A Cutibacterium Acnes fermentációja által termelt propionsav javítja a melaninszintézist

Kapcsolatfelvétel: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Hsin-Jou Kao1, Yan-HanWang2, Sunita Keshari3, John JacksonYang3, Shinta Simbolon1, Chun-Chuan Chen1 és Chun-Ming Huang1*

Az ultraibolya besugárzás melanin felhalmozódást idéz elő, amely kémiai fehérítő termékek használatával csökkenthető. Az ilyen termékekkel kapcsolatos biztonsági aggályok azonban természetes és ártalmatlan alternatívák keresését késztették. A vizsgálat célja egy természetes savas készítmény azonosítása volt a bőr pigmentációjának csökkentésére. A propionsav metabolit (CH3CH2COOH, PA) volt a legnagyobb mennyiségben előforduló zsírsav a Cutibacterium acnes (C. acnes) Pluronic F68 (PF68) fermentációjából származó szűrletben, és csökkentette a DOPA-pozitív melanociták számát azáltal, hogy jelentősen gátolta a sejt tirozináz aktivitását azáltal, hogy kötődött a sejtekhez. szabad zsírsav receptor 2 (FFAR2). Ráadásul a 4 mM PA kezelés nem változtatta meg a melanociták proliferációját, ami azt jelzi, hogy hatékony megoldás a hiperpigmentációra, nem okoz sejtkárosodást. A csökkent DOPA-pozitív melanociták és tirozináz aktivitást C. acnes és PF68 keverékével injektált egerek fülének bőrszöveteiben is megfigyelték, ami alátámasztja, hogy a melanogenezis gátlása valószínűleg a C. acnesfermentációból származó fermentációs metabolitokon keresztül valósul meg, PF68-at használva. szénforrás. Ezenkívül a PA nem befolyásolta szülőbaktériumának, a C. acnes-nek a növekedését, ezért egy erős fermentációs metabolit, amely nem bontja meg a bőr mikrobióma egyensúlyát.

A bőr interfészként működik az emberi test és a külső környezet között, védelmet nyújtva a kórokozók, a fizikai és ultraibolya károsodások ellen1. Ha az emberi bőr túlzottan ki van téve az ultraibolya sugárzásnak (UVR), ami számos sejttípus működését és túlélését befolyásolja, bőrgyulladást vált ki, ami rákhoz vezethet2,3. Az UV-indukált DNS-károsodás aktiválja a celluláris javító jeleket, melanint termelve a melanocitákban, ami bőrpigmentációt eredményez4,5. Az egészséges emberi bőrfelületet mikroorganizmusok változatos környezete kolonizálja, amelyek közül sok kommenzálisként vagy opportunista kórokozóként ártalmatlan6,7. A probiotikumok a bakterioterápia gyakori példái, amelyek fényvédelmet nyújtanak azáltal, hogy lassítják a bőr öregedésének jeleit, és enyhítik az UV-sugárzás okozta bőrgyulladás hatásait3,8,9. Például a probiotikus tejsavbaktériumok különösen megakadályozzák az UV-sugárzás által kiváltott gyulladásos, allergiás reakciókat és az immunszuppressziót a bőrben10. Ezenkívül a Cutibacterium acnes (C. acnes), a bőr mikrobiomában domináns baktérium azon képessége, hogy UV-sugárzás hatására porfirint termel, fő biomarkerré teszi az egyensúly felbomlásának védelmében és megelőzésében játszott szerepe miatt2, 11, 12. gyakorlati érdekesség13. A vizsgálatok kimutatták, hogy a ferment szűrlet (GFF) csökkentette a melanint az emberi melanoma sejtekben, ezáltal csökkentve a bőr pigmentációját14. A szabad zsírsavak (FFA) figyelemre méltó szabályozó hatást gyakorolnak a melanogenezisre és elnyomják a tirozináz aktivitást tenyésztett B16F10 egér melanoma sejtekben15. A legtöbb hiperpigmentációs kezelési lehetőség blokkolja a tirozin melaninná történő átalakulását, amely tirozináz inhibitorként működik, amely a melanin bioszintéziséhez szükséges kulcsfontosságú szabályozó enzim16. A közelmúltban a bőrfehérítő szerek, például a fenolos és higanyvegyületek kiterjedt használata kozmetikai készítményekben komoly biztonsági aggályokat vet fel17. Ezenkívül az FFAR2 (más néven GPR43) számos szövetben jelen van, például a csontvelőben, a lépben és a normál bőrben18, és ígéretes gyógyszercélpont az elhízás, a vastagbélgyulladás és néhány gyulladásos válasz esetében19. Az FFAR2 a hat szénnél rövidebb lánchosszúságú rövid láncú zsírsavak (SCFA-k) receptora, mint például az acetát, a butirát és a propionát, az FFAR220,21 legerősebb agonistája. Korábban kimutattuk, hogy az FFAR2 in vivo leütése egérbőrben blokkolta az UV-irritáció vajsavas közvetítését3.

C. acnes is abundant on the human skin surface accounting for>A baktériumok 60 százaléka2. Ezenkívül a propionsav (PA), a C. acnes fermentációs metabolitja és észterezett származékai potenciális antimikrobiális szerként hatnak a Staphylococcus aureu ellen11,22, a poli(etilén-oxid) bevonatok pedig ígéretes módszer a fertőzések elkerülésére23. A bőr kommenzális probiotikus baktériumai gátolhatják az USA300 növekedését a poli(etilénglikol) dime-metakrilát szelektív fermentációs iniciátorként történő fermentációjával24. A PF68, egy PEG-alapú polimer, az antimikrobiális szerek stabil gélhordozója, növeli a gyógyszer felületi oldhatóságát, és általában fertőzött sebek kezelésére használják észrevehető mellékhatások nélkül25. Ebben a vizsgálatban megállapítottuk, hogy a PF68, mint polimerből származó vegyület potenciálisan biztonságos és hatékony szer, és a PF68 fermentációjából származó metabolitok alkalmazása a bőr kommenzális C. acnes által gátolhatja az UV-sugárzás által kiváltott bőr hiperpigmentációt vagy melanogenezist.

A cistanche tubolosa előnyei: gátolja a bőr melanogenezisét.

Mód

Etikai nyilatkozat.

Ezt a vizsgálatot szigorúan a tajvani National Central University (NCU) (NCU{0}}) jóváhagyott Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) protokollja szerint és az Arrive irányelveinek (https://arriveguidelines) megfelelően végezték el. .org/). Az Institute Cancer Research (ICR) egereit (8-9 hetes nőstények; National Laboratory Animal Center, Taipei, Tajvan) CO2 segítségével leölték egy zárt dobozban. Minden módszert a vonatkozó irányelvek és előírások szerint végeztek

Bakteriális kultúra.

A C. acnes-t (ATCC 6919) Reforced Clostridium Mediumon (RCM, Oxford, Hampshire, Anglia) tenyésztettük anaerob körülmények között Gas-Pak (BD, Sparks, MD, USA) alkalmazásával. A baktériumokat 37 fokon tenyésztjük a logaritmikus növekedési fázisig. A baktériumpelleteket 5,000×g-vel 10 percig végzett centrifugálással gyűjtöttük össze, foszfáttal pufferolt sóoldattal (PBS) mostuk, majd PBS-ben vagy RCM-ben szuszpendáltuk további kísérletekhez.

Baktériumok fermentációja.

A C. acnes-t (105 telepképző egység (CFU)/ml) 10 ml TSB-ben inkubáltuk 2 százalékos PF68 (BASF, NY, USA) jelenlétében vagy hiányában anaerob körülmények között, Gas-Pak használatával. 37 fokon. A TSB-ben egyedül a PF68-at vettük be kontrollként. A TSB-ben lévő 0,002% (w/v) fenolvörös (Sigma) fermentációs indikátorként szolgált. A vörös-narancssárgáról sárgára történő színváltozás bakteriális fermentációt jelez, amelyet 560 nm-en mért optikai sűrűséggel (OD560) detektáltunk.

Gázkromatográfiás-tömegspektrometriás (GC-MS) elemzés.

C. acnes-t (105 CFU/ml) TSB-ben (10 ml) inkubáltunk 2% PF68 jelenlétében. 1-nap elteltével a fermentált tápközeget 5000 g-vel centrifugáltuk 10 percig, és a felülúszót SCFA-k kimutatására használtuk fel a korábban közzétett protokoll szerint26. Az ecetsav (AA), PA, vajsav (BA) és izovajsav (I-BA) szintjét a fermentációs tápközegben egy hat, nem nulla szintből készített kalibrációs görbével határoztuk meg az FFA tesztstandard segítségével. Restek Corporation, Bellefonte, PA, USA), amely a következőre hígítva: 500-, 1,000-, 2,000-, 5,000- és 10,000- hajtogatni.

B16F10 melanoma sejtkultúra.

A B16F10 melanoma sejtvonalat Dr. Richard Gallo (Kaliforniai Egyetem, San Diego, USA) és Dr. Cheng Ching-Yi, Chang Gung Tudományos és Technológiai Egyetem, Tajvan biztosította. A sejteket Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM, Life Technologies, Carlsbad, CA, USA) táptalajban tenyésztettük, amelyet 10% magzati szarvasmarha szérummal (FBS, Life Technologies) és 1% penicillin-sztreptomicinnel (Life Technologies) egészítettek ki 37 fokos és 5 százalékos arányban. CO2. A sejteket 70-80 százalékos összefolyásig növesztettük, majd tripszin-etilén-diamin-tetraecetsavval (EDTA, Life Technologies) továbbtenyésztettük.

Reverz transzkripciós kvantitatív polimeráz láncreakció (RT-qPCR).

RT-qPCR-t alkalmaztunk a tirozináz gén expressziójának tanulmányozására 4 mM PA-val 48 órán keresztül kezelt B16F10 melanomasejtekben. A teljes sejt RNS-t Quick-RNA MiniPrep Kit (Zymo Research, CA, USA) segítségével extraháltuk, majd fordított transzkripciót végeztünk cDNS-vé iScript cDNS szintézis készlettel (Bio-Rad, Hercules, CA, USA), és RT-qPCR-rel amplifikáltuk. egy ABI 7300 rendszer (Applied Biosystems, Waltham, MA, USA). A génexpresszió mennyiségi meghatározásához az összehasonlító ciklusküszöböt (ΔΔCT) alkalmaztuk. A gliceraldehid 3-foszfát-dehidrogenáz (GAPDH) génszintjét használták a tirozin-kináz gén normalizálására. A tirozináz és a GAPDH primerje 5′-TGACAAAGCCAAAACCCCCA-3′ (előre); 5′-TTGTTCAAAAATACTTCCAGTGTGT-3′ (hátra) és 5′-TGTGTCCGTCGRGGATCTGA-3′ (előre); 5′-GATGCCTGCTTCACCACCTT3′ (fordított).

A sejt tirozináz aktivitása az FFAR2 gén leütését követően.

A B16F10 melanomasejteket 5×104 sejt/lyuk sűrűséggel oltottuk be 24-lyukú lemezekre. Ezenkívül a sejteket FFAR2 szelektív antagonista GLPG0974-gyel (0,1 µM, GLPG) és PA-val (4 mM) kezeltük, és 37 °C-on 5% CO2-ban 24 órán át inkubáltuk. A sejteket tripszinnel kezeltük és RIPA pufferrel (Thermo Fisher Scientific, NJ, USA) lizáltuk. A lizált sejteket -80 fokon lefagyasztottuk és kétszer felengedtük, majd centrifugáltuk 12,000 fordulatszámmal 10 percig. A felülúszót 1 ug/ml Levodopával (L-DOPA, Sigma) kevertük 2:1 arányban egy 96-üreges lemezen, szobahőmérsékleten (RT) 1 órán át inkubáltuk, majd 475 nm-en mértük az OD-t. észlelve27.

mire használják a cistanche-t: csökkenti a tirozináz aktivitását

BrdU címkézés.

A B16F10 melanoma sejteket 8-lyukkamra tárgylemezeken (Thermo Fisher Scientific) növesztjük DMEM-ben 10 százalékos FBS-sel, penicillinnel és sztreptomicinnel 70 százalékos összefolyás eléréséig. Bromodeoxiuridint (10 μM, BrdU, ACROS, New Jersey, USA) adtunk a táptalajhoz 4 mM PA-val együtt. A tápközegben PBS-sel hozzáadott BrdU-t kontrollként alkalmaztuk. 24 óra elteltével a sejteket 4%-os perfluor-Roxy-val (PFA, Sigma) fixáltuk, majd 0,2%-os Triton X-100-mal (Sigma) permeabilizáltuk 10 percig. Ezután a sejteket 2 N HCl-dal kezeltük 37 fokon 25 percig, 0,1 M borát pufferrel (pH 8,5) HCl-lel semlegesítettük 10 percig, és blokkoló pufferrel blokkoltuk, mielőtt anti-BrdU antitestet inkubáltunk (Abcam, MA, USA). éjszakán át és szamár anti-kecske Alexa Fluor 568 IgG (H plus L) (Life technology) második antitestként 1 órán át 4 fokon. A sejtmagokat 4,6-diamidino2-fenil-indollal (DAPI, Sigma) ellenfestettük. A képeket egy Olympus BX63 mikroszkóphoz csatlakoztatott cellSens szoftverrel készítettük.

Az egérmodelleket UV fény hatására hozták létre.

Az egérmodellek nagyban hozzájárultak az UVR28 számos szerepének megértéséhez. Az UVR növeli a DOPA-pozitív melanociták számát a bőrben, különösen az expozíció helyén29. Az egerek fülébe adott C. acnes injekció kezelésének protokollját korábbi tanulmányunkban3 leírtuk (ez a hivatkozás nem szól a C. acnes injekcióról). Az ICR egerek fülébe intradermálisan C. acnes-t (107 CFU) fecskendeztünk be 2 százalékos PF68-cal és anélkül, majd 312 nm hullámhosszú ultraibolya B (UVB) expozíciót végeztünk 200 mg/cm2 dózisban UV-lámpa segítségével (EB modell). {10}}C, Spectronics Corp., Westbury, NY, USA) 2 percig minden nap 3 napon keresztül. Kontrollként PBS-sel vagy PF68-cal injektált egérfüleket, majd UVB-expozíciót alkalmaztunk. A kísérleti egerek másik csoportjában a füleket 4 mM PA-val, majd UV-sugárzással alkalmaztuk, kontrollként PBS-sel.

Az FFAR2 siRNS-közvetített géncsendesítése.

Az FFAR2 gén elhallgattatására az FFAR2 receptort célzó kémiailag módosított siRNS-t (FFAR2 siRNS), az siRNS negatív kontrollt (NC siRNS) és az injekció nélküli kontrollt (C) használtuk, amelyeket a GenePharma Co.-tól szereztünk be. (Shanghai, Kína). Oligonukleotid szekvenciáik siFFAR2: szensz szál, 5'-CCGGUGCAGUACAAGUUAUTT-3'; anti-szensz szál, 5′-AUAACUUGUACUGCACCGGTT-3′. vezérlés: szenzorszál, 5′-UUCUCCGAACGUGUCACGUTT-3′; antiszensz szál, 5′-ACGUGACACGUUCGGAGAATT-3′. Ezeket a kémiailag módosított siRNS-eket minden nap 3 napon át intradermális injekcióval juttattuk be az egerek fülébe mikrotű segítségével (2 mg/kg egértömeg). A második naptól alkalmazza 2 százalékos PA-val és UV-sugárzással 3 napig. Előkezelés az siRNS egérbe való injektálására a 30. hivatkozásban leírtak szerint. Tíz, az egerek fülét kimetsszük és a negyedik napon megfestjük.

Western blot.

Az egerek fülébe kémiailag módosított FFAR2-t és kontroll siRNS-eket fecskendeztek, majd 2 százalékos PA és UVB expozíciót alkalmaztak 3 napig. A harmadik napon az egerek fülét levágtuk, homogenizáltuk, majd RIPA pufferrel (Thermo Fisher Scientific) lizáltuk. A sejtlizátumokat (30 µg) 10 százalékos SDS-PAGE géllel kezeltük, majd poli(vinilidén-fluorid) (PVDF) membránra (Sigma) vittük át, és 5 tömeg/térfogat százalékos zsírmentes tejjel blokkoltuk, majd egy éjszakán át inkubáltuk. FFAR2 Rabbit PolyAb (Proteintech, Rosemont, IL, USA) primer antitestek 4 fokban vagy -aktin (1:1,000; Cusabio Technology, Houston, TX, USA). Ezt követte a kezelés torma-peroxidázzal konjugált kecske anti-nyúl másodlagos antitesttel (1:5000) (Thermo Fisher Scientific) 1 órán keresztül. A fehérjesávokat kemilumineszcens detektáló reagenssel (Thermo Fisher Scientific) és Omega Lum C Imaging System rendszerrel (Gel Co., San Francisco, CA, USA) detektáltuk. A fehérjesávokat ImageJ szoftverrel végeztük.

Melanocita számlálás.

Az egér porcait kézzel eltávolítottuk, és a bőrszöveteket ammónium-tiocianát (Sigma) oldatba áztattuk 37 fokon 2 0 percig. Az epidermális és a bazális réteget eltávolítottuk a bőr többi részéből, és a melanocitákat 0,14% L-DOPA-t tartalmazó 0,1 M PBS-be (pH 7,2) merítve 3 órára szobahőmérsékleten és a melanocitaszámmal megfestettük. a bőrszövetekben mikroszkóposan határoztuk meg egy korábban publikált protokoll szerint29.

Statisztikai elemzések.

Az adatok elemzését párosítatlan t-próbával, Prism szoftverrel végeztük. A statisztikai szignifikancia szintjeit a következőképpen jeleztük: *P<0.05,><0.01,><0.001, and="" ns="non-significant." the="" mean±standard="" deviation="" (sd)="" for="" at="" least="" three="" independent="" experiments="" except="" for="" two="" independent="" western="" blotting="" analyses="" for="" fig.="" 4c="" was="" displayed.="" animal="" experiments="" were="" performed="" with="" at="" least="" three="" animals="" per="" treatment="">

cistanche tubolosa

Eredmények

A C. acnes a PF68 fermentációját idézi elő.

Korábbi tanulmányok kimutatták a bőrprobiotikumok fermentációját az SCFA-termelés indukálására vegyületek, mint szénforrás jelenlétében26. Annak vizsgálatára, hogy a C. acnes képes-e fermentálni a PF68-at, a C. acnes-t PF68-cal inkubáltuk TSB tápközegben 1 napig fenolvörös indikátorral a bakteriális fermentáció nyomon követésére. A csak baktériumokkal inkubált TSB tápközegben a fenolvörös vörösről narancssárgára változott a bakteriális replikáció miatt, míg a baktériumokat és PF68-at tartalmazó TSB tápközegben a fenolvörös színe halványsárgára változott a pH csökkenésével, ami a PF68 alkalmazását jelzi. szénforrás a fermentációhoz (1A. ábra). Ezenkívül a fenolvörös OD560-értéke szignifikáns pH-csökkenést mutatott a baktériumokat és PF68-at tartalmazó TSB-tápközegben (1B. ábra), összehasonlítva a baktériumokkal vagy a PF68-cal önmagában. A PF68-cal tenyésztett C. acnes fermentumban található SCFA-kat GC-MS analízissel azonosították (1C. ábra), és AA-nak, PA-nak, BA-nak és I-BA-savnak találták, a PA11-nek a legmagasabb koncentrációja (1D. ábra). ).

1. ábra. A polimerrel végzett bakteriális fermentációt az intracelluláris pH csökkenése kísérte.

A PA in vitro hatása a melanintermelésre a PA-FFAR2-n keresztül.

Fatty acids modulate the degradation of tyrosinase, a crucial enzyme involved in melanin biosynthesis in melanocytes and melanoma cells31. Therefore, to detect the in vitro effect of PA on melanin synthesis, B16F10 melanoma cells were treated with 4 mM PA for 48 h, with the decreased expression of the tyrosinase in PA treated melanoma cells compared to the control (Fig. 2A). The immunostaining of PA-treated melanoma cells after BrdU labeling showed that PA did not alter the proliferation of melanoma cells (Fig. 2B). Furthermore, the effect of PA and AA, two highly expressed SCFAs in the fermentation filtrate (Fig. 1D)32, on melanin production was assessed in melanoma cells, with PA causing a>a melanintermelés kétszeres csökkenése az AA-hoz képest (2C. ábra). Az SCFA-k, hasonlóan a PA-hoz és az AA-hoz, az FFAR2-vel és FFAR3-mal való kölcsönhatás révén szabályozzák funkcióikat, és a PA az egyik legerősebb SCFA mindkét receptor esetében33. Figyelembe véve a PA-szabályozást az FFAR2-vel való kölcsönhatása révén, e receptor jelátvitelének blokkolása szelektív inhibitorral hasznos megközelítés lehet a PA melanogenezis szabályozásában betöltött szerepének értékelésére. A celluláris tirozináz aktivitás nem változott az FFAR2 blokkolásával a FFAR2 szelektív antagonista GLPG alkalmazásával a PA-kezelés előtt, és csökkent GLPG nélkül, ellentétben a kontrollcsoporttal (2D. ábra). Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a PA-FFAR2 hatékony szerepet játszik a melanintartalom gyengítésében azáltal, hogy gátolja a tirozináz kináz aktivitást változatlan sejtproliferációval rendelkező melanomasejtekben.

2. ábra. A tirozináz génexpresszió és a sejtproliferáció hatásai melanoma sejtekben PA kezelés után.

A C. acnes és a PF68 keveréke gátolta az UVB által kiváltott működő melanociták működését az egérfülekben.

Kimutatták, hogy a fermentációs kivonatok vagy zsírsavak helyi alkalmazása csökkenti az UV-sugárzás által kiváltott bőrhiperpigmentációt a tirozináz lebomlásának szabályozásával34,35. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az UV-expozíció utáni melanogenezis a működő melanociták aktiválódásának köszönhető az epidermiszben vagy a dermiszben36. Miután megállapítottuk, hogy a PA, mint a PF68 C. acnes fermentációjából származó fő SCFA hatékonyan csökkentheti a melanintermelést in vitro, megvizsgáltuk a C. acnes plusz PF68 hatását in vivo. Az ICR egerek fülét minden második napon UVB-sugárzásnak tesszük ki 3 napon keresztül, a C. acnes és a PF68 injekciójával egyidejűleg. Kontrollként csak PBS-sel vagy C. acnes-sel vagy PF68-cal végzett injekciót vettünk figyelembe. Az epidermális és a bazális réteget leválasztottuk a bőrszövetről az egérfülben, és a melanocitákat L-DOPA-val megfestettük. A melanociták száma szignifikánsan megnőtt az UVB expozíciót követően, a C. acnes vagy a PF68 önmagában történő injekciója után nem változott. Azonban a DOPA-pozitív melanociták számának szignifikáns csökkenése volt kimutatható az UVB-expozíciós csoportokban a C. acnes és PF68 keverékével történő kezelés után (3A. ábra).

3. ábra Melanociták indukciója UVB-vel és gátlás különböző kezelésekkel.

Az UVB által kiváltott működő melanociták javítása egérfülben PA-val, a C. acnes fermentációs metabolitjával.

Megvizsgáltuk a PA közvetlen alkalmazásának az UV-indukált melanogenezisre gyakorolt ​​hatását. Az UV-indukált hiperpigmentáció és tirozináz expresszió az egér fülbőrében a kontrollcsoportban szignifikánsan csökkent a PA 3 napos helyi alkalmazása után (3B. ábra). A Tus, PA, a C. acnes PF68 fermentációjából származó metabolit, gátolja a működő melanociták termelődését az UVB által kiváltott melaninszintézissel. A tirozináz expresszió észrevehetően csökkent a PA-val kezelt sejtekben a kontrollhoz képest (3C. ábra).

A PA gátolja az UVB-indukált működő melanocitákat az FFAR2-n keresztül in vivo.

Annak meghatározására, hogy az exogén melanogenezis csökkenése a PA és rokon receptorának kölcsönhatása révén következett-e be, az FFAR2-t leütötték az egérfül bőr melanocitáiban, majd UVB-expozíció és PA kezelés követte. A melanociták proliferációjának UVB által kiváltott növekedése és a tirozináz aktivitás szignifikánsan csökkent az NC siRNS-sel injektált egér fül epidermiszében PA alkalmazása után (4A, B ábra). A melanociták száma és a tirozináz aktivitása azonban változatlan marad a PA alkalmazása után is az FFAR2-vel leütött UVB-besugárzott egérfül epidermiszben. Megerősítettük az FFAR2 gén leütését az FFAR2 fehérje expressziós szintjének Western blot analízissel történő mérésével (4C. ábra). A Tus, PA gátolja a melanogenezist a tirozináz aktivitásának elnyomásával, amelyben a PA-FFAR2 potenciális szerepet játszik a melanintermelésben.

cistanche tubolosa kivonat

Vita

A melanin, a bőr UV-sugárzás elleni védekezésének kritikus tényezője, a melanociták melanoszómáiban szintetizálódik, a dendritvégeken keresztül a szomszédos keratinocitákba kerül, és végül eloszlik a bőr epidermiszében37. A baktériumok fermentációs metabolitjait egyre gyakrabban alkalmazzák a bőrterápiában, mivel jótékony hatást gyakorolnak az UV-sugárzás okozta bőrgyulladásokra és fertőző betegségekre3. Ebben a vizsgálatban kimutattuk, hogy a PA, a C. acnes PF68 fermentációjának fő metabolitja csökkentette az UVB által kiváltott működő melanociták szintjét azáltal, hogy gátolta a tirozináz aktivitást in vitro és in vivo az FFAR2-n keresztül.

Korábbi vizsgálatok kimutatták a melanogenezis gátlását a probiotikus LA és a Lactobacillus baktériumok fermentációs metabolitjai általi tirozináz gátláson keresztül24, 38, 39. Ezenkívül a nagy molekulatömegű PEG-alapú polimer (~20,{5}}) teljesen lebomlott a fermentáció során a Gram-negatív baktériumok által, amelyek acetátot és propionátot termelnek40. Ebben a vizsgálatban a PA (~4 mM) volt a legnagyobb mennyiségben előforduló SCFA a C. acnes PF68 fermentációjából származó szűrletben, és hatékonyabban csökkentette a melanociták melanintartalmát, mint az AA. Ezenkívül a 4 mM PA-val végzett kezelés szignifikánsan gátolta a celluláris tirozináz aktivitást a melanocitákban, bizonyítva, hogy a PA melanogenezis gátlása a tirozináz génexpresszió csökkentésén keresztül megy végbe. Az embereknek ugyanannyi melanocitája van, ami nem a bőr pigmentációját befolyásolja, hanem a működő melanociták UV-besugárzással történő aktiválódása36,41. Itt a 4 mM PA-kezelés nem változtatta meg a melanociták proliferációját, ami azt jelzi, hogy hatékony kezelési lehetőség, nem okoz sejtkárosodást. Csökkent melanociták számát és tirozináz aktivitást figyeltek meg a C. acnes és a PF68 keverékével injektált egerek fülének bőrszövetében is, ami azt bizonyítja, hogy a melanogenezis gátlása valószínűleg a C. acnes PF68-at szénként használó fermentációból származó fermentációs metabolitokon keresztül történik. forrás. Ezen túlmenően, tanulmányunk a PA-t kiváló antimikrobiális szerként igazolta, amely nem változtatta meg a C. acnes szülőbaktériumának növekedését, és a PA-t erős metabolitként mutatta ki, amely nem zavarja meg a bőr mikrobióma egyensúlyát11.

A melanintermelést számos jelátviteli rendszer indítja be és szabályozza, amelyek során a tirozináz katalizálja a tirozin DOPA-vá és dopakinonná történő átalakulását, melanocita pigmentek képződéséhez vezet42,43. A legtöbb esetben a bőrvilágosító reagensek a melanintermelés különböző szintjein hatnak az FFAR2-n keresztül, hogy befolyásolják a tirozináz aktivitást, vagy közvetlenül célozzák a tirozinázt, hogy gátolják a melanogenezist a bőrben44–46. Az SCFA-k, mint például a PA és az AA, a szelektív rokon receptoraikhoz, például az FFAR2-hez vagy az FFAR3-hoz való kötődésen keresztül fejtik ki hatásukat, és a PA mindkét receptor esetében a leghatásosabb SCFA-k közé tartozik47. A GLPG, egy szelektív FFAR2 antagonista és az FFAR2 siRNS-közvetített géncsendesítése az FFAR23,48 blokkolásának támogatására. A jelenlegi vizsgálatban a megnövekedett melanociták száma és a tirozináz gén expressziója az egerek fülének bőrszövetében nem változott az UVB sugárzás hatására még az egereken végzett FFAR2 leütése után sem (4A. ábra). Továbbá a tirozináz gén expressziója csökkent in vitro PA kezelés után, azonban az FFAR2 gén blokkolása GLPG-vel, egy szelektív FFAR2 antagonistával javította a PA tirozináz génexpressziót gyengítő hatását. Az FFAR2 blokkolása után az FFAR2 elvesztése a tirozináz aktivitás fokozott expresszióját eredményezi PA kezelés után. Bár mind a PA, mind az AA, a C. acnes fermentációs metabolitjai hasonló affinitással rendelkeznek az FFAR2-kötéshez20, az AA viszonylag alacsonyabb hatékonysága a melanociták tirozináz aktivitásának csillapításában igazolja a PA terápiás potenciálját posztbiotikumként a melanogenezis ellen.

Az UVR által a bőrre gyakorolt ​​fotókárosító hatások nagy figyelmet keltettek. A fényvédő és a hiperpigmentáció elleni termékeket széles körben használják, de biztonságuk, bőrbe jutásuk és terápiás hatékonyságuk még mindig kérdéses49. Bár az avobenzon a fényvédők gyakori összetevője az UV-sugárzással szembeni nagy hatékonysága miatt, fotoinstabil, ezért nem biztonságos, és krónikus alkalmazás után kimutatták a vérben50,51. Hatékony bőrfehérítés kifejlesztése a tirozináz expressziójának blokkolásával a probiotikus baktériumokból vagy polimerekből származó fermentációs metabolitok által szénforrásként hatékony és természetes módszer a melanogenezis elnyomására38,39. Mivel az élő probiotikumok kozmetikai felhasználása szigorúan szabályozott, jótékony hatásuk elősegítése élő probiotikus baktériumok fermentációs metabolitjain keresztül megvalósítható alkalmazássá vált. Emellett a PF68 prebiotikumként fokozhatja a C. acnes fermentációjából származó SCFA-k termelését, és a biológiai stabilitás fokozására és a különféle terápiás szerek, például a 6-merkaptopurinnal töltött mikrogömbök emberi szervezettel való kölcsönhatásának elősegítésére használták52. Ezenkívül a PF68 beépülhet a sejtmembránokba és transzlokálható a sejtekbe, és stabil gélhordozóként használták antimikrobiális szerekhez, növelve a gyógyszer felületi oldhatóságát a bőrkezelésben12,23. Ezért a PF68-at biztonságos és hatékony lehetőségnek tekintették a gyógyszerek és kozmetikumok fejlesztésében. A PF68 fermentációs iniciátorként a C. acnes fermentációs aktivitását fokozó funkciója mellett adjuvánsként is szolgálhat a gyógyszerreagensek hatásos dózisának csökkentésében és a vízben rosszul oldódó gyógyszerek oldhatóságának javításában.

Összességében ezek az eredmények azt mutatják, hogy a PA-FFAR2 kölcsönhatás központi mechanizmus lehet a probiotikumok vagy posztbiotikumok UVR okozta hiperpigmentációra gyakorolt ​​hatásában. A PA-kezelés nem befolyásolta a melanociták proliferációját. A kémiai terápiákhoz képest a probiotikumok metabolitjai enyhébbek és természetesek53. Bár a pontos mechanizmus, amellyel a C. acnes PF68 fermentációjának metabolitjai gátolják a melanogenezist, nem világos, a jelen tanulmányból származó bizonyítékok az SCFAs-FFAR2-tirozináz útvonal részvételére utalnak. Ezek az eredmények előnyösek a pigmentációs rendellenességek jövőbeni klinikai kezelése és a fehérítő termékek alkalmazási körét bővítő kozmetikumok fejlesztése szempontjából. Végül, a probiotikumok sokfélesége személyre szabott kezeléseket kínál a hiperpigmentáció kezelésére, valamint nagyobb teljesítményű, dedikált termékek fejlesztését.

Cisztanche kivonat előnyei: bőrfehérítés