PARTEA A DOUA Polizaharida de Cistanche Deserticola induce melanogeneza în melanocite și reduce stresul oxidativ

CLICK AICI ÎNAPOI LA PARTEA ÎNTÂI

Contact:joanna.jia@wecistanche.com

4 | DISCUȚII ȘI CONCLUZII

În acest studiu, am investigat rolul CDP în hem-uri și celule B16F10. Pentru prima dată, am găsitCistanchecă CDP ar putea promova melanogeneza în melanocite și de a promova pigmentarea în zebră. Un experiment ulterior a arătat că calea de semnalizare MAPK a fost activată sub tratament CDP. Am investigat în continuare rolul său în stresul oxidativ și am constatat că CDP ar putea atenua citotoxicitatea indusă de H2O2 și apoptoza în melanocite; între timp, CDP ar putea activa calea antioxidantă NRF2/HO-1 și ar putea curăța ROS intracelular în condiții de stres oxidativ.

cistancheeun inhibitor de tirozinază

Mitogen-activat protein kinaza este o cale vitală implicate înCistancheîn reglementarea MITF, un factor cheie de transcriere care promovează expresia genelor legate de melanogeneză și afectează ulterior sinteza și transportul melaninei.26,27 În studiul nostru, activarea ac- a ERK, JNK și p38 în melanocite a fost crescută semnificativ după tratamentul CU CDP; între timp, expresiile MITF/p-MITF și MITF-driven TYR, TRP1, TRP2 și RAB27A au fost up-reglementate în consecință. Astfel, vă sugerăm că CDP poate promova melanogeneza prin activarea căii MAPK, dar modul în care CDP activează MAPKs rămâneCistanchenecunoscut. Conform unor studii recente, receptorul 4 (TLR4) este foarte exprimat în melanocite și implicat în melanogeneză.28,29 TLR4 este o proteină transmembrană importantă care poate lega în mod specific lipopolizaharida (LPS)30; studiile au raportat că LPS poate induce melanogeneza.29 Interesant, mai multe polizaharide extrase din plante sau ciuperci se pare că au activat TTR-urile și căile de semnalizare din aval, cum ar fi MAPK și factorul nuclear kappa beta (NF-κB).31,32 Prin urmare, bănuim că CDP poate fi recunoscut și legat de TTR-uri, apoi activează calea de semnalizare MAPK din aval și promovează melanogeneza. În plus, se știe că receptorii de oligomerizare nucleotidici(NDR) recunosc liganzii intracelulari și determină activarea căilor de semnalizare MAPK și NF-κB.33,34 După cum s-a raportat, poli-zaharidele extrase din Ganoderma lucidum și Astragalus pot intra în celule și pot afecta NDR.35,36 Astfel, este posibil ca CDP să poată intra în melanocite și să regleze calea de semnalizare MAPK prin NST. Cu toate acestea, sunt necesare studii suplimentare pentru a verifica această ipoteză.

Unele studii au raportat până în prezent aplicarea polizaharidelor pe bază de plante în melanogeneză pentru a inhiba producția de melanină.37,38 Cu toate acestea, în acest studiu, CDP a promovat melanogeneza în

melanocite, iar acest efect a fost confirmat în continuare după comparația cu α-MSH. CDP este, de asemenea, un fel de polizaharidă extrasă din ierburi, bănuim că efectul opus al CDP poate fi legat de diferențele structurale dintre CDP și alte polizaharide. Polizaharidele sunt formate prin polimerizarea monozaharidelor, dar sunt variabile în tipul monozaharid, compoziția mono-zaharidă, legătura glicozidică, structura lanțului lateral și greutatea moleculară39,40; acești factori sunt considerați pentru a determina funcțiile lor biologice.41 Studiile existente au propus structura PDC și au sugerat că structura CDP influențează ulterior funcția sa.42 Astfel, sunt necesare mai multe dovezi pentru a înțelege pe deplin CDP și a confirma ipoteza noastră.

Melanogeneza este un mecanism important de protecție a rezistențeiCistancheleziuni ultraviolete și menținerea homeostaziei corpului43; în același timp, melanocitele sunt ușor expuse la medii nefavorabile, cum ar fi supraîncărcarea cu SRO.11 Se știe că ROS participă la promovarea melanogenezei, unul dintre mecanisme este activarea MAPKs.44 Dar studiile au arătat, de asemenea, că acest efect există numai într-un anumit nivel ROS, în timp ce supraîncărcarea cu SRO afectează în mod semnificativ melanogeneza.45 Relația dintre ROS, MAPK, și melanogeneza este variabilă în condiții diferite, astfel, echilibrul dintre sistemele pro și anti-oxidante este evident important. În bolile de depigmentare, cum ar fi vitiligo, un sistem antioxidant dezechilibrat și supraîncărcarea incontrolabilă cu ROS vor deteriora melanocitele și vor scădea viabilitatea celulară.11,46 În acest studiu, am folosit concentrații diferite de H2O2 pentru a simula supraîncărcarea cu SRO în celule, iar HEM-urile au arătat o toleranță mai slabă la H2O2 decât celulele B16F10. Când melanocitele au fost supuse tratamentului cu H2O2, viabilitatea și rata apoptozei lor s-au înrăutățit, dar

Feniletanoid Glicozideîn cistanche poateantiinflamator

Pretratarea CDP ar putea inversa parțial tendința. În același timp, ROS a fost curățat. După cum s-a raportat, activarea căii antioxidare NRF2/ARE este o metodă majoră de curățare a SRO în celulele pielii.14 În experimentele noastre, nivelurile de proteine ale NRF2 și HO-1 din melanocite au fost reglate în sus după tratamentul cu H2O2 fără CDP; aceasta înseamnă că stresul oxidativ indus de H2O2 poate activa calea NRF2/HO-1, dar este insuficient pentru menținerea unui echilibru redox și protejarea celulei de rănire. Cu toate acestea, pretratarea CDP a îmbunătățit calea antioxidare NRF2/HO-1 și a restabilit echilibrul. Astfel, sugerăm că CDP poate proteja melanocitele de leziuni de stres oxidativ prin activarea căii antioxidare NRF2/HO-1 și curățarea ROS.

Curtea a constatat că numai tratamentul CDP nu are nicio influență asupra ROS sau NRF2/HO-1 în melanocite. Acest rezultat sugerează că CDP poate afecta echilibrul redox în condiții de stres oxidativ, dar nu și în condiții normale. În plus, se pare că calea de antioxidare NRF2/HO-1 este reglementată de căile de semnalizare PI3K, NF-κB și MAPK.47,48 În studiul nostru, CDP a reușit să activeze calea de semnalizare MAPK. Este posibil ca CDP să poată activa calea NRF2/HO-1 prin mapk-uri cu reglare ascendentă. După cum a raportat Slominski, melanocitele sunt senzori de stres implicați într-o rețea de reglementare, iar funcțiile lor se pot schimba rapid ca răspuns la mediu.49 Sugerăm că rolul CDP este influențat de starea melanocitelor, poate pro-mote melanogeneza fără a afecta sistemul antioxidant în condiții normale, dar poate restabili echilibrul redox în condiții de stres oxidativ. Prin urmare, funcția melanocitelor și supraviețuirea pot fi menținute în două moduri diferite de către CDP. CDP ajută melanocitele să mențină homeostazia, care este, de asemenea, o funcție importantă a melanogenezei.50,51

În concluzie, CDP poate promova melanogeneza melanocitelor

prin activarea căii de semnalizare MAPK. CDP poate îmbunătăți supraviețuirea melanocitelor prin activarea căii antioxidante NRF2/HO-1 și curățarea SRO intracelular în condiții de stres oxidativ. Descoperirile noastre sunt semnificative, deoarece acestea demonstrează că CDP poate promova atât melanogeneza și de a proteja melanocite de stres oxidativ prejudiciu, care este, eventual, responsabil pentru disfuncție melanocite și pierderi. Rezultatele acestui studiu indică faptul că CDP ar putea fi un medicament nou în tratamentul bolilor de depigmentare.

cistancheefect de albire asupra pielii laanti-oxidare

APRECIERI

Această lucrare a fost susținută de Fundația Națională de Științe Naturale din China (nr. 81703101), New Xiangya Talent Projects of the Third Xiangya Hospital of Central South University (nr. JY201623 și Nr. 20170301), Fundația pentru Științe Naturale din provincia Hunan (Nr. 2018JJ3788 și Nr. 2018JJ3793) și Proiectul Comisiei de Sănătate Hunan (nr. C2019173). Dr. Yibo Hu a realizat partea principală a studiului și a scris manuscrisul; Profesorul Jing Chen și Qinghai Zeng au proiectat studiul și au ghidat scrierea manuscrisului; Profesorul Jinhua Huang, Lihua Huang și Hong Xiang au oferit asistență tehnică și au analizat datele; Dr. Yixiao Li, Ling Jiang, Yujie Ouyang, Yumeng Li, Lun Yang și Xiaojiao Zhao au contribuit la o parte a experimentelor.

CONFLICTUL DE INTERESE

Autorii confirmă că nu există conflicte de interese.

DECLARAȚIE PRIVIND DISPONIBILITATEA DATELOR

Datele care susțin concluziile acestui studiu sunt disponibile de la autorul corespunzător, la o cerere rezonabilă.

REFERINŢE

1. Bleuel R, Eberlein B. Managementul terapeutic al vitiligo. J Dtsch Dermatol Ges. 2018;16:1309-1313.

2. Taieb A, Meurant JM. Ar trebui să ne prioritizeze intervenții psihologice în gestionarea vitiligo? J Eur Acad Dermatol Venereol. 2018;32:2053-2054.

3. Picardo M, Dell'Anna ML, Ezzedine K, et al. Vitiligo. Nat Rev Dis Primers. 2015;1:15011.

4. Slominski A, Tobin DJ, Shibahara S, Wortsman J. Pigmentarea melaninei în pielea mamiferelor și reglarea hormonală a acesteia. Fiziool Apoc. 2004;84:1155-1228.

5. Slominski A, Zmijewski MA, Pawelek J. L-Tirozina, și L-dihidroxifenilalanină ca regulatori hormon-ca de melanocite funcții. Pigment de celule melanom Res. 2012;25:14-27.

6. Spritz RA. Relații genetice comune care stau la baza vitiligo generalizate și boli tiroidiene autoimune. Tiroidian. 2010;20:745-754.

7. Lin X, Tang LY, Fu WW, Kang KF. Vitiligo copilărie în China: profiluri clinice și constatări imunologice în 620 de cazuri. Am J Clin Dermatol. 2011;12:277-281.

8. Boehncke WH, Brembilla NC. Limfocitele T autoreactive în bolile inflamatorii ale pielii. Fata Immunol. 2019;10:1198.

9. Iannella G, Greco A, Didona D, et al. Vitiligo: Patogeneza, variante clinice, și abordări de tratament. Autoimun Rev. 2016;15:335-343.

10. Forrester SJ, Kikuchi DS, Hernandes MS, et al. Specii reactive de oxigen în semnalizarea metabolică și inflamatorie. Circ Res. 2018;122:877-902.

11. Denat L, Kadekaro AL, Marrot L, et al. Melanocitele ca instigatori și victime ale stresului oxidativ. J Invest Dermatol. 2014;134:1512-1518.

12. Qiu L, Song Z, Setaluri V. Stresul oxidativ și vitiligo: conexiunea de semnalizare Nrf2-ARE. J Invest Dermatol. 2014;134:2074-2076.

13. Hayes JD, Dinkova-Kostova AT. Rețeaua de reglementare Nrf2 oferă o interfață între redox și metabolismul intermediar. Tendințe Biochem Sci. 2014;39:199-218.

14. Marrot L, Jones C, Perez P, Meunier JR. Semnificația căii Nrf2 în răspunsul (foto)-oxidativ la stres în melanocite și keratinocite ale epidermei umane. Pigment de celule melanom Res. 2008;21:79-88.

15. van Geel N, Speeckaert R, Mollet I, et al. In vivo vitiligo inducție și model de terapie: un dublu-orb, studiu clinic randomizat. Pigment cell melanom Res. 2012;25:57-65.

16. Nicolaidou E, Antoniou C, Stratigos A, Katsambas AD. Narrowband ultraviolete B fototerapie și 308 nm excimer laser în tratamentul vitiligo: o revizuire. J Am Acad Dermatol. 2009;60:470-477.

17. Novak Z, Bonis B, Baltas E, et al. Clorură de xenon ultraviolete B laser este mai eficient în tratarea psoriazisului și în inducerea Apoptozei celulelor T decât ultraviolete în bandă îngustă B. J Photochem Photobiol B Biol. 2002;67:32-38.

18. Xu P, Su S, Tan C, et al. Efectele extractelor apoase de Eclipse herba, Polygoni multiflora radix preparator și Rehmanniae radix preparator asupra melanogenezei și migrației melanocitelor umane. J Ethnopharmacol. 2017;195:89-95.

19. Wang T, Zhang X, Xie W.Cistanche deserticolaY. C. Ma, "Desert ginseng": o revizuire. Am J Chin Med. 2012;40:1123-1141.

20. Guo Y, Cao L, Zhao Q, et al. Caracterizări preliminare, activitatea antioxidantă și hepatoprotectoare a polizaharidei dinCistanche deserticola. Int J Biol Macromol. 2016;93:678-685.

21. Cai RL, Yang MH, Shi Y, et al. Activitatea antifatigue a extractului bogat în feniletanoide dinCistanche deserticola. Phytother Res. 2010;24:313-315.

22. Zhang H, Xiang Z, Duan X, et al. Efectele antitumorale și antiinflamatorii ale oligozaharidelor dinCistanche deserticolaextract pe leziuni ale măduvei spinării. Int J Biol Macromol. 2019;124:360-367.

23. Liu Y, Wang H, Yang M, et al.Cistanche deserticolapolizaharidele protejează celulele PC12 împotriva leziunilor induse de OGD/RP. Biomed Pharmacother. 2018;99:671-680.

24. Song D, Cao Z, Liu Z, et al.Cistanche deserticolapolizaharida atenuează osteoclastogeneza și resorbția osoasă prin inhibarea semnalizării RANKL și a producției reactive de specii de oxigen. J Cell Physiol. 2018;233:9674-9684.

25. Fu C, Chen J, Lu J, et al. Downregulation de TUG1 promovează melanogeneza și melanogeneza induse de UVB. Exp Dermatol. 2019;28:730-733.

26. Johannessen CM, Johnson LA, Piccioni F, et al. Un program de linie melanocite conferă rezistență la inhibarea căii kinazei MAP. Natură. 2013;504:138-142.

27. Vachtenheim J, Borovansky J. "Fiziologia transcripției" formării pigmentului în melanocite: rolul central al MITF. Exp Dermatol. 2010;19:617-627.

28. Yu N, Zhang S, Zuo F, et al. Melanocite umane cultivate ex- apăsați receptorii funcționali de taxare, cum ar fi 2-4, 7 și 9. J Dermatol Sci. 2009;56:113-120.

29. Ahn JH, Parcul TJ, Jin SH, Kang HY. Melanocite umane exprima funcționale Toll-like receptor 4. Exp Dermatol. 2008;17:412-417.

30. Reed SG, Carter D, Casper C, et al. Corelații ale activităților adjuvanților familiei GLA. Semin Immunol. 2018;39:22-29.

31. Guo MZ, Meng M, Feng CC, et al. O polizaharidă nouă obținută din Craterellus cornucopioides îmbunătățește activitatea imunomodulatoare în modelele de șoareci imunosupresoare prin reglarea căii TLR4-NF-kappaB. Mâncare Funct. 2019;10(8):4792-4801.

32. Wei W, Xiao HT, Bao WR, et al. TLR-4 poate media căile de semnalizare a Astragalus polizaharidă RAP induse de citokine expresia celulelor RAW264.7. J Ethnopharmacol. 2016;179:243-252.

33. Chen H, Yang D, Han F, et al. Efectorul bacterian T6SS EvpP previne activarea inflammasomului NLRP3 prin inhibarea căii MAPK-Jnk dependente de Ca(2+). Cell Host Microbe. 2017;21:47-58.

34. Levy M, Shapiro H, Thaiss CA, Elinav E. NLRP6: un senzor imunitar multifațetat în Nate. Tendințe Imunol. 2017;38:248-260.

35. Chen YS, Chen QZ, Wang ZJ, Hua C. Efectele antiinflamatorii și hepatoprotectoare ale polizaharidelor Ganoderma lucidum împotriva leziunilor hepatice induse de tetraclorură de carbon la șoarecii Kunming. Farmacologie. 2019;103:143-150.

36. Tian Z, Liu Y, Yang B, et al. Polizaharida Astragalus atenuează colita murină prin inhibarea inflammasomului NLRP3. Planta Med. 2017;83:70-77.

37. Jiang L, Huang J, Lu J, et al. Ganoderma lucidum polizaharidă reduce melanogeneza prin inhibarea efectelor paracrine de keratinocite și fibroblaste prin il-6/STAT3/FGF2 cale. J Cell Physiol. 2019;234:22799-22808.

38. Cai ZN, Li W, Mehmood S, et al. Efectul polizaharidei FMP-1 de la Morchella esculenta asupra melanogenezei în celulele B16F10 și zebră. Mâncare Funct. 2018;9:5007-5015.

39. Zhang C, Li Z, Zhang CY, et al. Caracteristicile moleculare și bioactivitățile polizaharidelor din lucernă (Medicago sativa L.). Nutrienţi. 2019;11:1181.

40. Coconi Linares N, Di Falco M, Benoit-Gelber I, et al. Prezența urmelor componentelor extinde semnificativ răspunsul molecular al Aspergillus niger la guma de guar. New Biotechnol. 2019;51:57-66.

41. Ma H, Zhang K, Jiang Q, et al. Caracterizarea polizaharidelor vegetale din Dendrobium officinale prin tehnici cromatografice multiple și spectrometrice de masă. J Chromatogr A. 2018;1547:29-36.

42. Dong Q, Yao J, Fang JN, Ding K. Caracterizarea structurală și activitatea imunologică a două polizaharide extractibile cu apă rece dinCistanche deserticolaY. C. Ma. Carbohydr Res. 2007;342:1343-1349.

43. Slominski AT, Zmijewski MA, Plonka PM, et al. Cum lumina UV atinge creierul și sistemul endocrin prin piele și de ce. Endocrinologie. 2018;159:1992-2007.

44. Schalke S. Date noi privind tulburările de hiperpigmentare. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2017;31(Suppl 5):18-21.

45. Glassman SJ. Vitiligo, specii reactive de oxigen, și celule T. Clin Sci. 2011;120:99-120.

46. Ristow M. Dezlegare adevărul despre antioxidanți: mitohormesis explică beneficiile pentru sănătate induse de ROS. Nat Med. 2014;20:709-711.

47. Balogun E, Hoque M, Gong P, et al. Curcumina activează gena haem oxygenase-1 prin reglarea Nrf2 și a elementului antioxidant-re-receptiv. Biochem J. 2003;371:887-895.

48. Paine A, Eiz-Vecernia B, Blasczyk R, Immenschuh S. Semnalizarea la hem oxygenase-1 și potențialul său terapeutic antiinflamator. Biochem Pharmacol. 2010;80:1895-1903.

49. Slominski A, Paus R, Schadendorf D. Melanocite ca celule "senzoriale" și de reglementare în epidermă. J Theor Biol. 1993;164:103-120.

50. Slominski RM, Zmijewski MA, Slominski AT. Rolul pigmentului melaninei în melanom. Exp Dermatol. 2015;24:258-259.

51. Slominski A, Kim TK, Brozyna AA, et al. Rolul melanogenezei în reglarea comportamentului melanomului: melanogeneza duce la stimularea expresiei HIF-1alpha și a căilor însoțitoare dependente de HIF. Arch Biochem Biophys. 2014;563:79-93.