Povzetek:

Nedavne študije so pokazale, da plumbagin deluje protivnetno, protialergično, protibakterijsko in proti raku; vendar še ni bilo dokazano, ali plumbagin zavira sintezo melanina, ki jo povzroča alfa-melanocite stimulirajoči hormon (-MSH), da prepreči hiperpigmentacijo. V tej študiji smo dokazali, da plumbagin znatno zavira -MSH stimulirano sintezo melanina v celicah mišjega melanoma B16F10. Da bi razumeli zaviralni mehanizem plumbagina na sintezo melanina, smo izvedli teste aktivnosti celične ali brezcelične tirozinaze in analizirali ekspresijo genov, povezano z melanogenezo. Dokazali smo, da plumbagin neposredno zavira aktivnost tirozinaze neodvisno od transkripcijskih strojev, povezanih z melanogenezo, ki vključuje transkripcijski faktor, povezan z mikroftalmijo (MITF), tirozinazo (TYR) in s tirozinazo povezan protein 1 (TYRP1). Raziskali smo tudi, ali je plumbagin toksičen za normalne človeške keratinocite (HaCaT) in epitelne celice leče (B3), ki se lahko poškodujejo z uporabo kozmetike za nego kože. Presenetljivo so nižje koncentracije plumbagina (0,5–1 µM) učinkovito zavirale sintezo melanina in aktivnost tirozinaze, vendar ne povzročajo toksičnosti v keratinocitih, epitelijskih celicah leče in celicah mišjega melanoma B16F10, kar kaže, da je plumbagin varen za dermalno uporabo. Ti rezultati skupaj nakazujejo, da je lahko zaradi zaviralnega učinka plumbagina na pigmentacijo sprejemljiva in varna komponenta za uporabo v kozmetičnih formulacijah za nego kože, ki se uporabljajo za beljenje kože.

Glede na ustrezne študije je cistanča pogosta rastlina, ki je znana kot "čudežna rastlina, ki podaljšuje življenje". Njegova glavna sestavina je cistanozid, ki ima različne učinke, kot so antioksidativni, protivnetni in spodbujanje imunske funkcije. Mehanizem med cistanho in beljenjem kože je v antioksidativnem učinku cistanche glikozidov. Melanin v človeški koži nastane z oksidacijo tirozina, ki jo katalizira tirozinaza, oksidacijska reakcija pa zahteva sodelovanje kisika, zato radikali brez kisika v telesu postanejo pomemben dejavnik, ki vpliva na proizvodnjo melanina. Cistanche vsebuje cistanozid, ki je antioksidant in lahko zmanjša nastajanje prostih radikalov v telesu ter tako zavira nastajanje melanina.

Kliknite na Cistanche bienfaits za beljenje

Za več informacij:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Ključne besede:plumbagin; melanogeneza; pigmentacija; tirozinaza

1. Uvod

Melanin je sestavljen iz skupine pigmentov, sintetiziranih v epidermalnih melanocitih, ki ima pomembno vlogo pri obrambi kože pred poškodbami zaradi ultravijoličnega (UV) sevanja [1]. Nenormalna melanogeneza, povečana ali zmanjšana proizvodnja melanina, je tesno povezana z več kožnimi boleznimi, vključno z melanomom in motnjami pigmentacije, kot so kloazma in pege [2,3]. Biosintezo melanina sproži več dražljajev, vključno z UV-sevanjem, vnetnimi citokini in hormonskim signaliziranjem. Natančneje, -melanocite stimulirajoči hormon (-MSH), ki se sprošča iz UV-izpostavljenih keratinocitov, lahko stimulira biosintezo melanina v epidermalnih melanocitih z aktiviranjem osi cAMP-PKA-CREB (ciklični adenozin monofosfat-protein kinaza A-cAMP odgovorni element vezavni protein) [3]. . Aktivirana os cAMP-PKA-CREB vodi do povečanja mRNA, ki kodira transkripcijski faktor, povezan z mikroftalmijo (MITF). MITF poveča gensko izražanje tirozinaze (TYR), s tirozinazo povezanega proteina 2 (TYRP1) in s tirozinazo povezanega proteina 2 (TYRP2) po stimulaciji -MSH v melanocitih [3,4]. Poleg tega so številne signalne poti, ki nadzorujejo celično rast, vključno z mitogen-aktiviranimi protein kinazami (MAPK), ekstracelularno odzivno kinazo (ERK) in AKT, bistvenega pomena za melanogenezo z uravnavanjem stabilnosti in aktivnosti MITF [5].

Encim tirozinaza, multifunkcionalna oksidaza, ki vsebuje baker, igra bistveno vlogo pri biosintezi melanina s kataliziranjem reakcij, v katerih se L-tirozin hidroksilira v L-dihidroksifenilalanin (L-DOPA) in L-DOPA oksidira v o-kinon (dopakinon). ) [5,6]. Zato nekateri zaviralci tirozinaze zavirajo tudi biosintezo melanina, med njimi resveratrol, arbutin in honokiol, ki so bili vsi uporabljeni v kozmetičnih aplikacijah za beljenje kože [7].

Plumbagin je preprost hidroksil-naftokinon, ki je bil najprej ekstrahiran iz korenin rastlin rodu Plumbago in za katerega se je izkazalo, da ima izjemne zdravilne lastnosti [8]. Poročali so o protivnetnem, protirakavem, antialergijskem in antibakterijskem delovanju plumbagina [8, 9]. Dejansko so poročali, da plumbagin zavira aktivacijo nevtrofilcev, angiogenezo in izražanje kolagenaze z zaviranjem topoizomeraze-II, kar kaže na uporabo plumbagina kot možnega zdravila pri zdravljenju revmatoidnega artritisa [10]. Poleg tega je več poročil pokazalo, da ima plumbagin protirakavo delovanje pri več vrstah raka, vključno z rakom dojke [11], prostate [12], jajčnikov [13], pljuč [14], kožnega karcinoma [15] in raka jeter. [16]. Čeprav postaja jasno, da je lahko plumbagin uporaben kot terapevtski poseg pri zdravljenju različnih človeških bolezni, o zaviralnem učinku plumbagina na melanogenezo, povezano s hiperpigmentacijo, nikoli niso poročali.

2. Rezultati

2.1. Kemijska struktura in citotoksični učinki plumbagina v celicah mišjega melanoma B16F10

Pred preučevanjem antimelanogenih učinkov plumbagina smo najprej ocenili njegovo toksičnost v celicah mišjega melanoma B16F10, ki proizvajajo melanin. Kemična struktura plumbagina je prikazana na sliki 1A. Rezultati našega testa citotoksičnosti, kjer koncentracije plumbagina, manjše od 5 µM, niso vplivale na viabilnost celic v celicah B16F10, so prikazani na sliki 1B.

2.2. Plumbagin zavira -MSH-inducirano sintezo melanina v celicah mišjega melanoma B16F10

Nato smo raziskali zaviralne učinke plumbagina na sintezo melanina, ki jo povzroča -melanocite stimulirajoči hormon (-MSH) v celicah B16F10. Dokazali smo, da plumbagin močno zavira -MSH-inducirano kopičenje melanina v kultiviranem mediju celic B16F10 (slika 2A). Da bi potrdili zaviralni učinek plumbagina na -MSH-inducirano sintezo melanina, smo določili zunajcelično ali znotrajcelično vsebnost melanina v odsotnosti ali prisotnosti plumbagina v -MSH-stimuliranih celicah B16F10. Sliki 2B in C kažeta, da plumbagin bistveno zmanjša zunajcelično in znotrajcelično vsebnost melanina.

2.3. Plumbagin ne uravnava -MSH-inducirane melanogeneze izražanja genov in kaskade prenosa signala

Ker je transkripcijski faktor, povezan z mikroftalmijo (MITF), bistven transkripcijski faktor, ki uravnava izražanje genov, povezanih z melanogenezo, prek osi -MSH-PKA-CREB, smo raziskali, ali lahko plumbagin uravnava izražanje genov, posredovano z MITF, povezano z melanogenezo. Najprej smo določili časovno točko maksimalne ekspresije gena melanogeneze za MITF, tirozinazo (TYR) in protein 1 (TYRP1), povezan s tirozinazo, pod -MSH stimulacijo. MITF je po 2-urnem zdravljenju z -MSH močno povečan (slika 3A). TYR in TYRP1 sta se dramatično povečala po 48 urah zdravljenja z -MSH (slika 3A). Ravni beljakovin MITF in tirozinaze so se povečale kot odziv na zdravljenje z -MSH in jih zdravljenje s plumbaginom ni zavrlo (slika 3B). Dosledno plumbagin ni zaviral ravni mRNA MITF, TYR in TYRP1 po stimulaciji z -MSH, kar kaže na to, da plumbagin ne uravnava transkripcijskega mehanizma, povezanega z izražanjem genov melanogeneze v celicah B16F10 (slika 3C). Ker sta fosforilacija in aktivacija AKT, ERK1/2 in CREB (glavne kaskade za prenos signala, ki uravnavajo melanogenezo) potrebni za melanogenezo [3], smo nadalje raziskali, ali plumbagin uravnava te z melanogenezo povezane poti prenosa signala. Naši rezultati, opisani na sliki 3D, kažejo, da plumbagin ne spremeni signalizacije AKT, ERK1/2 ali CREB po zdravljenju z -MSH.

2.4. Plumbagin zavira aktivnost tirozinaze

Ker je jasno, da bi lahko bili naravni izdelki, ki neposredno ali posredno zavirajo tirozinazo, koristni za razvoj kozmetičnih izdelkov za beljenje kože, smo nato raziskali zaviralni učinek plumbagina na aktivnost encima tirozinaze. V tej študiji smo dokazali, da plumbagin znatno zavira -MSH-inducirano encimsko aktivnost celične tirozinaze v celicah B16F10 (slika 4A). Da bi razumeli, ali plumbagin neposredno ali posredno zavira aktivnost tirozinaze, so izmerili aktivnost tirozinaze brez celic. Plumbagin močno zavira tudi L-DOPA oksidacijsko aktivnost tirozinaze, pridobljene iz gob, kar nakazuje, da plumbagin zavira melanogenezo z neposrednim zaviranjem aktivnosti tirozinaze (slika 4B). Poleg tega so pri vzorcih, obdelanih z vitaminom C in plumbaginom v koncentracijah od 0, opazili znatno povečanje aktivnosti lovljenja radikalov z uporabo testa 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH).1 do 5 mg/ml. Posledično je 5 mg/ml plumbagina pokazalo podoben učinek na aktivnost odstranjevanja radikalov kot 0,1 mg/ml vitamina C (slika 4C).

2.5. Plumbagin ni strupen za normalne keratinocite in epitelne celice leče

Ker so kozmetični izdelki, kot je krema za kožo, za zunanjo uporabo in bi citotoksičnost lahko povzročila težave s kožo, smo dodatno raziskali, ali je plumbagin toksičen za normalne keratinocite (HaCaT) in epitelne celice leče (B3) in ali je lahko koristen za razvoj beljenja kože kozmetika. Posledično smo ugotovili, da nižje koncentracije plumbagina (1–5 µM) ne povzročajo toksičnosti v celicah HaCaT in B3, vendar so učinkovite pri zaviranju sinteze melanina (slika 5A). Poleg tega plumbagin ni induciral H2AX, povezanega s poškodbo DNA, in ni zmanjšal proteinov poli (ADP-riboza) polimeraze (PARP) in kaspaze-3, povezanih s celično apoptozo, v celicah HaCaT in B3 (slika 5B), kar kaže, da lahko plumbagin biti sprejemljiva za uporabo v izdelkih za beljenje kože brez kakršne koli dermalne toksičnosti

Za več informacij: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501