N-(4-metoksüfenüül) kofeamiidist põhjustatud melanogeneesi inhibeerimismehhanismid
Mar 22, 2023
Taust:
Kofeiini derivaadil on antioksüdantne ja türosinaasivastane toime. Uuriti N-(4-metoksüfenüül)kofeiini (K36E) aktiivsust ja mehhanismi melanogeneesil.
Meetodid:
B16F0 rakke töödeldi erinevate kontsentratsioonidega K36E; uuriti melaniini sisaldust ja sellega seotud signaaliülekannet. Valgu ekspressiooni määramiseks kasutati Western blot analüüsi ja türosinaasi aktiivsuse ja melaniini sisalduse tuvastamiseks viidi läbi spektrofotomeetria.
Tulemused:
Meie tulemused näitasid, et K36E vähendas B16F0 rakkudes melanotsüüte stimuleeriva hormooni (-MSH) poolt indutseeritud melaniini sisaldust ja türosinaasi aktiivsust. Lisaks pärssis K36E fosfotsüklilise adenosiinmonofosfaadi (cAMP) reaktsiooni elemente siduva valgu, mikroftalmiaga seotud transkriptsioonifaktori (MITF), türosinaasi ja türosinaasiga seotud valgu -1 (TRP{{14}) ekspressiooni. }). K36E aktiveeris proteiinkinaas B (AKT) ja glükogeeni süntaasi kinaas 3 beeta (GSK3) fosforüülimise, põhjustades MITF-i transkriptsiooni aktiivsuse pärssimist. K36E nõrgendas -MSH-indutseeritud cAMP radu, aidates kaasa hüpopigmentatsioonile.
Samal ajal leidsime uurimistöös ka Cistanche deserticola üldglükosiidide või Cistanche deserticola fenüületanoidglükosiide sisaldava ekstrakti uue rakenduse ning vaatlesime türosinaasi dopa määra abil Cistanche deserticola koguglükosiidide pärssivat toimet türosinaasile. oksüdatsiooni meetod. Türosinaas on peamine kiirust piirav ensüüm naha melaniini biosünteesis ning see on vase ja valgu kompleks. See võib hüdroksüleerida türosiini, peamist toormaterjali melaniini tootmiseks organismis, et toota L-dopat ja seejärel oksüdeerida dopa dopakinooniks. Dopakinoon läbib rea metaboolseid protsesse, korraldab ümber ja polümeriseerub ning lõpuks ühineb valgukombinatsiooniga, et tekitada seeria melaniini, mis põhjustab pruunistumist, seega leidsime, et Cistanche deserticolal on märkimisväärne türosinaasi allareguleerimise mõju.
Klõpsake Cistanche toote kasulikkust tervisele
Järeldused:
K36E reguleeris melaniini sünteesi, vähendades allavoolu valkude, sealhulgas p-CREB, p-AKT, p-GSK3, türosinaasi ja TRP-1 ekspressiooni, ning aktiveeris transkriptsioonifaktori MITF. K36E-d võidakse arendada nahka valgendava ainena.
Märksõnad:
N-(4-metoksüfenüül)kofeiin, melanogenees, taruvaik, mikroftalmiaga seotud transkriptsioonifaktor, cAMP vastuse elemente siduv valk, glükogeeni süntaasi kinaas 3 beeta.
Taust
Melaniin mängib keskset rolli naha fotokahjustuste ja fotokartsinogeneesi ennetamisel; melaniini ebanormaalne kogunemine kutsub aga esile hüperpigmentatsioonihäireid, nagu vanuselaigud ja melasma [1, 2]. Melanogenees on keeruliste protsesside jada, milles osalevad paljud tegurid. Geneetiline taust on naha pigmentatsiooni kõige olulisem tegur; on leitud, et melaniini biosünteesi reguleerib rohkem kui 150 geeni [3–5].
Lisaks mõjutavad naha pigmentatsiooni mittegeneetilised tegurid, nagu ravimid, hormonaalsed muutused, põletik, vananemine ja kokkupuude ultraviolettkiirgusega (UV) [4, 5]. Melanogeneesi reguleerivad erinevad valgud ja ensüümid, sealhulgas türosinaas, mikroftalmiaga seotud transkriptsioonifaktor (MITF), türosinaasiga seotud valk -1 (TRP-1) ja türosinaasiga seotud valk-2 (TRP). -2) [4, 6–8]. UV-kiirgus stimuleerib keratinotsüütides melanotsüüte stimuleeriva hormooni (-MSH) sekretsiooni, mis seondub melanokortiin 1 retseptoriga (MC1R) ja katalüüsib adenosiintrifosfaadi muundumist tsükliliseks adenosiinmonofosfaadiks (cAMP) [9]. cAMP stimuleerib proteiinkinaasi A (PKA) ja PKA translokeerub tuuma ja aktiveerib cAMP-vastuse elementi siduvat valku (CREB) [10, 11]. Fosfo-cAMP-reaktsiooni elemente siduv valk (p-CREB) suurendab MITF-i ekspressiooni, indutseerides türosinaasi, TRP-1 ja TRP-2 ekspressiooni. Türosinaas küpseb ja aktiveerub mitme mehhanismi, sealhulgas vase sidumise, glükosüülimise ja fosforüülimise kaudu, mille tulemuseks on melaniini süntees [12].
Olulised uuringud on uurinud melaniini biosünteesi reguleerimist hüpopigmenteeritud ainete väljatöötamiseks. Türosinaasi aktiivsuse pärssimiseks ja melaniini sünteesi vähendamiseks on kas sünteesi või looduslikest allikatest eraldamise teel välja töötatud mitu türosinaasi inhibiitorit, mis takistavad hüperpigmentatsiooni [1, 2, 7, 13]. N-(4-metoksüfenüül)kofeiin (K36E; joonis 1) on kofeiinhappe fenetüülestri analoog, taruvaigu aktiivne komponent. Meie eelmises uuringus oli kofeiini derivaadil antioksüdantsed omadused, see takistas naha kollageeni lagunemist pärast UVB-kiirgust ja stimuleeris kollageeni sünteesi inimese naha fibroblastides ja karvututes hiirtes [14, 15]. Teisel kofeiini derivaadil oli melanogeenne toime, pärssides türosinaasi aktiivsust ja ekspressiooni [16].
Lisaks inhibeerisid kofeiinhappe derivaadid nagu trans-N-kofeoüültüramiin ja trans-N-dihüdro-p-hüdroksütsinnamoüültüramiin türosinaasi aktiivsust melanotsüütides [17]. Seega oletasime, et K36E inhibeerib melanogeneesi. Käesolevas uuringus uurisime K36E aktiivsuse mõju melaniini sünteesile B16F0 rakkudes, mis on väljakujunenud mudel nahka valgendavate ainete uurimiseks [18–20]. Lisaks uurisime, kas K36E melanogeenne aktiivsus sõltub TRP1, AKT / glükogeeni süntaasi kinaasi 3 beeta (GSK3 ) / CREB ja MITF regulatsioonist.
meetodid
Materjalid ja kemikaalid
K36E sünteesis ja tuvastas professor YuehHsiung Kuo puhtusega 99,9 protsenti [21]. -MSH osteti firmalt Merck (Darmstadt, Saksamaa). Arbutiin, 3,4-dihüdroksü-L-fenüülalaniin (L-DOPA), DL-ditiotreitool, H-89-divesinikkloriidhüdraat, fenüülmetaansulfonüülfluoriid ja L-türosiin osteti ettevõttelt Sigma-Aldrich Chemical Co. Louis, MO, USA). Veise loote seerum (FBS), Dulbecco modifitseeritud Eagle'i sööde (DMEM) ja trüpsiinetüleendiamiintetraäädikhape (EDTA) osteti ettevõttelt GIBCO Invitrogen Corporation (NY, USA). MITF-i ära tundev antikeha saadi ettevõttest Abcam (Cambridge, MA, USA). Antikehad, mis tunnevad ära p-CREB ja CREB, osteti ettevõttest Cell Signaling Technology, Inc. (Danvers, MA, USA). Antikehad, mis tunnevad ära fosfo-AKT, AKT ja fosfo-glükogeensüntaaskinaasi 3 beeta (p-GSK3), saadi firmalt GeneTex, Inc. (CA, USA). Aktiini, GSK3, TRP-1 ja türosinaasi ära tundvad antikehad saadi ettevõttest Santa Cruz Biotechnology, Inc. (Santa Cruz, CA, USA).
K36E mõju seente türosinaasi inhibeerimisele
Seene türosinaasi aktiivsus määrati spektrofotomeetriliselt, tehes eelnevalt kirjeldatud protseduuri väiksemaid muudatusi [7, 21–23]. Arbutiin (2 mM) oli positiivne kontroll. Uuritav proov ja L-türosiin fosfaatpuhvri soolalahuses (PBS) lisati 96-süvendiga mikroplaadile (Nunc, Taani) ja lisati seene türosinaas. Pärast inkubeerimist määrati reaktsioonisegus toodetud dopakroomi kogus optilise tiheduse 492 nm juures, kasutades mikroplaadilugejat (Tecan, Grodig, Austria).
Rakukultuurid
B16F0 rakud osteti Taiwanist Bioresource Collection and Research Centerist ja kultiveeriti DMEM-is, millele oli lisatud 10% FBS-i ja 100 ühikut/ml penitsilliini ja streptomütsiini 37 kraadi juures 5% CO2-ga.
Rakkude elujõulisuse test
Rakkude kasvukatsed viidi läbi, kasutades 3-(4, 5- dimetüültiasool-2-üül)-2, 5-difenüültetrasooliumbromiidi (MTT) testi, milles tehti väiksemaid muudatusi. eelnevalt kirjeldatud protseduuri [7, 8, 24, 25]. Positiivse kontrollina kasutati vesinikperoksiidi. Rakke kultiveeriti üleöö ja töödeldi erinevate kontsentratsioonidega K36E 48 tundi ning seejärel lisati igasse süvendisse MTT lahus. Pärast inkubeerimist lisati naatriumdodetsüülsulfaadi (SDS) lahus, mis lahustas rakkudes toodetud formatsaani kristallid. Optilist tihedust mõõdeti 570 nm juures, kasutades mikroplaadilugejat (Tecan, Grodig, Austria).
Rakuline melaniini sisaldus
Melaniini sisaldust B16F0 rakkudes mõõdeti varasemate uuringute põhjal muudetud meetodil [7, 8, 23]. B16F0 rakud külvati 6-süvendiga plaatidele tihedusega 7 × 104 rakku süvendi kohta ja inkubeeriti üleöö. Rakke eksponeeriti 48 tunniks söötmele, mis sisaldas -MSH ja K36E. Arbutiin (1 mM) oli positiivne kontroll. Rakkude lüüsimiseks lisati igasse süvendisse NaOH (2 N), mis seejärel tsentrifuugiti. Supernatandi melaniinisisaldust mõõdeti lainepikkusel 405 nm, kasutades ELISA lugejat (Tecan, Grodig, Austria).
Raku türosinaasi aktiivsuse test
B16F0 rakkude türosinaasi aktiivsust pärast K36E-ga töötlemist mõõdeti eelmistes uuringutes kirjeldatud meetodit pisut muutes [7, 26, 27]. B16F0 rakud plaaditi 24-süvendiga mitmele tassile ja inkubeeriti üleöö. Rakke töödeldi erinevate kontsentratsioonidega K36E-ga ja inkubeeriti veel 48 tundi. Neid pesti PBS-ga ja lüüsiti 1% Triton X-100-ga, mis oli segatud 100 mM PBS-is (pH 6,8); Saadud segu külmutati inkubeerimise ajal -80 kraadi juures 15 minutit ja sulatati toatemperatuuril. Seejärel proovid tsentrifuugiti. Supernatandile lisati värskelt valmistatud substraat (15 mM L-DOPA 48 mM pH 7,1 naatriumfosfaatpuhvris) ja inkubeeriti. Seejärel mõõdeti neeldumist lainepikkusel 405 nm, kasutades mikroplaadilugejat (Tecan, Grodig, Austria).
Türosinaasi aktiivsuse kiirus arvutati järgmise võrrandi abil:
Western blot analüüs
Western blot analüüsi kasutati selleks, et demonstreerida K36E mõju melanogeneesiga seotud valkude ekspressioonile B16F0 rakkudes, nagu eelnevalt kirjeldatud [7, 8, 22, 28, 29]. B16F{{10}} rakud külvati 10-cm tassi 24 tunniks ja töödeldi ainult -MSH-ga (kontrollrühm) või -MSH-ga pluss erinevate kontsentratsioonidega K36E 48 tundi. Lüsaadid tsentrifuugiti ja valgusisaldus määrati, kasutades Bradfordi reagenti (Bio-Rad, Hercules, CA, USA). Kakskümmend mikrogrammi valku eraldati naatriumdodetsüülsulfaat-polüakrüülamiidi geelelektroforeesi (SDS-PAGE) geelil ja blotiti polüvinülideendifluoriidi (PVDF) membraaniga (Hybond ECL, Amersham Pharmacia Biotech Inc., Piscataway, NJ, USA). Blotid blokeeriti 5% (mass/maht) lõssi lahuses Tris-puhverdatud soolalahuses, mis sisaldas 0,05% Tween 20, ja spetsiifiliste antikehadega: aktiin (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) ja türosinaas (1:200). PVDF membraane inkubeeriti vastava konjugeeritud anti-immunoglobuliin G mädarõika peroksüdaasiga (Santa Cruz Biotechnology, Inc.). Immunoreaktiivsed valgud tuvastati Enhanced Chemiluminescence Plus komplekti (Fujifilm, LAS4000) abil ja signaali tugevused kvantifitseeriti densitomeetrilise programmi (MultiGauge V2.2) abil. Western blot analüüside tulemused esindasid vähemalt kolme individuaalset katset.
Statistilised analüüsid
Väärtused väljendati keskmise ± standardhälbena vähemalt kolme individuaalse katse tulemustest. Erinevate ravimeetodite mõjude erinevusi võrreldi Studenti t-testi või ANOVA abil ning Scheffe testiga SPSS-tarkvara kaudu (versioon 12.0). P väärtused<0.05 indicated significance.
Tulemused
Seene türosinaasi aktiivsuse pärssimine K36E poolt
K36E 1000 μM juures vähendas oluliselt seente türosinaasi aktiivsust. Seene türosinaasi inhibeeriv toime 500, 750 ja 1000 µM juures oli vastavalt 6,8 protsenti ± 1,6 protsenti, 14,0 protsenti ± 7,1 protsenti ja 36,8 protsenti ± 1,1 protsenti. Lisaks oli 2 mM arbutiini seene türosinaasi aktiivsuse inhibeerimise määr 65,3 protsenti ± 2,5 protsenti.
K36E mõju B16F0 rakkude elujõulisusele
Rakkude elujõulisus pärast töötlemist 1, 1,5, 2, 2,5, 4, 5, 10, 25 ja 50 μM K36E-ga oli 92,7 protsenti ± 2.0 protsenti, 91,7 protsenti ± 2,1 protsenti, 90,9 protsenti ± 2,2 protsenti, 87,8 protsenti ± 4,2 protsenti, 72,8 protsenti ± 1.0 protsenti, 68,5 protsenti ± 2,4 protsenti, 54,6 protsenti ± 1,6 protsenti, 38. 0,8 protsenti ja 28,4 protsenti ± 2,3 protsenti. Vesinikperoksiid oli positiivne kontroll ja 0,1 μM H2O2 rakkude elujõulisus oli pärast 48-tunnist töötlemist 48,9 protsenti ± 7,5 protsenti. Rakkude elujõulisus oli kosmeetikamaterjalide väljatöötamiseks vastuvõetav. Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni (ISO) 10993–5:2009 (Meditsiiniseadmete bioloogiline hindamine) kohaselt loetakse rakkude elujõulisust üle 80 protsendi mittetsütotoksiliseks. Tulemused näitasid, et 0,5–2,5 μM K36E-ga töötlemine 48 tunni jooksul ei avaldanud B16F0 rakkudele tsütotoksilist toimet.
Melaniini biosünteesi inhibeerimine K36E poolt B16F0 rakkudes
Joonisel 2a on näidatud K36E mõju melaniini biosünteesile pärast stimuleerimist 0,5 μM -MSH-ga B16F0 rakkudes. Rakusisene melaniini sisaldus tõusis pärast ravi -MSH-ga 124,6 protsendini ± 13.{{0}} protsendini. K36E annustes üle 1,0 μM vähendas oluliselt melaniini sisaldust, mis vähenes 97,5 protsendini ± 1,9 protsendini, 96,6 protsendini ± 3,3 protsendini, 94,4 protsendini ± 2,8 protsendini ja 90,8 protsendini ± 1,4 protsendini (joonis 2a). K36E toime melaniini biosünteesile oli sarnane 1 mM arbutiini omaga.
Türosinaasi aktiivsuse pärssimine K36E poolt B16F0 rakkudes
K36E inhibeeris oluliselt türosinaasi aktiivsust B16F0 rakkudes pärast 48-tunnist töötlemist (joonis 2b). Türosinaasi aktiivsuse tasemed olid 83,2 protsenti ± 2,1 protsenti, 76,3 protsenti ± 2,9 protsenti, 720 protsenti ± 50 protsenti ja 67,2 protsenti ± 4,4 protsenti pärast töötlemist 1, 1,5, 2 ja 2,5 μM K36E vastavalt 48 tunni jooksul. Tulemused näitasid, et K36E inhibeeris B16F0 rakkude melaniinisisaldust türosinaasi aktiivsuse pärssimise kaudu.
K36E mõju melanogeneesiga seotud valkudele
K36E vähendas türosinaasi ja TRP{1}} ekspressiooni
Et uurida, kas melanogeneesi inhibeerimine K36E poolt oli seotud melanogeneesiga seotud valkude, sealhulgas türosinaasi ja TRP-1 ekspressioonitasemetega, inkubeeriti B16F0 rakke -MSH-ga (0). 5 μM) ja erinevates kontsentratsioonides K36E (1–2,5 μM) 48 tunni jooksul. Kuigi türosinaasi ekspressioon suurenes pärast -MSH-ga töötlemist 2,{14}} korda võrreldes kontrollrühma ekspressiooniga, pärssis K36E oluliselt türosinaasi ekspressiooni annusest sõltuval viisil (joonis 3). Lisaks vähendas K36E märkimisväärselt -MSH-stimuleeritud TRP-1 ekspressiooni annustes, mis olid suuremad kui 1,5 μM (joonis 3).
K36E vähendas MITF-i ekspressiooni
MITF-i ekspressioon B16F0-rakkudes suurenes pärast -MSH-ga töötlemist 15--kordselt kontrollrühmaga võrreldes (joonis 4). K36E, mida raviti 4 tundi, inhibeeris annusest sõltuvalt MITF-i ekspressiooni ja vähendas oluliselt MITF-i ekspressiooni B16F0-rakkudes kontsentratsioonil 1 μM (joonis 4).
K36E vähendas p-CREB ekspressiooni
p-CREB ekspressioon B16F0 rakkudes näitas pärast -MSH-ga töötlemist 14-kordset kasvu võrreldes kontrollrühmaga (joonis 5). K36E inhibeeris oluliselt p-CREB ekspressiooni kontsentratsioonidel, mis olid kõrgemad kui 1,5 μM, ja seejärel vähendas MITF ekspressiooni B16F0 rakkudes.
K36E mõju melanogeneesi signaaliülekande rajale
K36E inhibeeritud melanogenees oli seotud PKA regulatsiooniga
Et teha kindlaks, kas K36E inhibeeritud melanogenees oli seotud PKA-ga, inkubeeriti B16F0 rakke 10 μM H-89, PKA inhibiitoriga [30] ja 2,5 μM K36E-ga 48 tundi. . Ravi K36E ja H-89-ga eraldi põhjustas -MSH-indutseeritud türosinaasi ekspressiooni 1.2- ja 1.5--kordse vähenemise, võrreldes kontrolliga (joonis 6). ). Lisaks põhjustab kaastöötlemine K36E ja H-89 türosinaasi ekspressiooni 09-kordse vähenemise võrreldes kontrollrühmaga. Lisaks oli türosinaasi ekspressioon pärast kaastöötlemist oluliselt madalam kui K36E või H-89 eraldi töötlemisel. Tulemused näitasid, et PKA rada võib olla seotud K36E melanogeense toimega.
K36E inhibeeris melanogeneesi, reguleerides üles p-AKT ja p-GSK3 ekspressiooni
Nagu on näidatud joonisel 7, suurendas 2,5 µM K36E-ga töötlemine 1 h märkimisväärselt p-AKT ja p-GSK3 ekspressiooni. P-AKT tase saavutas maksimumi (1.{{10}}-kordne tõus võrreldes kontrolliga) 1 tunni pärast ja 15--kordne tõus 2 tunni pärast; p-GSK3 tase tõusis 1 tunni pärast ka 12- korda võrreldes kontrolliga, mis viitab sellele, et K36E pärssis melanogeneesi B16F0 rakkudes, aktiveerides AKT ja GSK3 signaaliülekanderadu, mille tulemuseks oli MITF ekspressiooni ja transkriptsiooni aktiivsust ning seega türosinaasi geeni ekspressiooni pärssimist.
Arutelu
Türosinaas ja selle aktiivsus mängivad melanogeneesi kontrollimisel olulist rolli [31–33]. Nahka valgendavas kosmeetikas ja kosmeetikatoodetes on kasutatud türosinaasi aktiivsust inhibeerivaid aineid või tooteid [1, 2, 34]. Kvertsetiin ja vanilliinhape inhibeerisid -MSH indutseeris MITF, türosinaasi, TRP-1 ja TRP-2 ekspressiooni, põhjustades melanogeneesi pärssimise [35, 36]. Resveratrooli derivaadid pärssisid melaniini sünteesi, inhibeerides melanogeensete ensüümide ekspressiooni, nagu türosinaas ja TRP-1 [37]. Meie tulemused näitasid, et K36E inhibeeris türosinaasi aktiivsust ja -MSH-indutseeritud valgu ekspressiooni, pärssides seeläbi melaniini biosünteesi. Lisaks inhibeeris K36E melanogeneesiga seotud valke, nagu TRP-1. Arvatakse, et TRP-1 mängib melanosoomide eumelaani rajas üliolulist rolli nii struktuurvalgu kui ka katalüütilise ensüümina [38, 39]. Ülalmainitud tulemused näitasid, et K36E melanogeneesi vähenemist saab saavutada türosinaasi ekspressiooni ja aktiivsust reguleeriva signaaliraja pärssimisega.
MITF on kõige kriitilisem transkriptsioonifaktor, mis reguleerib melanogeneesi, kutsudes esile melanogeensete geenide ekspressiooni [5, 40]. MITF-i aktiveerimine reguleerib üles türosinaasi ja TRP-1 ekspressiooni ning suurendab järelikult melaniini sünteesi. Selles uuringus pärssis K36E melanogeneesi, inhibeerides -MSH-indutseeritud MITF-i ekspressiooni. cAMP rada mängib keskset rolli -MSH-indutseeritud melanogeneesis.
Eelmises uuringus inhibeerisid cAMP-d tõstvad ained PI3K / AKT-d. GSK3 võib stimuleerida MITF-i seondumist oma sihtjärjestusega, et stimuleerida melanogeensete ensüümide ekspressiooni ja hõlbustada melaniini tootmist [41]. cAMP inhibeerib PI3K ja AKT fosforüülimist ja aktiivsust ning vähendab GSK3 fosforüülimist, et stimuleerida selle aktiivsust. cAMP signaaliülekande aktiveerimine toob kaasa MITF-i seondumise türosinaasi promootoriga, mis viib melanogeneesi stimuleerimiseni [41, 42]. AKT raja aktiveerimine pärssis melaniini sünteesi, vähendades melanogeenseid ensüüme [41]. On teatatud, et kordütsepiin inhibeerib -MSH ja IBMX-indutseeritud melaniini biosünteesi, inhibeerides melaniini sünteesiga seotud ensüüme, nagu türosinaas, TRP-1 ja TRP-2, pärssides CREB ja MITF aktiivsust ning aktiveerides PI3K. /AKT rada B16F10 melanoomirakkudes [43]. Meie tulemustes inhibeeris K36E CREB fosforüülimist. K36E suurendas p-AKT ja p-GSK3 ekspressiooni, vähendades tõenäoliselt MITF-i transkriptsiooni, et pärssida türosinaasi geeniekspressiooni. Varasemad uuringud on teatanud, et AKT aktiveerimine pärssis melanogeneesi melanotsüütides [33, 44]. Seega inhibeeris K36E AKT ja GSK3 aktiveerimisest põhjustatud -MSH-i indutseeritud hüperpigmentatsiooni ning seejärel MITF-i, CREB-i, türosinaasi ja TRP{28}} tootmist allapoole (joonis 8).
UV-kiirgus stimuleerib -MSH sekretsiooni keratinotsüütides. -MSH seondub melanotsüütides MC1R-ga, mille tulemuseks on cAMP tootmine ja PKA aktivatsioon [10]. CAMP rajaga seotud signaaliülekanne, sealhulgas PKA ja CREB transkriptsioonifaktorite aktiveerimine, viib MITF-i ülesreguleerimiseni [45]. Seejärel fosforüülib PKA CREB-i, et aktiveerida MITF-i geeniekspressiooni [46, 47]. Nikotiinhappe hüdroksamaat inhibeeris melaniini sünteesi, aktiveerides B16F10 melanoomirakkudes MEK/ERK ja AKT/GSK3 signaaliradu [48]. Kuivatatud granaatõuna kontsentreeritud pulber avaldab valgendavat toimet, vähendades tõhusalt türosinaasi aktiivsust ja melaniini tootmist B16F10 rakkudes, inaktiveerides B16F10 rakkudes p38 ja PKA/CREB signaaliülekanderadu [49]. cAMP-indutseeritud PI3K inhibeerimine vähendab AKT fosforüülimist ja selle aktiveerimist. Käesolevas uuringus inhibeerisid -MSH-indutseeritud MITF-i ekspressiooni K36E ja H-89, mis on PKA inhibiitor. Lisaks vähendas kaastöötlemine K36E ja H-89-ga oluliselt K36E-indutseeritud melaniini sünteesi vähenemist. Meie tulemused näitasid, et K36E melanogeenne aktiivsus on seotud PKA rajaga ja viib seega MITF-i allareguleerimiseni (joonis 8).
Järeldus
K36E vähendas MITF ekspressiooni, inhibeerides CREB fosforüülimist. Lisaks inhibeeris K36E MITF ekspressiooni, suurendades AKT ja GSK3 fosforüülimist, mis seejärel pärssis türosinaasi ja TRP-1 ekspressiooni ning vähendas seeläbi melaniini biosünteesi. K36E mõju melanogeneesile edasiseks uurimiseks võib kasutada normaalseid melanotsüüte ja in vivo uuringuid. Kokkuvõtteks võib öelda, et K36E võib olla kandidaat melanogeneesi reguleerimiseks ja tõenäoliselt on sellel tulevikus nahavalgendustoodetes mitmesuguseid rakendusi.
Tänuavaldused
Seda uurimistööd toetasid teadus- ja tehnoloogiaministeeriumi (NSC100-2320-B-039-002-MY3; MOST104-2320-B-039-006) stipendiumid, CMU Aim for Top University Plan raames Taiwani haridusministeeriumi ja Taiwani tervishoiu- ja heaoluministeeriumi kliiniliste uuringute ja uuringute tippkeskuse (MOHW105-TDU-B-212-133019) ning Hiina meditsiiniülikooli (CMU102-) AASIA-18).
Andmete ja materjalide kättesaadavus
Artiklis sisalduvad andmestikud, mis toetavad selle artikli järeldusi.
Autorite kaastööd
YHK, CYL ja HMC vastutasid uuringu kavandamise ja teadusuuringute rahastamise eest. PYW, CSW ja PJS kavandasid katsed ja andsid tehnilisi juhiseid. CCC ja HMC viisid läbi eksperimentaalse operatsiooni. Paberi kirjutasid YHK, YHK, CYL ja HMC. Kõik autorid lugesid lõpliku käsikirja läbi ja kiitsid selle heaks.
Konkureerivad huvid
Autorid kinnitavad, et neil puuduvad konkureerivad huvid.
Nõusolek avaldamiseks
Ei kohaldata.
Eetiline kinnitus ja nõusolek osaleda
Selles uuringus kasutati kaubanduslikult saadavaid rakuliine; seega eetilist heakskiitu polnud vaja.
Autori üksikasjad
1 Hiina farmaatsiateaduste ja hiina meditsiini ressursside osakond, Hiina meditsiiniülikool, Taichung 404, Taiwan. 2 Aasia ülikooli biotehnoloogia osakond, Taichung 413, Taiwan. 3 Hiina meditsiiniülikooli kosmeetika osakond, Taichung 404, Taiwan. 4 Hiina meditsiiniülikooli haigla dermatoloogia osakond, Taichung 404, Taiwan. 5 Meditsiinikool, Hiina Meditsiiniülikool, Taichung 404, Taiwan. 6 Riiklik merebioloogia muuseum ja akvaarium, Pingtung 944, Taiwan.
Viited
1. Solano F, Briganti S, Picardo M, Ghanem G. Hüpopigmenteerivad ained: uuendatud ülevaade bioloogilistest, keemilistest ja kliinilistest aspektidest. Pigment Cell Res. 2006;19(6):550–71.
2. Chiang HM, Chen HW, Huang YH, Chan SY, Chen CC, Wu WC, Wen KC. Melanogenees ja looduslikud hüpopigmentatsiooni ained. 2012. aasta.
3. Costin GE, kuulaja VJ. Inimese naha pigmentatsioon: melanotsüüdid moduleerivad nahavärvi vastuseks stressile. FASEB J. 2007;21(4):976–94.
4. Kondo T, kuulmine VJ. Uuendused imetajate melanotsüütide funktsiooni ja naha pigmentatsiooni reguleerimise kohta. Ekspert Rev Dermatol. 2011;6(1):97–108.
5. Yamaguchi Y, kuulmine VJ. Füsioloogilised tegurid, mis reguleerivad naha pigmentatsiooni. Biofaktorid. 2009;35(2):193–9.
6. Kuulmine VJ. Verstapostid melanotsüütides / melanogeneesis. J Invest Dermatol. 2011;131(E1):E1.
7. Chiang HM, Chien YC, Wu CH, Kuo YH, Wu WC, Pan YY, Su YH, Wen KC. Rhodiola rosea L. (Crassulaceae) hüdroalkohoolne ekstrakt ja selle hüdrolüsaat inhibeerivad melanogeneesi B16F0 rakkudes, reguleerides CREB/MITF/türosinaasi rada. Food Chem Toxicol. 2014;65:129–39.
8. Wen KC, Chang CS, Chien YC, Wang HW, Wu WC, Wu CS, Chiang HM. Türosool ja selle analoogid pärsivad alfa-melanotsüüte stimuleeriva hormooni poolt indutseeritud melanogeneesi. 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 jt. P53 keskne roll päevitusreaktsioonis ja patoloogilises hüperpigmentatsioonis. Kamber. 2007;128(5):853–64.
10. Hocker TL, Singh MK, Tsao H. Melanoomi geneetika ja terapeutilised lähenemisviisid 21. sajandil: liikumine ranna äärest voodi kõrvale. J Invest Dermatol. 2008;128(11):2575–95.
11. Drira R, Sakamoto K. Isosakuranetiin, 4'-O-metüülitud flavonoid, stimuleerib melanogeneesi hiire B16BL6 melanoomirakkudes. Life Sci. 2015;143:43–9.
12. Chou TH, Ding HY, Lin RJ, Liang JY, Liang CH. Melanogeneesi ja oksüdatsiooni pärssimine origanum vulgare (oregano) protokatehhhappega. J Nat Prod. 2010;73(11):1767–74.
13. Yeom GG, Min S, Kim SY. 2,3,5,6-Ephedra sinica tetrametüülpürasiin reguleerib melanogeneesi ja põletikku UVA-indutseeritud melanoomi/keratinotsüütide ühiskultuuri süsteemis. Int Immunopharmacol. 2014;18(2):262–9.
14. Chiang HM, Chen CW, Lin TY, Kuo YH. N-fenetüülkofeiin ja fotokahjustused: kaitseb nahka, pärssides I tüüpi prokollageeni lagunemist ja stimuleerides kollageeni sünteesi. Food Chem Toxicol. 2014;72C:154–61.
15. Kuo YH, Chen CW, Chu Y, Lin P, Chiang HM. In vitro ja in vivo uuringud N-fenetüülkofeamiidi kaitsva toime kohta naha fotokahjustuste vastu. PLoS One. 2015;10(9):e0136777.
16. Shimoda H, Shan SJ, Tanaka J, Maoka T. beeta-krüptoksantiin pärsib hiire UVB-indutseeritud melanogeneesi: prostaglandiini E2 ja melanotsüüte stimuleeriva hormooni radade pärssimine. J Pharm Pharmacol. 2012;64(8):1165–76.
17. Okombi S, Rival D, Bonnet S, Mariotte AM, Perrier E, Boumendjel A. N-hüdroksütsinnamoüülfenalküülamiidide analoogid inimese melanotsüütide türosinaasi inhibiitoritena. Bioorg Med Chem Lett. 2006;16(8):2252–5.
18. Bellei B, Pitisci A, Izzo E, Picardo M. Melanogeneesi inhibeerimine püridinüülimidasoolide klassi ühendite poolt: Wnt/beeta-kateniini signaaliülekanderaja võimalik kaasamine. 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 jt. Ginsenosiidi Rb1 melanogeneesi inhibeeriv toime ja perkutaanne koostis. AAPS PharmSciTech. 2014;15(5):1252–62.
20. Suwannalert P, Kariya R, Suzu I, Okada S. Salacia reticulata mõju rakuvastastele oksüdantidele ja melanogeneesi inhibeerimisele alfa-MSH-stimuleeritud ja UV-kiirgusega B16 melanoomi rakkudes. 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. NF-kappaB tuuma-sihitud inhibeerimine MMP-9 tootmisel N-2- poolt ( 4-bromofenüül)etüülkofeiin inimese monotsüütide rakkudes. Chem Biol Interact. 2010;184(3):403–12.
22. Chiang HM, Lin JW, Hsiao PL, Tsai SY, Wen KC. Tsitrusviljade hüdrolüsaadid stimuleerivad melanogeneesi, kaitstes UV-kiirguse põhjustatud nahakahjustuste eest. Phytother Res. 2011;25(4):569–76.
23. Chiang HM, Ko Y, Shih I, Wen K. Veinikoogi väljatöötamine nahka valgendava ja niisutava vahendina. J Food Drug Anal. 2011;19(2):223–9.
24. Chiang HM, Chen HC, Lin TJ, Shih IC, Wen KC. Michelia alba ekstrakt nõrgendab UVB-indutseeritud maatriksi metalloproteinaaside ekspressiooni MAP kinaasi raja kaudu inimese naha fibroblastides. 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. Tyrosool takistab apoptoosi kiiritatud keratinotsüütides. 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. Fructus Arctii ekstraktist pärineva apigeniini pärssiv toime melaniini sünteesile türosinaasi ekspressiooni represseerimise kaudu. Evid Based Complement Alternatiivne Med: eCAM. 2013; 2013: 965312.
28. Chiang HM, Lin TJ, Chiu CY, Chang CW, Hsu KC, Fan PC, Wen KC. Coffea arabica ekstrakt ja selle koostisosad takistavad fotovananemist, pärssides MMP ekspressiooni ja MAP kinaasi rada. Food Chem Toxicol. 2011;49(1):309–18.
29. Chiang HM, Chiu HH, Liao ST, Chen YT, Chang HC, Wen KC. Isoflavonoidirikas Flemingia macrophylla ekstrakt nõrgendab UVB-indutseeritud nahakahjustusi, eemaldades reaktiivseid hapnikuliike ning pärssides MAP kinaasi ja MMP ekspressiooni. Evid Based Complement Alternatiivne Med. 2013;2013:12.
30. Bertolotto C, Bille K, Ortonne JP, Ballotti R. Türosinaasi geeni ekspressiooni reguleerimine cAMP poolt B16 melanoomi rakkudes hõlmab kahte TATA kasti ümbritsevat CATGTG motiivi: mikroftalmia geeniprodukti implikatsioon. J Cell Biol. 1996;134(3):747–55.
31. Korner A, Pawelek J. Imetajate türosinaas katalüüsib melaniini biosünteesis kolme reaktsiooni. Teadus (New York, NY). 1982;217(4565):1163–5.
32. Tripathi RK, kuuldav VJ, Urabe K, Aroca P, Spritz RA. Inimese türosinaasi katalüütilise aktiivsuse mutatsiooniline kaardistamine. J Biol Chem. 1992;267(33):23707–12.
33. Slominski A, Tobin DJ, Shibahara S, Wortsman J. Melaniini pigmentatsioon imetajate nahas ja selle hormonaalne regulatsioon. Physiol Rev. 2004;84(4):1155–228.
34. Fu YT, Lee CW, Ko HH, Yen FL. Artocarpus communis'e ekstraktid vähendavad ERK ja JNK signaaliradade aktiveerimise kaudu alfa-melanotsüüte stimuleeriva hormooni poolt indutseeritud melanogeneesi. ScientificWorldJournal. 2014; 2014: 724314.
35. Chou TH, Ding HY, Hung WJ, Liang CH. Origanum vulgare vanilliini ja vanilliinhappe antioksüdatiivsed omadused ja alfa-melanotsüüte stimuleeriva hormooni poolt stimuleeritud melanogeneesi pärssimine. Exp Dermatol. 2010;19(8):742–50.
36. Kumar KJ, Yang JC, Chu FH, Chang ST, Wang SY. Lucidone, uudne melaniini inhibiitor Lindera erythroderma Makino viljadest. Phytother Res. 2010; 24(8):1158–65.
37. Liu Q, Kim C, Jo YH, Kim SB, Hwang BY, Lee MK. Resveratrooli derivaatide kui melanogeneesi inhibiitorite süntees ja bioloogiline hindamine. Molekulid (Basel, Šveits). 2015;20(9):16933–45.
38. Jimenez-Cervantes C, Solano F, Kobayashi T, Urabe K, kuulmine VJ, Lozano JA, Garcia-Borron JC. Uus ensümaatiline funktsioon melanogeenses rajas. Türosinaasiga seotud valgu -1 (TRP1) 5,6-dihüdroksüindool-2-karboksüülhappe oksüdaasi aktiivsus. 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, kuuldav VJ. Türosinaasiga seotud valk 1 (TRP1) toimib melaniini biosünteesis DHICA oksüdaasina. EMBO J. 1994;13(24):5818–25.
40. Gaggioli C, Busca R, Abbe P, Ortonne JP, Ballotti R. Mikroftalmiaga seotud transkriptsioonifaktor (MITF) on vajalik, kuid sellest ei piisa melanogeensete geenide ekspressiooni esilekutsumiseks. Pigment Cell Res. 2003;16(4):374–82.
41. Khaled M, Larribere L, Bille K, Aberdam E, Ortonne JP, Ballotti R, Bertolotto C. Glükogeeni süntaasi kinaasi 3beta aktiveerib cAMP ja see mängib aktiivset rolli melanogeneesi reguleerimises. J Biol Chem. 2002;277(37):33690–7.
42. Khaled M, Larribere L, Bille K, Ortonne JP, Ballotti R, Bertolotto C. Mikroftalmiaga seotud transkriptsioonifaktor on fosfatidüülinositool-3- kinaasi raja sihtmärk. J Invest Dermatol. 2003;121(4):831–6.
43. Shao YY, Chen CC, Wang HY, Chiu HL, Hseu TH, Kuo YH. Antrodia kamporaadi keemilised koostisosad sukeldatud terve puljongiga. 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 jt. Melanogeneesi reguleerimine fosfatidüülinositooli 3- kinaasi-Akt raja kaudu inimese G361 melanoomirakkudes. J Invest Dermatol. 2000;115(4):699–703.
45. Busca R, Ballotti R. Tsükliline AMP on naha pigmentatsiooni reguleerimise võtmesõnum. Pigment Cell Res. 2000;13(2):60–9.
46. Shibahara S, Takeda K, Yasumoto K, Udono T, Watanabe K, Saito H, Takahashi K. Mikroftalmiaga seotud transkriptsioonifaktor (MITF): struktuuri, funktsiooni ja regulatsiooni paljusus. J Invest Dermatol Symp Proc/Soc Invest Dermatol, Inc [ja] Eur Soc Dermatol Res. 2001;6(1):99–104.
47. Lee JY, Choi HJ, Chung TW, Kim CH, Jeong HS, Ha KT. Kofeiinhappe fenetüülester pärsib alfa-melanotsüütide stimuleeriva hormooni poolt indutseeritud melaniini sünteesi, pärssides mikroftalmiaga seotud transkriptsioonifaktori transaktivatsiooni. J Nat Prod. 2013;76(8):1399–405.
48. Huang GJ, Huang SS, Lin SS, Shao YY, Chen CC, Hou WC, Kuo YH. Antrodia camphoraadist saadud ergostatrien-3beeta-ooli valuvaigistav toime ja põletikuvastased mehhanismid terve puljongiga hiirtel. 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. Taimse ravimi Antrodia kamphoraadi põletikuvastane toime hiire nahaisheemia mudelile. J Etnopharmacol. 2015;159:113–21.
For more information:1950477648nn@gmail.com
