSW és PJS tervezte a kísérleteket, és technikai útmutatást nyújtott. A CCC és a HMC végezte a kísérleti műveletet. YHK, YHK, CYL és HMC írta a papírt. Minden szerző elolvasta és jóváhagyta a végső kéziratot.

Versengő érdekek

A szerzők kijelentik, hogy nincsenek egymással versengő érdekeik.

Hozzájárulás a közzétételhez

Nem alkalmazható.

Etikai jóváhagyás és hozzájárulás a részvételhez

Ebben a vizsgálatban kereskedelmi forgalomban kapható sejtvonalakat használtak; így etikai jóváhagyásra nem volt szükség.

A szerző adatai

1 Kínai Gyógyszertudományok és Kínai Orvostudományi Erőforrások Tanszéke, Kínai Orvostudományi Egyetem, Taichung 404, Tajvan. 2 Biotechnológiai Tanszék, Asia University, Taichung 413, Tajvan. 3 Cosmeceutics Department, Kínai Orvostudományi Egyetem, Taichung 404, Tajvan. 4 Bőrgyógyászati ​​osztály, Kínai Orvosi Egyetemi Kórház, Taichung 404, Tajvan. 5 School of Medicine, Kínai Orvostudományi Egyetem, Taichung 404, Tajvan. 6 Nemzeti Tengerbiológiai Múzeum és Akvárium, Pingtung 944, Tajvan.

Hivatkozások

1. Solano F, Briganti S, Picardo M, Ghanem G. Hipopigmentáló szerek: frissített áttekintés a biológiai, kémiai és klinikai szempontokról. Pigment Cell Res. 2006;19(6):550–71.

2. Chiang HM, Chen HW, Huang YH, Chan SY, Chen CC, Wu WC, Wen KC. Melanogenezis és természetes hipopigmentációs szerek. 2012.

3. Costin GE, halló VJ. Az emberi bőr pigmentációja: a melanociták módosítják a bőr színét a stressz hatására. FASEB J. 2007;21(4):976–94.

4. Kondo T, Halló VJ. Frissítés az emlős melanociták működésének és a bőr pigmentációjának szabályozásáról. Expert Rev Dermatol. 2011;6(1):97–108.

5. Yamaguchi Y, halló VJ. A bőr pigmentációját szabályozó élettani tényezők. Biofaktorok. 2009;35(2):193–9.

6. Meghallgatás VJ. Mérföldkövek a melanocitákban/melanogenezisben. J Invest Dermatol. 2011; 131(E1):E1.

7. Chiang HM, Chien YC, Wu CH, Kuo YH, Wu WC, Pan YY, Su YH, Wen KC. A Rhodiola rosea L. (Crassulaceae) hidroalkoholos kivonata és hidrolizátuma a CREB/MITF/tirozináz útvonal szabályozásával gátolja a melanogenezist a B16F0 sejtekben. Food Chem Toxicol. 2014;65:129–39.

8. Wen KC, Chang CS, Chien YC, Wang HW, Wu WC, Wu CS, Chiang HM. A tirozol és analógjai gátolják az alfa-melanocita-stimuláló hormon által kiváltott melanogenezist. Int J Mol Sci. 2013;14(12):23420–40.

9. Cui R, Widlund HR, Feige E, Lin JY, Wilensky DL, Igras VE, D'Orazio J, Fung CY, Schanbacher CF, Granter SR és mások. A p53 központi szerepe a barnulási válaszban és a kóros hiperpigmentációban. Sejt. 2007;128(5):853–64.

10. Hocker TL, Singh MK, Tsao H. Melanoma genetika és terápiás megközelítések a 21. században: költözés a tengerpartról az ágy mellé. J Invest Dermatol. 2008;128(11):2575–95.

11. Drira R, Sakamoto K. Az izosakuranetin, egy 4'-O-metilezett flavonoid, serkenti a melanogenezist a B16BL6 egér melanoma sejtekben. Life Sci. 2015;143:43–9.

12. Chou TH, Ding HY, Lin RJ, Liang JY, Liang CH. A melanogenezis és az oxidáció gátlása az Origanum vulgare (oregánó) protokatekuinsavval. J Nat Prod. 2010;73(11):1767–74.

13. Yeom GG, Min S, Kim SY. 2,3,5,6-Az Ephedra sinica tetrametilpirazinja szabályozza a melanogenezist és a gyulladást az UVA által kiváltott melanoma/keratinociták együtttenyésztési rendszerében. Int Immunopharmacol. 2014;18(2):262–9.

14. Chiang HM, Chen CW, Lin TY, Kuo YH. N-fenetil-koffein és fotokárosodás: A bőr védelme az I-es típusú prokollagén lebomlásának gátlásával és a kollagén szintézis stimulálásával. Food Chem Toxicol. 2014;72C:154–61.

15. Kuo YH, Chen CW, Chu Y, Lin P, Chiang HM. In vitro és in vivo vizsgálatok az N-fenetil-koffeamid bőr fotokárosodás elleni védő hatásáról. PLoS One. 2015;10(9):e0136777.

16. Shimoda H, Shan SJ, Tanaka J, Maoka T. A béta-Cryptoxanthin elnyomja az UVB-indukált melanogenezist egérben: a prosztaglandin E2 és a melanocita-stimuláló hormon útvonalak gátlásának részvétele. J Pharm Pharmacol. 2012;64(8):1165–76.

17. Okombi S, Rival D, Bonnet S, Mariotte AM, Perrier E, Boumendjel A. N-hidroxicinnamoil-fenalkilamidok analógjai, mint humán melanocita-tirozináz inhibitorai. Bioorg Med Chem Lett. 2006;16(8):2252–5.

18. Bellei B, Pitisci A, Izzo E, Picardo M. A melanogenesis gátlása a piridinil-imidazol osztályú vegyületek által: a Wnt/béta-catenin jelátviteli útvonal lehetséges részvétele. PLoS One. 2012;7(3):e33021.

19. Wang L, Lu AP, Yu ZL, Wong RN, Bian ZX, Kwok HH, Yue PY, Zhou LM, Chen H, Xu M és társai. A melanogenezist gátló hatás és az Rb1 ginsenozid perkután készítménye. AAPS PharmSciTech. 2014;15(5):1252–62.

20. Suwannalert P, Kariya R, Suzu I, Okada S. A Salacia reticulata hatása az anti-celluláris oxidánsokra és a melanogenezis gátlására alfa-MSH-stimulált és UV-sugárzással besugárzott B16 melanoma sejtekben. Nat Prod Commun. 2014;9(4):551–4.

21. Chou YC, Sheu JR, Chung CL, Chen CY, Lin FL, Hsu MJ, Kuo YH, Hsiao G. Az NF-kappaB nukleáris célzott gátlása az MMP-9 termelésére N-2- által ( 4-bróm-fenil)-etil-koffein emberi monocita sejtekben. Chem Biol Interact. 2010;184(3):403–12.

22. Chiang HM, Lin JW, Hsiao PL, Tsai SY, Wen KC. A citrusfélék hidrolizátumai serkentik a melanogenezist, védve az UV-sugárzás okozta bőrkárosodástól. Phytother Res. 2011;25(4):569–76.

23. Chiang HM, Ko Y, Shih I, Wen K. A bortorta fejlesztése bőrfehérítő és nedvesítőszerként. J Food Drug Anal. 2011;19(2):223–9.

24. Chiang HM, Chen HC, Lin TJ, Shih IC, Wen KC. A Michelia alba kivonat gyengíti a mátrix metalloproteinázok UVB által kiváltott expresszióját a MAP kináz útvonalon keresztül humán dermális fibroblasztokban. Food Chem Toxicol. 2012;50(12):4260–9.

25. Salucci S, Burattini S, Battistelli M, Buontempo F, Canonico B, Martelli AM, Papa S, Falcieri E. A tirozol megakadályozza az apoptózist besugárzott keratinocitákban. J Dermatol Sci. 2015;80(1):61–8.

26. Zhang Y, Helke KL, Coelho SG, Valencia JC, Hearing VJ, Sun S, Liu B, Li Z. Essential role of the molecular chaperone gp96 in regulating melanogenesis. Pigment Cell Melanoma Res. 2014;27(1):82–9.

27. Park H, Song KH, Jung PM, Kim JE, Ro H, Kim MY, Ma JY. A Fructus Arctii kivonatból származó apigenin gátló hatása a melaninszintézisre a tirozináz expresszió elnyomásán keresztül. Evid Based Complement Alternatív Med: eCAM. 2013; 2013:965312.

28. Chiang HM, Lin TJ, Chiu CY, Chang CW, Hsu KC, Fan PC, Wen KC. A Coffea arabica kivonat és összetevői megakadályozzák a fotoöregedést az MMP expressziójának és a MAP kináz útvonalának elnyomásával. Food Chem Toxicol. 2011;49(1):309–18.

29. Chiang HM, Chiu HH, Liao ST, Chen YT, Chang HC, Wen KC. Az izoflavonoidokban gazdag Flemingia macrophylla kivonat mérsékli az UVB által kiváltott bőrkárosodást azáltal, hogy megköti a reaktív oxigénfajokat, és gátolja a MAP kináz és az MMP expresszióját. Evid Based Complement Alternatív Med. 2013;2013:12.

30. Bertolotto C, Bille K, Ortonne JP, Ballotti R. A tirozináz gén expressziójának szabályozása cAMP által B16 melanoma sejtekben két CATGTG motívumot foglal magában a TATA doboz körül: a microphthalmia géntermék következménye. J Cell Biol. 1996;134(3):747–55.

31. Korner A, Pawelek J. Az emlős tirozináz három reakciót katalizál a melanin bioszintézisében. Tudomány (New York, NY). 1982;217(4565):1163–5.

32. Tripathi RK, Hallás VJ, Urabe K, Aroca P, Spritz RA. A humán tirozináz katalitikus aktivitásának mutációs térképezése. J Biol Chem. 1992;267(33):23707–12.

33. Slominski A, Tobin DJ, Shibahara S, Wortsman J. Melanin pigmentation in mammalian skin and its hormonal Regulation. Physiol Rev. 2004;84(4):1155–228.

34. Fu YT, Lee CW, Ko HH, Yen FL. Az Artocarpus communis kivonatai az ERK és JNK jelátviteli útvonalak aktiválásával csökkentik az alfa-melanocita-stimuláló hormon által kiváltott melanogenezist. ScientificWorldJournal. 2014; 2014:724314.

35. Chou TH, Ding HY, Hung WJ, Liang CH. Az Origanum vulgare-ből származó vanillin és vanillinsav antioxidáns jellemzői és az alfa-melanocita-stimuláló hormon által stimulált melanogenezis gátlása. Exp Dermatol. 2010;19(8):742–50.

36. Kumar KJ, Yang JC, Chu FH, Chang ST, Wang SY. Lucidone, egy új melanin inhibitor a Lindera erythroderma Makino terméséből. Phytother Res. 2010; 24(8):1158–65.

37. Liu Q, Kim C, Jo YH, Kim SB, Hwang BY, Lee MK. A resveratrol származékok, mint melanogenezis gátlók szintézise és biológiai értékelése. Molekulák (Bázel, Svájc). 2015;20(9):16933–45.

38. Jimenez-Cervantes C, Solano F, Kobayashi T, Urabe K, Hallás VJ, Lozano JA, Garcia-Borron JC. Új enzimatikus funkció a melanogén útvonalban. A tirozinázzal rokon fehérje-1 (TRP1) 5,6-dihidroxi-indol-2-karbonsav-oxidáz aktivitása. J Biol Chem. 1994;269(27):17993–8000.

39. Kobayashi T, Urabe K, Winder A, Jimenez-Cervantes C, Imokawa G, Brewington T, Solano F, Garcia-Borron JC, Hallás VJ. A tirozinázzal rokon protein 1 (TRP1) DHICA-oxidázként működik a melanin bioszintézisében. EMBO J. 1994;13(24):5818–25.

40. Gaggioli C, Busca R, Abbe P, Ortonne JP, Ballotti R. Microphthalmia-asszociált transzkripciós faktor (MITF) szükséges, de nem elegendő a melanogén gének expressziójának indukálásához. Pigment Cell Res. 2003;16(4):374–82.

41. Khaled M, Larribere L, Bille K, Aberdam E, Ortonne JP, Ballotti R, Bertolotto C. A glikogén szintáz kináz 3béta-t a cAMP aktiválja, és aktív szerepet játszik a melanogenezis szabályozásában. J Biol Chem. 2002;277(37):33690–7.

42. Khaled M, Larribere L, Bille K, Ortonne JP, Ballotti R, Bertolotto C. A mikroftalmiával összefüggő transzkripciós faktor a foszfatidilinozitol-3- kináz útvonal célpontja. J Invest Dermatol. 2003;121(4):831–6.

43. Shao YY, Chen CC, Wang HY, Chiu HL, Hseu TH, Kuo YH. Az Antrodia-kámforát kémiai összetevői teljes húslevesbe merítve. Nat Prod Res. 2008;22(13):1151–7.

44. Oka M, Nagai H, Ando H, Fukunaga M, Matsumura M, Araki K, Ogawa W, Miki T, Sakaue M, Tsukamoto K és mások. A melanogenezis szabályozása a foszfatidil-inozitol 3-kináz-Akt útvonalon keresztül humán G361 melanomasejtekben. J Invest Dermatol. 2000;115(4):699–703.

45. Busca R, Ballotti R. A ciklikus AMP kulcsfontosságú hírvivő a bőr pigmentációjának szabályozásában. Pigment Cell Res. 2000;13(2):60–9.

46. ​​Shibahara S, Takeda K, Yasumoto K, Udono T, Watanabe K, Saito H, Takahashi K. Microphthalmia-asszociált transzkripciós faktor (MITF): multiplicity in szerkezet, funkció és szabályozás. J Invest Dermatol Symp Proc/Soc Invest Dermatol, Inc [és] Eur Soc Dermatol Res. 2001;6(1):99–104.

47. Lee JY, Choi HJ, Chung TW, Kim CH, Jeong HS, Ha KT. A kávésav-fenetil-észter gátolja az alfa-melanocita-stimuláló hormon által kiváltott melaninszintézist azáltal, hogy elnyomja a mikroftalmiával kapcsolatos transzkripciós faktor transzaktivációs aktivitását. J Nat Prod. 2013;76(8):1399–405.

48. Huang GJ, Huang SS, Lin SS, Shao YY, Chen CC, Hou WC, Kuo YH. Fájdalomcsillapító hatások és az ergostatrien-3béta-ol gyulladáscsökkentő mechanizmusai az Antrodia kámforát teljes leveséből egerekben. J Agric Food Chem. 2010;58(12):7445–52.

49. Tsai TC, Tung YT, Kuo YH, Liao JW, Tsai HC, Chong KY, Chen HL, Chen CM. Az Antrodia kámforát, egy gyógynövény gyulladáscsökkentő hatása egérbőr ischaemia modellben. J Ethnopharmacol. 2015;159:113–21.

For more information:1950477648nn@gmail.com