Προστατευτικές επιδράσεις του Cistanche Tubulosa έναντι της επαγόμενης από H2O2/UVB αποικοδόμησης κολλαγόνου δερματικών ινοβλαστών μέσω Hsa-microRNA-4535-μεσολαβούμενης από TGF/Smad Signaling

May 10, 2023

ΑΦΗΡΗΜΕΝΗ

Αυτή η μελέτη είχε ως στόχο να διερευνήσει τον μηχανισμό που κρύβεται πίσω από τις προστατευτικές επιδράσεις του cistanche έναντι βλάβης που προκαλείται από H2O2/UVB χρησιμοποιώντας in vitro και in vivo μοντέλα φωτοφθοράς. Επιπλέον, εντοπίσαμε τη συμμετοχή της ρύθμισης του miRNA σε αυτή τη διαδικασία. Οι ανθρώπινοι δερματικοί ινοβλάστες HS68 που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με H2O2/UVB και γυμνοί ποντικοί C57BL/6J που προκλήθηκαν από UVB χρησιμοποιήθηκαν ως in vitro και in vivo μοντέλα φωτοφθοράς. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότιθεραπεία με κιστάνοςανακούφισε την επαγόμενη από το H2O2/UVB μείωση της βιωσιμότητας των κυττάρων, την εξασθένηση της σηματοδότησης TGF/Smad και τη γήρανση του δέρματος. Με βάση τα αποτελέσματα αναλύσεων συστοιχιών microRNA και αναζητήσεων σε βάσεις δεδομένων, το has-miR-4535 αναγνωρίστηκε ως ένα πιθανό υποψήφιο miRNA που στοχεύει το Smad4. In vitro,θεραπεία με κιστάνοςενεργοποίησε το σύμπλεγμα Smad2/3/4 και ανέστειλε την έκφραση hsa-miR-4535 σε κύτταρα εκτεθειμένα σε H2O2/UVB. In vivo, η τοπική εφαρμογή χαμηλών (12 mg/kg) και υψηλών δόσεων (24 mg/kg) cistanche στο ραχιαίο δέρμα γυμνών ποντικών C57BL/6J ανακούφισε σημαντικά τη φωτοφθορά του δέρματος που προκαλείται από την UVB προάγοντας τη σηματοδότηση σύνθεσης κολλαγόνου TGF/Smad. αναγωγικόςεπιδερμική υπερπλασία, σχηματισμός ρυτίδων καιγήρανση του δέρματος, καθώςαναστέλλοντας την έκφραση hsa-miR-4535Συνολικά, τα ευρήματά μας υποδεικνύουν μια σύνδεση μεταξύ του hsa-miR-4535 και της σηματοδότησης σύνθεσης κολλαγόνου TGF/Smadκαι προτείνουμε αυτούς τους παράγοντες να εμπλέκονται στηνφωτοπροστατευτικός μηχανισμός τουκιστανάκισε δερματικούς ινοβλάστεςεναντίον του Χ2O2/Γήρανση που προκαλείται από την UVB. Τα στοιχεία έδειχναν ότικιστανάκιμεαντιγηραντικές ιδιότητεςμπορεί να είναιθεωρείται ως συμπλήρωμα σε προϊόντα περιποίησης δέρματος.

Cistanche Anti-Aging

Κάντε κλικ εδώ για να αποκτήσετε προϊόντα αντιγήρανσης Cistanche

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Τα κλινικά σημάδια της γήρανσης του ανθρώπινου δέρματος περιλαμβάνουν αυξημένες ρυτίδες, χαλαρότητα και ακανόνιστη μελάγχρωση [1]. Η διαδικασία της γήρανσης του δέρματος είναι περίπλοκη και μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: την ενδογενή γήρανση και την εξωγενή γήρανση. Η εσωτερική γήρανση οφείλεται στο πέρασμα του χρόνου και σε γενετικούς παράγοντες, ενώ η εξωτερική γήρανση, που ονομάζεται επίσης φωτογήρανση, προκύπτει κυρίως από την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία [2, 3]. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι άφθονα δραστικά είδη οξυγόνου (ROS) δημιουργούνται κατά τη διάρκεια τόσο της εσωτερικής όσο και της εξωγενούς γήρανσης. Η συσσώρευση ROS μπορεί να προκαλέσει σηματοδότηση ενεργοποιημένης από μιτογόνο πρωτεϊνική κινάση (MAPK) και να ενεργοποιήσει τον παράγοντα μεταγραφής της, την πρωτεΐνη ενεργοποιητή-1 (AP-1). Το ενεργοποιημένο AP-1 μπορεί να μετατοπιστεί στον πυρήνα και να συνδεθεί με τις περιοχές υποκινητή των μεταλλοπρωτεϊνασών μήτρας (MMPs) [4]. Τα MMPs είναι μια μεγάλη ομάδα ενδοπεπτιδάσης που εξαρτάται από ψευδάργυρο, που συμβάλλει στην αποικοδόμηση της εξωκυτταρικής μήτρας του δέρματος (ECM). Ειδικότερα, η MMP-1, μια κολλαγενάση, εμπλέκεται στη διάσπαση των τύπων κολλαγόνου I και III [5]. Οι τύποι κολλαγόνου I και III, τα κύρια συστατικά της ECM, είναι ικανά να προσφέρουν στήριξη και δύναμη στο χόριο του δέρματος και η διάταξή τους οδηγεί στη χαρακτηριστική ρυτίδωση και χαλάρωση του γερασμένου δέρματος [6]. Ο μετασχηματιζόμενος αυξητικός παράγοντας-βήτα (TGF) είναι μια πανταχού παρούσα και ισχυρή κυτοκίνη με τρεις διαφορετικές ισομορφές, TGF 1, TGF 2 και TGF 3, που μπορεί να ρυθμίσει θετικά τη σύνθεση κολλαγόνου στο ανθρώπινο δέρμα [2]. Οι TGF εκκινούν το σήμα τους αλληλεπιδρώντας με συγκεκριμένα σύμπλοκα υποδοχέα κινάσης σερίνης/θρεονίνης στην επιφάνεια των κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των τύπων υποδοχέα TGF I (TRI) και II (T RII). Η φωσφορυλίωση TRI πυροδοτεί τη φωσφορυλίωση των R-Smads (Smad2 και Smad3). Τα ενεργοποιημένα R-Smads αλληλεπιδρούν με το Smad4 για να ρυθμίσουν τη μετατόπιση του πυρήνα του και να ενεργοποιήσουν μεταγραφικά τους τύπους κολλαγόνου I και III μέσω της δέσμευσης σε προαγωγείς των στοιχείων Smad-binding (SBE) [7, 8]. Τα αυξανόμενα στοιχεία δείχνουν ότι η αυξημένη παραγωγή ROS, που προκαλείται από εγγενή ή φωτογήρανση, συμβάλλει στην εξασθένιση της σηματοδοτικής οδού TGF/Smad, η οποία με τη σειρά της οδηγεί σε μειωμένη σύνθεση κολλαγόνου στους δερματικούς ινοβλάστες του ανθρώπινου δέρματος [9, 10].

Cistanche Anti-Aging


το cistanche (3,5,7-τριυδροξυφλαβόνη), ένα φυσικό μέλος της οικογένειας των φλαβονοειδών, είναι άφθονο στο Alpinia officinarum και στην πρόπολη. Το cistanche είναι πιθανός υποψήφιος για τη θεραπεία του ισχαιμικού εγκεφαλικού επεισοδίου, του διαβήτη και διαφορετικών τύπων καρκίνου [11-13]. Επιπλέον, το cistanche έχει ριζικές σαρωτικές και αντιφλεγμονώδεις δράσεις [14, 15]. Προηγουμένως δείξαμε ότι το κιστάνσε μείωσε τη φλεγμονή που προκάλεσε το H2O2- και προώθησε το σχηματισμό κολλαγόνου μέσω των οδών σηματοδότησης του υποδοχέα του αυξητικού παράγοντα 1 που μοιάζει με ινσουλίνη (IGFI-R)/ERK1/2 στα κύτταρα HS68 [16, 17]. Επιπλέον, μια μελέτη έδειξε ότι το cistanche αναγνωρίστηκε ως ένωση του Alpinia officinarum και έχει ανασταλτικά αποτελέσματα της κολλαγενάσης σε κύτταρα δερματικών ινοβλαστών [18]. Ωστόσο, είναι άγνωστος ένας πιο λεπτομερής μοριακός μηχανισμός που σχετίζεται με τον τρόπο με τον οποίο το cistanche ρυθμίζει τη γήρανση του δέρματος.

Τα MicroRNA (miRNAs) είναι μια ομάδα μικρών, μονόκλωνων, μη κωδικοποιητικών μορίων RNA με μέσο μήκος 22 νουκλεοτιδίων. Τα ώριμα miRNA μεταγράφονται από αλληλουχίες DNA. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα ώριμα miRNA συνδέονται με τις 3'-αμετάφραστες περιοχές (UTRs) των mRNA-στόχων για να αποσιωπήσουν τη μετάφραση του mRNA [19]. Στο ανθρώπινο δέρμα, τα miRNA παίζουν κρίσιμους ρόλους στη ρύθμιση του μεταβολισμού των κυττάρων, του καρκίνου, της γήρανσης και του σχηματισμού κολλαγόνου [20-23]. Για παράδειγμα, το miR-377 μπορεί να προκαλέσει γήρανση των δερματικών ινοβλαστών μέσω της αναστολής της έκφρασης της μεθυλοτρανσφεράσης 1 του DNA (DNMT1), η οποία στη συνέχεια οδηγεί σε λιγότερη μεθυλίωση στον υποκινητή p53 και στη γήρανση των δερματικών ινοβλαστών [22]. Το προφίλ miRNA στη βλάβη που προκαλείται από την UVB στο ανθρώπινο δέρμα

κύτταρα θηλώματος (nHDPs) είχαν διερευνηθεί προηγουμένως [24]. Ωστόσο, ο τρόπος που προκαλείται από την UVB γήρανση των δερματικών ινοβλαστών μέσω της ρύθμισης του miRNA, ειδικά στη συμμετοχή της φυσικής ένωσης είναι σε μεγάλο βαθμό άγνωστος. Αυτή η μελέτη είχε ως στόχο να διερευνήσει τα προστατευτικά αποτελέσματα του cistanche έναντι της δερματικής βλάβης που προκαλείται από H2O2/UVB καθώς και του ρόλου της αποικοδόμησης του κολλαγόνου που προκαλείται από microRNA σε αυτή τη διαδικασία. Επιδιώξαμε περαιτέρω να αναγνωρίσουμε τα microRNA που εμπλέκονται στη ρύθμιση της σύνθεσης κολλαγόνου.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Το cistanche αναστέλλει την επαγόμενη από την UVB/H2O2-κυτταροτοξικότητα σε ανθρώπινους δερματικούς ινοβλάστες HS68

Για τη διερεύνηση της κυτταροτοξικότητας του cistanche (Εικόνα 1Α) in vitro, τα κύτταρα HS68 υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με διαφορετικές δόσεις cistanche (0, 10, 20, 30, 40, 50 μM) για 24 ώρες. Τα αποτελέσματα της δοκιμασίας ΜΤΤ έδειξαν ότι το cistanche δεν ήταν κυτταροτοξικό για τα κύτταρα HS68 (Εικόνα 1Β). Στη συνέχεια, εκθέσαμε κύτταρα HS68 σε διαφορετικές δόσεις H2O2 (0, 100, 150, 200, 250, 300 μM) και UVB (0, 25, 30, 40, 50, 60 mJ/cm²) για 24 ώρες. Η θεραπεία με H2O2 και UVB μείωσε τη βιωσιμότητα των κυττάρων με δοσοεξαρτώμενο τρόπο (Εικόνα 1C, 1D). Για να αξιολογήσουμε τις κυτταροπροστατευτικές ιδιότητες του cistanche μετά από έκθεση σε H2O2 και UVB, αντιμετωπίσαμε το κύτταρο HS68 με διαφορετική συγκέντρωση cistanche (10, 20, 30 μM) μετά από H2O2- (200 μM) και UVB-επαγόμενη (40 mJ/cm² ) βλάβη. Η θεραπεία μόνο με H2O2 ή UVB

μείωσε σημαντικά (40 τοις εκατό) τη βιωσιμότητα των κυττάρων HS68. Ωστόσο, η θεραπεία με cistanche απέτρεψε τον κυτταρικό θάνατο με τρόπο εξαρτώμενο από τη συγκέντρωση (Εικόνα 1Ε, 1ΣΤ). Υψηλότερη συγκέντρωση του cistanche (30 μM) μείωσε σημαντικά την κυτταροτοξικότητα που προκλήθηκε από το H2O2- και την UVB. Ως εκ τούτου, η δόση των 30 μM cistanche χρησιμοποιήθηκε σε μετέπειτα in vitro μελέτες για την αξιολόγηση της προστατευτικής

επιδράσεις στα κύτταρα HS68.



Το cistanche εξασθενεί την επαγόμενη από H2O2-γήρανση των κυττάρων HS68 παρά την απόπτωση

Για να προσδιορίσουμε εάν η μείωση της κυτταρικής βιωσιμότητας οφειλόταν σε κυτταρικό θάνατο ή αναστολή ανάπτυξης, ελέγξαμε την έκφραση αρκετών δεικτών απόπτωσης και επιβίωσης με western blotting σε κύτταρα HS68 που εκτέθηκαν σε διαφορετικές δόσεις H2O2 (50, 100, 200, 300, 400 μM) για 24 ώρες. Βρήκαμε σημαντικά μειωμένη έκφραση δεικτών επιβίωσης, όπως το p-Akt, και αυξημένη έκφραση του

apoptosis-related markers, such as cleaved-caspase 3 and cytochrome c, at concentrations >200 μM H2O2 (Εικόνα 2Α). Επιπλέον, πραγματοποιήσαμε κυτταρομετρία ροής για να αξιολογήσουμε αποπτωτικά κύτταρα χρησιμοποιώντας χρώση Annexin V και PI και παρατηρήσαμε παρόμοια αποτελέσματα. Συνολικά, 200 μΜ H2O2 δεν προκάλεσαν απόπτωση των κυττάρων HS68 (Εικόνα 2Β). Στη συνέχεια, εντοπίσαμε την έκφραση πολλών
δείκτες γήρανσης, όπως p16, p21 και SA- -gal, για τον προσδιορισμό των γηρασμένων κυττάρων. Τα αποτελέσματά μας έδειξαν ότι η θεραπεία με cistanche μείωσε σημαντικά τα επίπεδα πρωτεΐνης p16 και p21 που προκλήθηκαν από H2O2-καθώς και τον αριθμό των SA- -θετικών σε gal κυττάρων (Εικόνα 2C, 2D).



Cistanche Anti-Aging

Σχήμα 1. το cistanche αναστέλλει την επαγόμενη από UVB/H2O2-κυτταροτοξικότητα σε ανθρώπινους δερματικούς ινοβλάστες HS68. (Α) Η χημική δομή του cistanche. (Β) Κυτταρική βιωσιμότητα των κυττάρων HS68 που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με διαφορετικές συγκεντρώσεις κίστανχου (10, 20, 30, 40, 50 μΜ ) για 24 ώρες. (C και D) Κυτταρική βιωσιμότητα κυττάρων HS68 που εκτέθηκαν σε διαφορετικές δόσεις H2O2 (100, 150, 200, 250, 300 μΜ) ή ακτινοβολήθηκαν με UVB (25, 30, 40, 50, 60 J/cm2) για 24 ώρες. (Ε και ΣΤ) Κυτταρική βιωσιμότητα κυττάρων HS68 που εκτέθηκαν σε H2O2 (200 μΜ) ή ακτινοβολήθηκαν με UVB (40 J/cm2) για 1 ώρα και στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με κίστανχο (10, 20, 30 μΜ) για 23 ώρες. Τα κυτταροπροστατευτικά αποτελέσματα του cistanche προσδιορίστηκαν με τη δοκιμασία ΜΤΤ. Τα κύτταρα ελέγχου έλαβαν 100 τοις εκατό βιωσιμότητα. Οι τιμές εμφανίζονται ως μέσος όρος ± SE. Εμφανίζεται η ποσοτικοποίηση των αποτελεσμάτων (n=3) *P <0,05, **P <0,01, ***P <0,001 έναντι μη επεξεργασμένων κυττάρων ελέγχου. ##P < 0,01, ###P < 0,001 έναντι κυττάρων που έχουν υποστεί επεξεργασία με H2O2 ή UVB.

Cistanche Anti-Aging

Το cistanche εξασθενεί την παραγωγή ενδοκυτταρικού/μιτοχονδριακού ROS που προκαλείται από την UVB/H2O2-και την ανισορροπία MMP στα κύτταρα HS68
Το οξειδωτικό στρες παίζει βασικό ρόλο σε διάφορες ασθένειες και μπορεί να προκληθεί από ενδογενείς ή εξωγενείς παράγοντες. Εδώ, χρησιμοποιήσαμε το H2O2 ως ενδογενές και την UVB ως εξωγενή παράγοντα για να προκαλέσουμε οξειδωτική βλάβη και στη συνέχεια διερευνήσαμε τις δραστηριότητες εξάλειψης των ROS του κίστανχου. Για τον προσδιορισμό των πηγών ROS, MitoSOX και DCFH-DA χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό των ενδοκυτταρικών και μιτοχονδριακών ROS. Τα αποτελέσματα της χρώσης έδειξαν ότι η επεξεργασία με H2O2 και UVB προκάλεσε συσσώρευση ROS ενώ η θεραπεία με cistanche μείωσε τη δημιουργία ROS (Εικόνα 3Α, 3Β). Επιπλέον, καθώς η μη ισορροπημένη MMP μπορεί να προκαλέσει κυτταρικό θάνατο, χρησιμοποιήσαμε το JC-1 για να προσδιορίσουμε τις αλλαγές στο MMP. Τα φυσιολογικά μιτοχόνδρια φθορίζουν κόκκινο (JC-1 διμερή) ενώ τα εξασθενημένα μιτοχόνδρια φθορίζουν πράσινα (JC-1 μονομερή). Η έκθεση σε UVB και H2O2 προκάλεσε υψηλά επίπεδα πράσινου φθορισμού. Σημειωτέον, η θεραπεία με κιστάνχη μετατόπισε τον πράσινο φθορισμό σε κόκκινο, υποδεικνύοντας αναβίωση των μιτοχονδριακών λειτουργιών (Εικόνα 3C).


Το cistanche εξασθενεί την επαγόμενη από H2O2-διαταραχή της οδού σύνθεσης κολλαγόνου TGF/Smad στα κύτταρα HS68

Η σηματοδότηση TGF / Smad ευνοεί τον σχηματισμό κολλαγόνου στους δερματικούς ινοβλάστες του ανθρώπινου δέρματος [25-27]. Ως εκ τούτου, διερευνήσαμε τον ρόλο του cistanche στη σύνθεση κολλαγόνου μέσω της οδού TGF / Smad σε κύτταρα HS68 που εκτέθηκαν σε H2O2. Τα αποτελέσματα Western blot έδειξαν ότι το cistanche ενίσχυσε σημαντικά τη σηματοδότηση TGF/Smad καθώς και τη σύνθεση κολλαγόνου σε H2O2-εκτεθειμένα κύτταρα HS68 (Εικόνα 4Α). Επιπλέον, η αποδιοργάνωση του κολλαγόνου τύπου Ι και ΙΙΙ είναι ένα από τα τυπικά χαρακτηριστικά των γηρασμένων ινοβλαστών του δέρματος [28]. Δεδομένου ότι η οικογένεια MMP έχει εμπλακεί στον καταβολισμό του κολλαγόνου [29], στη συνέχεια επιβεβαιώσαμε την επίδραση του cistanche στην ενεργοποίηση του MMP{11}}. Βρήκαμε ότι το cistanche εμπόδισε την αποικοδόμηση κολλαγόνου στα κύτταρα HS68 καταστέλλοντας το επίπεδο H2O2-ενισχυμένου MMP-1 (Εικόνα 4Α).

Επιπλέον, εντοπίσαμε τον υποκυτταρικό μοριακό μηχανισμό που βρίσκεται στη βάση αυτής της προστατευτικής δράσης συγκρίνοντας τα κύτταρα HS68 που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με H2O2 μόνο ή συν-επεξεργασμένα με cistanche χρησιμοποιώντας ανοσοκηλίδωση και χρώση ανοσοφθορισμού. Η θεραπεία με cistanche αύξησε την πυρηνική συσσώρευση του p-smad2/3 και του Smad4 που διαταράχθηκε από την έκθεση στο H2O2 στα κύτταρα HS68

(Εικόνα 4Β, 4Γ). Αυτά τα ευρήματα έδειξαν ότι το cistanche μπορεί να βελτιώσει τον κατακερματισμό του κολλαγόνου που προκαλείται από H2O2- ενεργοποιώντας την οδό TGF /Smad στα κύτταρα HS68.


Cistanche Anti-Aging


Σχήμα 2. το cistanche εξασθενεί τη γήρανση των κυττάρων HS68 που προκαλείται από H2O2- παρά την απόπτωση. (Α) Τα κύτταρα HS68 εκτέθηκαν σε διαφορετικές δόσεις Η2Ο2 (50, 100, 200, 300, 400 μΜ) για 24 ώρες. Η απόπτωση και οι δείκτες που σχετίζονται με την επιβίωση ανιχνεύθηκαν με στύπωμα western. (Β) Κύτταρα χρωματισμένα με αννεξίνη V & PI αναλύθηκαν με κυτταρομετρία ροής για να ταυτοποιηθούν τα αποπτωτικά κύτταρα υπό έκθεση σε H2O2. (C) Τα κύτταρα HS68 ήταν
εκτέθηκαν σε H2O2 (200 μΜ) για 1 ώρα και στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με κίστανχο (30 μΜ) για 23 ώρες. Δείκτες γήρανσης όπως ρ16 και ρ21 ανιχνεύθηκαν με στύπωμα western. Το GAPDH χρησιμοποιήθηκε ως έλεγχος φόρτωσης. (D) Τα γηρασμένα κύτταρα ανιχνεύθηκαν χρησιμοποιώντας κιτ ανίχνευσης γαλακτοσιδάσης που σχετίζεται με τη γήρανση (SA{{{0}} gal). Τα θετικά σε gal κύτταρα SA{11}}εμφανίζονται με πράσινο χρώμα. (Γ) Οι τιμές εμφανίζονται ως μέσος όρος ± SE. Εμφανίζεται η ποσοτικοποίηση των αποτελεσμάτων (n=3) **P < 0,01, ***P < 0,001 έναντι μη επεξεργασμένων κυττάρων ελέγχου. ##P < 0,01, ###P < 0,001 έναντι κυττάρων που έχουν υποστεί επεξεργασία με H2O2-.


Η θεραπεία με cistanche μειώνει την επαγόμενη από H2O2-προκαλούμενη προς τα πάνω ρυθμιζόμενη έκφραση του hsa-miR-4535, η οποία προβλέπεται να στοχεύει το Smad4
Η ανάλυση συστοιχίας miRNA των κυττάρων HS68 που υποβλήθηκαν σε αγωγή με cistanche αποκάλυψε ότι η έκφραση hsa-miR-4535 μειώθηκε στην ομάδα που έλαβε θεραπεία με cistanche σε σύγκριση με εκείνη στην ομάδα ελέγχου (Εικόνα 5Α). Περαιτέρω, χρησιμοποιώντας βάσεις δεδομένων miRNA, όπως miRDB και TargetScanHuman, προβλέψαμε μια υποτιθέμενη συντηρημένη τοποθεσία στόχο για hsa-miR-4535 στο Smad4-3'-UTR (Εικόνα 5Β). Μετά την επιβεβαίωση της τοποθεσίας στόχου, οι κατασκευές αναφοράς Smad{4-3′-UTR-WT και Smad4-3′-UTR MT διαμολύνθηκαν σε κύτταρα HS68 για να επαληθευτεί η άμεση σύνδεση του hsa-miR-4535 σε Smad4-
3′-UTR. Παρατηρήσαμε μείωση 50 τοις εκατό στις δραστηριότητες της λουσιφεράσης μεταξύ των ομάδων άγριου τύπου και μεταλλαγμένων Smad4-3'-UTR που ακολούθησαν μιμητικές επιμολύνσεις hsa-miR-4535 (Εικόνα 5Γ). Στη συνέχεια, αξιολογήσαμε τις επιδράσεις του H2O2 (100.200 μM) στη ρύθμιση του hsa-miR-4535 και του Smad 4 στα κύτταρα HS68 και βρήκαμε ότι το H2O2 εξαρτώμενα από τη δόση ενίσχυε το hsa-miR-4535 και κατέστειλε το Smad4 RNA έκφραση (Εικόνα 6Α, 6Β). Επιπλέον, αυτή η τάση στην έκφραση του hsa-miR-4535 και του Smad4 αντιστράφηκε μετά από θεραπεία με cistanche, υποδεικνύοντας ότι η ρύθμιση της σηματοδότησης Smad μπορεί να εμπλέκεται στην ανακούφιση που προκαλείται από το cistanche της H2O{29}}επαγόμενης βλάβης των κυττάρων HS68 ( Εικόνα 6C, 6D). Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι το cistanche εξασθενεί την επαγόμενη από H2O2-διαταραχή της οδού TGF /Smad μειώνοντας την έκφραση hsa-miR-4535 στους δερματικούς ινοβλάστες του ανθρώπινου δέρματος.


image

Σχήμα 4. το cistanche εξασθενεί την επαγόμενη από H2O2-διαταραχή της οδού σύνθεσης κολλαγόνου TGF/Smad στα κύτταρα HS68. (Α) Τα κύτταρα HS68 εκτέθηκαν σε H2O2 (200 μΜ) για 1 ώρα και στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με σιτανχ (30 μΜ) για 23 ώρες. Η πρωτεϊνική έκφραση των συστατικών οδού που σχετίζονται με τη σύνθεση κολλαγόνου (TGF, p-smad2/3, Smad4, COL1A1, COL3A1) και η πρωτεΐνη που σχετίζεται με την αποικοδόμηση κολλαγόνου (MMP-1) ανιχνεύθηκε με στύπωμα western. (Β) Η έκφραση πρωτεΐνης των p-smad2/3, Smad4 στα πυρηνικά και κυτοσολικά κλάσματα ανιχνεύθηκε με στύπωμα western. Το GAPDH χρησιμοποιήθηκε ως έλεγχος φόρτωσης. Οι τιμές εμφανίζονται ως μέσος όρος ± SE. Εμφανίζεται η ποσοτικοποίηση των αποτελεσμάτων (n=3) *P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0,001 vs. μη επεξεργασμένα κύτταρα ελέγχου. #P < 0,05, ##P < 0,01, ###P < 0,001 έναντι κυττάρων που έχουν υποστεί επεξεργασία με H2O2-. (Γ) Anti-p-Smad2/3, αντίσωμα Smad4 και δευτερεύον αντίσωμα συζευγμένο με FITC/PE χρησιμοποιήθηκαν για την ανίχνευση της έκφρασης p-Smad2/3 (πράσινο), Smad4 (κόκκινο). Το DAPI έδειξε τη θέση του πυρήνα (μπλε). Οι εικόνες καταγράφηκαν χρησιμοποιώντας μικροσκόπιο φθορισμού (200×).


Cistanche Anti-Aging

Η διαμόρφωση του Smad4 από το hsa-miR-4535 εμπλέκεται στη σύνθεση κολλαγόνου σε H2O2-εκτεθειμένους δερματικούς ινοβλάστες ανθρώπινου δέρματος

Για να προσδιορίσουμε περαιτέρω τους μηχανισμούς με τους οποίους το hsa-miR-4535 ασκεί την επίδρασή του στην έκφραση του Smad4 και στην κατάντη σηματοδότηση του στα κύτταρα HS68, επιμολύναμε κύτταρα HS68 με μιμητές ή αναστολείς hsa-miR-4535 και μετρήσαμε το Smad4 και την κατάντη έκφρασή του κολλαγόνου. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αναστολή του hsa-miR-4535 από τον αναστολέα hsa-miR-4535 ανέστρεψε σημαντικά την καθοδική ρύθμιση του Smad4 mRNA και της έκφρασης πρωτεΐνης σε κύτταρα HS68 που έλαβαν θεραπεία με H2O2- (Εικόνα 7A-7C) . Επιπλέον, η καταστολή του hsa-miR-4535 μερικώς αποκατέστησε το H2O{2-προκάλεσε έκπτωση των COL1A1 και COL3A1 σε κύτταρα HS68 που έλαβαν H2O2-(Εικόνα 7C).

Αντίθετα, η ενισχυμένη έκφραση hsa-miR-4535 ως αποτέλεσμα της μιμητικής επιμόλυνσης hsa-miR-4535 μπλόκαρε την προκαλούμενη από το cistanche ανοδική ρύθμιση του Smad4 σε κύτταρα HS68 που εκτέθηκαν σε H2O2 (Εικόνα 7D–7F). Η υπερέκφραση του έχει miR-4535 μείωσε μερικώς τα επίπεδα COL1A1 και COL3A1 που προκαλούνται από το cistanche (Εικόνα 7ΣΤ). Η υπερέκφραση του hsa-miR-4535 (Εικόνα 8A–8C) ή η αναστολή του Smad4 από το siRNA (Εικόνα 8D, 8E) οδήγησε σε μειωμένη σύνθεση κολλαγόνου υπό θεραπεία με cistanche μετά από έκθεση σε H2O2. Παραδόξως, διαπιστώσαμε ότι και οι δύο κατευθύνουν το Smad4

η σίγαση και οι θεραπείες με hsa-miR-4535 μιμούνται την αντίστροφη επαγόμενη από το cistanche σύνθεση κολλαγόνου σε κύτταρα HS68 που έχουν υποστεί αγωγή με H2O2-. Συνολικά, καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι το cistanche ρύθμιζε τη σύνθεση κολλαγόνου, πιθανώς μέσω της μείωσης του επιπέδου hsa-miR-4535 για την ενίσχυση της σηματοδότησης Smad4 σε κύτταρα HS68 που εκτέθηκαν σε H2O2.


image



Εικόνα 5. Το Hsa-miR-4535 στοχεύει το Smad4. (Α) Η έκφραση MicroRNA σε κύτταρα HS68 που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με cistanche αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας μικροσυστοιχίες. (Β) Διάγραμμα Venn που απεικονίζει πιθανά υποψήφια mRNA που μπορεί να ρυθμιστούν από hsa-miR-4535 με βάση τις βάσεις δεδομένων miRDB και TargetScanHuman. Ανάλυση αλληλουχίας υποτιθέμενων θέσεων δέσμευσης miRNA σε Smad4-3'-UTR mRNA για hsa-miR-4535. Οι αγώνες υποδεικνύονται με ευθείες γραμμές. (Γ) Τα κύτταρα HS68 συν-επιμολύνθηκαν με Smad4-3'-UTR-WT (άγριου τύπου; 0.5 μg/mL) συν μίμηση hsa-miR-4535 (2{ {25}} nM) ή Smad4-3'-UTR MT (μετάλλαγμα; 0.5 μg/mL) συν μίμηση hsa-miR-4535 (20 nM) για 24 ώρες. Η δραστηριότητα της λουσιφεράσης προσδιορίστηκε και κανονικοποιήθηκε σε αυτήν της Renilla. Εμφανίζεται η ποσοτικοποίηση των αποτελεσμάτων (n=3). ***P < 0,001, έναντι της ομάδας μίμησης Smad{4-3′-UTR-MT συν hsa-miR-4535. G1=έλεγχος, G2=cistanche (10 μM), G3=cistanche (30 μM)



Το cistanche ενισχύει την οδό σύνθεσης κολλαγόνου TGF/Smad και εξασθενεί τη γήρανση του δέρματος καθώς και την αναστολή της έκφρασης hsa-miR-4535 σε κύτταρα HS68 που εκτίθενται σε UVBΚαθώς το υπεριώδες φως παίζει σημαντικό ρόλο σε διάφορες διαταραχές του δέρματος, συμπεριλαμβανομένης της φλεγμονής, της ανοσοκαταστολής, του καρκίνου και της πρόωρης γήρανσης [30-32], εξετάσαμε την επίδραση του cistanche στη σηματοδότηση που σχετίζεται με τη σύνθεση κολλαγόνου σε κύτταρα HS68 που εκτίθενται στην ακτινοβολία UVB. Τα πρωτεϊνικά επίπεδα των συστατικών της οδού TGF/Smad και των κατάντη COL1A1 και COL3A1 μειώθηκαν σε κύτταρα HS68 που υποβλήθηκαν σε αγωγή με UVB αλλά ρυθμίστηκαν αποτελεσματικά μετά από θεραπεία με cistanche (Εικόνα 9Α).

Τα αποτελέσματα western blotting επιβεβαίωσαν ότι το cistanche κατέστειλε την ενισχυμένη με UVB έκφραση MMP-1 σε κύτταρα HS68 (Εικόνα 9Α). Επιπλέον, διευκρινίσαμε την αντιγηραντική επίδραση του cistanche σε κύτταρα HS68 που υποβλήθηκαν σε έκθεση σε UVB δείχνοντας ότι το cistanche μείωσε την επαγόμενη από την UVB αύξηση των επιπέδων p16 και p21 (Εικόνα 9Α). Για να εκτιμήσουμε εάν το cistanche θα μπορούσε να μετριάσει τη διάσπαση του κολλαγόνου που προκαλείται από την UVB μέσω της αναστολής του hsa-miR-4535 που στοχεύει το Smad4, ερευνήσαμε τα επίπεδα hsa-miR-4535 και Smad4 σε κύτταρα που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με UVB και cistanche με τη χρήση qPCR. Διαπιστώσαμε ότι η έκφραση hsa-miR-4535 ρυθμίστηκε σημαντικά προς τα πάνω στα εκτεθειμένα σε UVB κύτταρα, αλλά μειώθηκε μετά τη θεραπεία με cistanche. Αντιστρόφως, η έκφραση Smad4 καταστέλλεται από την έκθεση σε UVB και αυτή η καταστολή αντιστράφηκε αξιοσημείωτα με την επεξεργασία με σιτανσά (Εικόνα 9Β, 9C). Συλλογικά, τα ευρήματά μας πρότειναν ότι το cistanche ασκεί παρόμοια αποτελέσματα με το H2O2 για να αποκαταστήσει τη μείωση του σχηματισμού κολλαγόνου που προκαλείται από την UVB καταστέλλοντας τα επίπεδα hsa-miR-4535 έτσι ώστε να προωθηθεί η σηματοδότηση Smad4 στα κύτταρα HS68.



Η τοπική εφαρμογή του cistanche εξασθενεί την υπερπλασία του δέρματος που προκαλείται από την UVB και την αποδόμηση του κολλαγόνου, καθώς και ενισχύει τη σηματοδότηση TGF/Smad στοραχιαίο δέρμα γυμνών ποντικών C57BL6/JΓια να αποσαφηνιστεί η φωτοπροστατευτική επίδραση του cistanche στον τραυματισμό του δέρματος που προκαλείται από την UVB in vivo, αξιολογήσαμε το επίπεδο του microRNA-4535, του Smad4 και των αλλοιώσεων του δερματικού ιστού. Το Σχήμα 10Α δείχνει το σχηματικό για πειραματικό σχεδιασμό και το χρονοδιάγραμμα για τοπική εφαρμογή του cistanche μετά από ακτινοβολία UVB στο ραχιαίο δέρμα γυμνών ποντικών C57BL6/J. Ο σχηματισμός ρυτίδων παρατηρήθηκε στα τμήματα του ραχιαίου δέρματος ποντικών C57BL/6J στην ομάδα που εκτέθηκε σε UVB. Η τοπική εφαρμογή του cistanche μείωσε σημαντικά τον σχηματισμό ρυτίδων, υποδεικνύοντας την αύξηση της περιεκτικότητας σε κολλαγόνο που προκαλείται από το cistanche για τη διατήρηση της ακεραιότητας του δέρματος (Εικόνα 10Β). Επιπλέον, η ιστολογική ανάλυση του δερματικού στρώματος έδειξε ότι η περιεκτικότητα και η πυκνότητα του κολλαγόνου στο δέρμαήταν σημαντικά χαμηλότερα στην ομάδα που ακτινοβολήθηκε με UVB σε σύγκριση με εκείνη στην ομάδα ελέγχου του οχήματος. Ωστόσο, η τοπική εφαρμογή του cistanche (12 mg/kg και 24 mg/kg) που προωθήθηκε αύξησε την περιεκτικότητα και την πυκνότητα κολλαγόνου με τρόπο εξαρτώμενο από τη δόση σε σύγκριση με εκείνον σε ποντικούς που υποβλήθηκαν σε ακτινοβολία UVB (Εικόνα 11). Η μορφολογία του δέρματος αξιολογήθηκε με χρώση Η&Ε. UVBέκθεση αύξησε το πάχος της επιδερμίδας σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου του οχήματος. Ωστόσο, η τοπική εφαρμογή του cistanche ανακούφισε σημαντικά την επαγόμενη από την UVB υπερπλασία της επιδερμίδας (Εικόνα 11). Επιπλέον, η ανοσοϊστοχημική χρώση του -gal που έδειξε εφαρμογή cistanche μείωσε την έκφραση υψηλού -gal σε δέρμα ακτινοβολημένο με UVB (Εικόνα 11). Για να προσδιοριστεί εάν το cistanche μπορεί να βελτιώσει την απώλεια ινών κολλαγόνου που προκαλείται από την UVB μέσω μείωσης της ρύθμισης του hsa-miR-4535 για την ενίσχυση του Smad4 in vivo, η έκφρασή του RNA αξιολογήθηκε στο αποκομμένο δείγμα ραχιαίου δέρματος με qRT-PCR. Η έκφραση hsa-miR-4535 ήταν αυξημένη στο δέρμα που ακτινοβολήθηκε με UVB, αλλά καταστέλλεται σημαντικά στο δέρμα που υποβλήθηκε σε αγωγή με cistanche τόσο σε χαμηλές όσο και σε υψηλές δόσεις. Επιπλέον, τα χαμηλά επίπεδα έκφρασης του RNA Smad4 στο δέρμα που ακτινοβολήθηκε με UVB αποκαταστάθηκαν με θεραπεία με cistanche (Εικόνα 12Α, 12Β)


Επιπλέον, η εφαρμογή cistanche διέσωσε την έκφραση πρωτεΐνης TGF, p smad2/3 και Smad4 σε ιστό δέρματος με μειωμένη UVB (Εικόνα 12C). Τα ευρήματά μας έδειξαν ότι το cistanche θα μπορούσε δυνητικά να προστατεύσει το δέρμα από βλάβες που προκαλούνται από την UVB αναστέλλοντας το hsamiR-4535 για να ενισχύσει την έκφραση Smad4 για την ενεργοποίηση του P-smad2/3 για να προωθήσει τελικά τη σύνθεση κολλαγόνου (Εικόνα 13).


Cistanche Anti-Aging

Σχήμα 9. το cistanche ενισχύει την οδό σύνθεσης κολλαγόνου TGF/Smad και εξασθενεί τη γήρανση του δέρματος καθώς και την αναστολή της έκφρασης hsa-miR-4535 σε κύτταρα HS68 που εκτίθενται σε UVB. Κύτταρα HS68 εκτέθηκαν σε UVB (40 mJ/cm2) και στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με cistanche (30 μΜ) για 23 ώρες. (Α) Πρωτεϊνική έκφραση συστατικών οδού που σχετίζονται με τη σύνθεση κολλαγόνου (TGF, p-smad2/3, Smad4, COL1A1, COL3A1), πρωτεΐνη που σχετίζεται με την αποικοδόμηση κολλαγόνου (MMP{{{0}}) και γήρανση- συνδεδεμένοι δείκτες (ρ16 και ρ21) ανιχνεύθηκαν με στύπωμα western. Το GAPDH χρησιμοποιήθηκε ως έλεγχος φόρτωσης. (Β και Γ) Έκφραση RNA του hsa-miR{-4535 και του Smad4 ανιχνεύθηκε με qRT-PCR. Οι τιμές εμφανίζονται ως μέσος όρος ± SE. Εμφανίζεται η ποσοτικοποίηση των αποτελεσμάτων (n=3) *P < 0.05, **P <0.01, έναντι μη επεξεργασμένων κυττάρων ελέγχου. #P < 0,05, ##P < 0,01 έναντι κυττάρων που εκτίθενται σε UVB.


Ζήτα περισσότερα:

Διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου:wallence.suen@wecistanche.com whatsapp: συν 86 15292862950

Μπορεί επίσης να σας αρέσει