铁皮石斛超滤组分体外抗光老化活性评价及机制初探

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皮肤老化主要由内在老化和外在老化引起,而紫外线造成的光老化是外在老化的主要原因。大量的中波紫外线(UVB)照射导致皮肤活性氧(ROS)累积,消耗细胞内的抗氧化物,造成氧化应激反应,使皮肤产生氧化损伤。铁皮石斛(Dendrobium Officinale Kimura Et Migo),作为天然名贵传统中药,多糖、生物碱是主要活性物质,其中多糖在保湿、抗氧化和抗衰老方面发挥着优异作用。然而,究竟是何种铁皮石斛多糖具有抗光老化的活性研究较少,其机制也不明确。本实验以不同分子量铁皮石斛多糖为主要成分的超滤组分为研究对象,采用UVB诱导的光老化人角质形成细胞(HaCaT)为模型,筛选具有抗光老化的活性组分,并评价其活性、探讨其可能机制,为今后进一步开发铁皮石斛用作护肤品原料提供一定的理论依据。主要研究结果如下:以铁皮石斛干燥茎为原料,通过溶剂提取获得铁皮石斛粗多糖。经膜过滤的方式,分别获得WEA(>10 KDa),WEB(1-10 KDa),WEC(300 Da-1 KDa),WED(<300Da)四个组分。对各组分的可溶性部分进行成分分析及含量测定,分子量检测。WEA可溶性部分主要含有92.41%的多糖,78%的大分子多糖部分平均分子量为299.67 KDa,14.4%的寡糖部分平均分子量为1.1 KDa。WED可溶性部分主要含有64.81%的寡糖。其中寡糖平均分子量是990 Da。经离子色谱检测各组分单糖均由葡萄糖、甘露糖和半乳糖组成,并含有少量木糖和阿拉伯糖。首先建立UVB诱导HaCaT细胞光老化模型,确定UVB照射剂量60 m J·cm-2,待测组分干预时间控制在12 h。基于该模型,通过CCK-8法测定细胞活力,倒置生物显微镜下观察细胞形态,与模型组比较,50μg·m L-1WEA和100μg·m L-1 WED能够恢复40.54%、54.09%的细胞活力(P<0.05,P<0.01),200μg·m L-1的WEA和WED可以明显改善细胞形态。其次通过流式细胞仪测定活性氧(ROS),生化显色反应检测丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)及总抗氧化能力(T-AOC)。WEA和WED分别在100μg·m L-1和50μg·m L-1浓度下ROS含量比模型组降低38.65%和26.74%(P<0.01,P<0.05)。200μg·m L-1 WEA和100μg·m L-1 WED降低了MDA(P<0.05),提高SOD和T-AOC的活力(P<0.05)。说明WEA和WED组分能够抑制光老化HaCaT细胞内ROS的产生,提高细胞内抗氧化物的含量。RT-qPCR技术检测角质层屏障相关蛋白,保湿相关蛋白,炎症因子及基质金属蛋白酶(MMPs)的转录水平。实验结果提示WEA的最低起效浓度是100μg·m L-1,在该浓度下WEA能显著上调丝聚蛋白(FLG)、兜甲蛋白(LOR)和内披蛋白(INV)的m RNA表达,并且恢复水通道蛋白3(AQP-3)、Caspase-14和透明质酸合酶2(HAS2)的转录水平(P<0.05)。WED组分能够显著下调HaCaT细胞内IL-1β,IL-6,TNF-α,IL-8以及MMP-1和MMP-3的m RNA水平,其最低起效浓度为50μg·m L-1(P<0.05)。200μg·m L-1的WEA也能降低IL-1β和MMP-1的转录。WEA表现出优越的屏障修复效应,WED在抗炎和抗基质金属酶上效果显著。高浓度作用下也具有一定的抗炎和抗基质金属酶活性。由于WEA的水溶性部分含有14.4%的寡糖,且单糖组成与WED接近,推测高浓度下WEA所表现出来的抗炎和抗基质金属酶活性与其所含有的寡糖有关。最后通过蛋白免疫印迹检测MAPK信号通路及NF-κB信号通路中的关键信号蛋白。200μg·m L-1 WEA、100μg·m L-1 WED均能降低p38,JNK,c-jun和c-fos的磷酸化(P<0.01,P<0.01,P<0.05,P<0.01)。WEA和WED均能显著抑制IκBα和p65/NF-κB的磷酸化(P<0.05,P<0.01),降低IκBα磷酸化与非磷酸化比值。上述结果提示WEA和WED组分通过逆转紫外线诱导的MAPK和NF-κB两条信号通路的激活,降低炎症和基质金属蛋白酶的表达,从而缓解光老化。
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