Antimelanogeneza și efectele antioxidante îmbunătățite ale polizaharidelor din semințe de cuscuta chinensis după hidroliza enzimatică
Mar 30, 2023
Abstract
Polizaharida Cuscuta chinensis (CPS) a fost extrasă utilizând apă fierbinte și a fost produsă polizaharida C. chinensis (ECPS) hidrolizată enzimatic prin procesul de hidroliză enzimatică a mananazei. Scopul acestei cercetări a fost de a investiga activitatea anti-melanogenă a ECPS și CPS în celulele melanomului B16F10. Activitatea antioxidantă in vitro a fost evaluată prin puterea lor de reducere a fierului feric și activitățile de captare a radicalilor liberi DPPH. Distribuția masei moleculare a polizaharidelor a fost determinată folosind SEC-MALLS-RI. CPS a fost degradat enzimatic cu succes folosind manoză, iar greutățile moleculare medii ponderate ale CPS și ECPS au fost 434,6 kDa și 211,7 kDa. Rezultatele testelor de activitate biologică au sugerat că polizaharida hidrolizată enzimatic a avut activitate anti-melanogenă și efect antioxidant superioare decât polizaharida originală. ECPS a prezentat activitate anti-melanogenă prin reglarea în jos a expresiei tirozinazei, MITF și TRP-1 fără efecte citotoxice în celulele melanomului B16F10. În concluzie, ECPS are potențialul de a deveni un produs de albire a pielii. Conform studiilor relevante,cistancheeste o plantă comună care este cunoscută sub numele de „planta miracolă care prelungește viața”. Componenta sa principală este cistanozida, care are diverse efecte precum antioxidante, antiinflamatorii și promovarea funcției imunitare. Mecanismul dintrecistancheșialbirea pieliirezidă în efectul antioxidant al glicozidelor cistanche.Melaninaîn pielea umană este produsă prin oxidarea tirozinei catalizată detirozinaza, iar reacția de oxidare necesită participarea oxigenului, astfel încât radicalii liberi de oxigen din organism devin un factor important care afectează producția de melanină. Cistanche conține cistanozidă, care este un antioxidant și poate reduce generarea de radicali liberi în organism, astfelinhibarea productiei de melanina.
Introducere
regulator al genelor de biosinteză a melaninei. MITF participă, de asemenea, la reglarea pigmentării, proliferării și diferențierii melanocitelor (5). Semnalizarea receptorului a-MSH-melanocortin 1 apare în enzimele specifice melanogene, inclusiv TRP-1; tirozinaza este, de asemenea, reglementată de MITF (5). Mulți agenți de albire a pielii exercită efecte anti-melanogenice prin reglarea expresiei tirozinazei sau efecte inhibitorii asupra activității tirozinazei. Mai mult, nivelul antioxidant intracelular și producția de radicali liberi afectează, de asemenea, conținutul de melanină (6). Prin urmare, inhibitorii tirozinazei și compușii antioxidanti sunt adesea selectați ca agenți de albire a pielii. Cuscuta chinensis Lam., numită TuSiZi în chineză, este o medicină tradițională chineză utilizată în general ca aliment funcțional și cunoscută pentru a îmbunătăți capacitatea sistemului reproducător (7). În ultimii ani, unele rapoarte au indicat utilizarea sa pentru a trata pistruii și vitiligo (8). Alte rapoarte au arătat că exercită un efect pozitiv asupra protecției pielii (9) și induce inhibarea activității tirozinazei (10).

Faceți clic pe Rou Cong Rong Beneficii pentru albire
Cere mai mult:
david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501
Polizaharidele sunt constituenții principali din extractul apos de C. chinensis Lam. semințe, care sunt considerate a avea activități anti-apoptoză (11) și imunologice (12). Rezultatele analitice anterioare au indicat că C. chinensis Lam. polizaharida este compusă din fructoză, manoză, xiloză și arabinoză; manoza este principala componentă a zahărului (13). Mulți cercetători au demonstrat că vâscozitatea (14), distribuția greutății moleculare (Mw) (15) și proporția de monozaharide (16) ale polizaharidelor au un efect mare asupra bioactivității lor. Mai mult, cercetări recente au arătat că polizaharidele degradate cu Mw scăzut prezintă activități antioxidante și de inhibare a tirozinazei mai mari decât polizaharidele originale (17). Astfel, producerea unei polizaharide cu Mw scăzut din C. chinensis Lam. sămânța este necesară pentru a-și îmbunătăți bioactivitatea. Dintre diferitele procese de degradare, avantajele majore ale degradării enzimatice sunt specificitatea substratului, selectivitatea ridicată și condițiile blânde, care produc hidrolizate cu structuri bine definite (18).
Pe baza acestor studii farmacologice, am speculat că polizaharida C. chinensis (CPS) și polizaharida C. chinensis hidrolizată enzimatic (ECPS) ar putea fi medicamente botanice eficiente pentru îmbunătățirea hiperpigmentării. Manaza a fost utilizată pentru a obține ECPS cu Mw scăzut din semințe. În plus, au fost estimate activitățile anti-melanogeneză și antioxidante ale polizaharidelor cu Mw diferite și a fost investigată relația dintre bioactivități și Mw ale polizaharidelor.
Material si metode
Reactivi
Substanțele chimice pentru activitățile enzimatice și antioxidante au fost achiziționate de la Sigma Co. (SUA). Toți ceilalți reactivi și substanțe chimice au fost achiziționate de la Aladdin (China).
Pregătirea CPS și ECPS
Materialele medicinale ale semințelor de Cuscuta chinensis Lam au fost furnizate de Guang Dong Feng Chun Pharmaceutical CO., LTD (China). Aproximativ 500 g de materiale uscate au fost pudrate și înmuiate cu 1200 ml etanol 80% timp de 24 de ore la temperatura camerei pentru a îndepărta lipidele, oligozaharidele și materialele colorate. Probele pretratate au fost infiltrate cu pânză, iar apoi reziduul uscat a fost extras cu 3000 ml apă la 90 de grade de trei ori. Extractele apoase au fost separate de reziduu prin centrifugare (4000 g timp de 5 min la 22°C) şi apoi concentrate la 70°C sub vid; condensatul a fost precipitat cu 60% etanol la 3 grade timp de 24 de ore. În cele din urmă, precipitatul a fost deproteinat prin metoda Sevag, dializat cu membrană de 3500 Da, liofilizat și apoi marcat cu polizaharidă C. chinensis (CPS).
Polizaharida C. chinensis (ECPS) hidrolizată enzimatic a fost obținută prin hidroliză cu manoză (0,1% în tampon acetat de sodiu) într-un raport manoză/substrat de 5:1 (v/g) la 60 de grade, pH 4,5 timp de 6 ore. După aceea, reacția de cataliză a fost terminată în apă clocotită timp de 10 minute. Soluția de reacție a fost centrifugată la 10,000 g timp de 15 minute (4 grade), iar supernatantul a fost colectat pentru dializă la 3 grade timp de 3 zile cu o membrană de 3500 Da pentru a îndepărta substanțele moleculare mici și a fost liofilizat.

Măsurătoare SEC-MALLS-RI
Testul de inhibare a tirozinazei la ciuperci
Cultură celulară și analiza de viabilitate
Celulele de melanom murin B16F10 au fost achiziționate de la Biochimie și Biologie celulară (China). Celulele au fost menținute în Mediu Eagle Modificat Dulbecco (DMEM) suplimentat cu 10% ser fetal bovin (FBS), 100 mg/ml streptomicină și 100 UI/ml penicilină la 37 de grade într-o circumstanță umidificată care conține 5% CO2. Celulele au fost însămânțate pe plăci de cultură și suplimentate cu diferite concentrații de probe și hormon de stimulare a melanocitelor (a-MSH) timp de 72 de ore pentru a măsura activitatea tirozinazei intracelulare și a cuantifica conținutul de melanină.
Testul 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il){-2,5-bromură de difeniltetrazoliu (MTT) a fost efectuat pentru a testa viabilitatea celulei (20). Pe scurt, plăcile de 96-godeuri au fost însămânțate cu celule de melanom murin B16F10. Un volum de 50 ml de 2 mg/ml MTT a fost transferat în fiecare godeu după tratamentul cu 100 ml de concentrații diferite de probă timp de 24 de ore. După 4-h de incubare, reacția a fost încheiată și a fost adăugat dimetil sulfoxid pentru a dizolva rezultatul insolubil. Absorbanța a fost măsurată la 590 nm cu cititorul de microplăci.
Măsurarea conținutului de melanină
Detectarea conținutului de melanină a fost efectuată cu o metodă ușor modificată (21). După spălare cu PBS cu gheață, celulele de melanom (2 × 104 celule per godeu) au fost însămânțate într-o placă de 96-godeuri și incubate la 37 de grade timp de 48 de ore. Apoi, s-au adăugat 100 mL NaOH (1 N) în fiecare godeu pentru a dizolva celulele de melanom la 80 de grade timp de 30 de minute. Lizatul a fost centrifugat la 15,000 g timp de 15 minute (4 grade). Apoi, absorbanța a fost măsurată cu cititorul de microplăci la 405 nm. Toate experimentele au fost efectuate în trei exemplare.
Testul activității tirozinazei intracelulare
Fierul feric reduce puterea
Analiza puterii de reducere a fierului feric a fost efectuată conform unei metode publicate anterior, cu modificări minore (23). Diferitele concentrații de probe (2 mL) sau Vc (un martor pozitiv) au fost amestecate cu 2 mL fericianură de potasiu (1 procente, W/V) și 2 mL tampon fosfat (0,2 M, pH 6,8). După incubare la 50 grade timp de 3{0 min, 2 ml acid tricloracetic (10 procente, W/V) au fost transferați în amestecul de reacție și centrifugat la 4000 g timp de 15 minute (22 grade). Supernatantul (2 mL) a fost amestecat cu amestecul care conține 2 mL apă distilată și 0,4 mL FeCI3 (0,1 procente, W/V). După 10 minute de incubare la 37 de grade, absorbanța a fost măsurată cu cititorul de microplăci la 700 nm.
Testul activității de captare a radicalilor DPPH
Analiza expresiei proteinelor prin western blot

După tratamentul cu diferite concentrații de ECPS timp de 72 de ore, celulele au fost spălate cu PBS și lizate în tampon RIPA (NaCl 150 mM în 50 mM pH 8.0 Tris-HCI). , 0,5 la sută deoxicolat de sodiu, 1,0 la sută P nondietetic-40 și 0,1 la sută dodecil sulfat de sodiu). După centrifugare la 10,000 g timp de 25 min (4 grade), a fost colectat supernatantul lizatelor. Proteinele au fost supuse la 12% SDS-PAGE și apoi transferate pe o membrană de difluorură de poliviniliden. Blocarea a fost efectuată în soluție salină tamponată cu Tris cu Tween-20 și lapte praf degresat (TBST) 2% și apoi incubată timp de 12 ore la 4 grade. Anticorpii primari utilizați au fost: anti-actină (1:5000), anti-TRP-1 (1:500), anti-tirozinază (1:500) și anti-MITF (1:1000). Anticorpii primari au fost îndepărtați, iar membranele au fost curățate de două ori cu TBST. După aceea, membranele cu anticorp secundar conjugat cu peroxidază de hrean (Santa Cruz, SUA) au fost incubate timp de 60 de minute la temperatura camerei. Benzile proteice au fost spălate din nou cu TBST și vizualizate cu un kit ECL (Amersham Pharmacia Biotech, SUA) folosind sistemul de imagistică UVP (UVP, SUA).
analize statistice
Toate rezultatele sunt raportate ca medie ± SD și experimentele au fost replicate de trei ori. Comparațiile între grupuri au fost estimate folosind ANOVA urmată de testul lui Dunnett. Comparațiile unice între două grupuri au fost făcute prin testul t Student. Toate analizele statistice au fost realizate folosind software-ul SPSS (versiunea 16.0). Po0.05 a fost de obicei considerat a fi semnificativ statistic.
Rezultate
Mw și polizaharidele totale ale ECPS și CPS
Conținutul total de polizaharide din ECPS și CPS măsurat prin test fenol-acid sulfuric a fost de 89,17 și, respectiv, 90,26%. Între timp, Mw-urile ECPS și CPS au fost măsurate de SEC-MALLS-RI. Mw al ECPS a fost de 211,7 kDa, ceea ce a fost mai mic decât CPS (434,6 kDa). Figura 1A prezintă intensitatea relativă (RI) pentru ECPS și CPS; după hidroliza enzimatică prin manoză, timpul de retenție maxim al ECPS a fost mai lung decât cel al CPS. După cum este afișat în Figura 1B, fracțiile de greutate diferențială ale polizaharidelor au fost prezentate ca funcție a masei molare pentru probe. Distribuția masei molare a polizaharidelor s-a schimbat semnificativ prin hidroliza enzimatică. Fracția de greutate diferențială a ECPS în regiunea cu Mw scăzut a crescut, ceea ce sugerează că CPS a fost degradat enzimatic în polizaharidă cu Mw scăzut.

Activitatea antioxidantă a polizaharidelor
Abilitățile de captare a radicalilor liberi DPPH ale ECPS și CPS sunt raportate în Figura 2A. Activitățile de captare a radicalilor liberi ale probelor de polizaharide și Vc au prezentat o activitate dependentă de doză. În studiul actual, capacitatea de captare a radicalilor liberi a CPS a fost mai mică decât cea a ECPS. Cu toate acestea, ambele au prezentat un efect de captare a radicalilor liberi mai scăzut decât proba pozitivă. Valorile IC50 ale ECPS și CPS au fost 0,39 și, respectiv, 0,51 mg/mL. După cum este afișat în Figura 2B, activitatea antioxidantă totală poate fi evaluată prin testarea puterii de reducere a fierului feric. Concentrațiile au variat de la 0,1 la 1 mg/mL; ambele probe de polizaharide și Vc au prezentat activitate antioxidantă într-o manieră dependentă de doză. Mai mult, valoarea absorbanței ECPS a fost întotdeauna mai mare decât a CPS la aceeași concentrație.
Efectul ECPS și CPS asupra activității tirozinazei ciupercilor și viabilității celulare
După cum se arată în Figura 2C, activitatea de inhibiție a tirozinazei a polizaharidelor (0.1B1 mg/mL) a prezentat o relație dependentă de doză. Mai mult, efectul inhibitor al ECPS a fost întotdeauna mai mare decât al CPS la aceeași concentrație. Testul MTT a fost efectuat pentru a evalua efectele citotoxice ale ECPS și CPS în celulele melanomului B16F10. După cum este afișat în Figura 2D, nu au existat modificări semnificative ale viabilității celulelor B16F10 cu diferite concentrații (0B320 mg/mL) de ECPS și CPS. Pe baza acestor rezultate, am folosit aceste intervale de concentrație în
cercetări ulterioare.

Efectul ECPS și CPS asupra activității tirozinazei intracelulare și a conținutului de melanină

Efectul ECPS asupra nivelurilor de proteine tirozinazei, MITF și TRP-1 din celulele B16F10
Discuţie
Polizaharidele naturale din C. chinensis au primit o atenție atribuită efectelor lor bune asupra inhibării tirozinazei, captării radicalilor liberi și protecției pielii (25–27). Cu toate acestea, puține cercetări s-au concentrat pe activitatea antimelanogeneză a modificării enzimatice a polizaharidelor. Cercetările anterioare au demonstrat că polizaharidele degradate prin procesul de hidroliză enzimatică au prezentat un efect superior de captare a radicalilor liberi (28). Mai mult, activitățile biologice ale polizaharidelor sunt strâns legate de distribuțiile Mw ale acestora. Teoretic, polizaharidele cu Mw scăzut sunt mai active decât polizaharidele cu Mw mare datorită proprietății lor de penetrare ridicată în membranele celulare (29,30). Cu toate acestea, efectul antimelanogeneză al ECPS asupra celulelor B16F10 nu fusese încă studiat. Polizaharida cu Mw scăzut a fost preparată prin hidroliză enzimatică cu manoză.
Stresul oxidativ poate produce radicali liberi excesivi și poate duce la leziuni oxidative. Studiile anterioare au demonstrat că boala de piele este strâns legată de acumularea de radicali liberi (31). În plus, radicalii liberi excesivi joacă un rol vital în suprimarea melanogenezei celulelor melanomului și a creșterii melanocitelor (32). Tirozinaza este o enzimă oxidantă multifuncțională care conține bronz și este vitală în promovarea biosintezei melaninei (33). Cu toate acestea, pigmentarea pielii și diferite boli ale pielii sunt strâns legate de acumularea de melanină și provoacă o problemă estetică gravă (34).
Ingredientele active cu abilitati antioxidante si anti-tirozinaze pot exercita protectia pielii si inhiba melanogeneza (35). Rezultatele noastre au demonstrat că Mw-ul mai mic al polizaharidelor modificate enzimatic a prezentat activități antioxidante și anti-tirozinaze superioare decât polizaharidele originale in vitro. Îmbunătățirea este atribuită suprafeței mai mari și solubilității în apă mai bune, ceea ce a fost în concordanță cu un studiu anterior (17) care a arătat că polizaharida degradată din Sargassum fusiforme posedă activitate anti-tirozinazică superioară și activitate antioxidantă decât polizaharida originală.

Mulțumiri
Referințe
23. Berker KI, Güc ¸lü K, Tor I˙, Apak R. Evaluarea comparativă a testelor de capacitate antioxidantă bazate pe puterea de reducere a Fe(III) în prezența fenantrolinei, bat-ho-fenantrolinei, tripyridiltriazinei (FRAP) și fericianurii reactivi. Talanta 2007; 72: 1157-1165, doi: 10.1016/j.talanta.2007.01.019.
24. Parejo I, Codina C, Petrakis C, Kefalas P. Evaluarea activității de captare evaluată prin chemiluminiscența luminolului indusă de Co(II)/EDTA și DPPH ● (2,2-difenil-1 picril hidroxil ) testul radicalilor liberi. J Pharmacol Toxicol Methods 2000; 44: 507–512, doi: 10.1016/S1056-8719(01)00110-1.
35. Perluigi M, De Marco F, Foppoli C, Coccia R, Blarzino C, Luisa Marcante M, et al. Tirozinaza protejează melanocitele umane de compușii generatori de ROS. Biochem Biophys Res Commun 2003; 305: 250–256, doi: 10.1016/S0006- 291X(03)00751-4.






