مکانیسم های مهار ملانوژنز ناشی از N-(4-متوکسی فنیل) کافه آمید

زمینه:

مشتق کافئین فعالیت آنتی اکسیدانی و آنتی تیروزیناز را نشان می دهد. فعالیت و مکانیسم N-(4-متوکسی فنیل) کافئین (K36E) در ملانوژنز مورد بررسی قرار گرفت.

مواد و روش ها:

سلول های B16F0 با غلظت های مختلف K36E تیمار شدند. محتوای ملانین و انتقال سیگنال مربوطه مورد مطالعه قرار گرفت. از روش وسترن بلات برای تعیین بیان پروتئین استفاده شد، و اسپکتروفتومتری برای شناسایی فعالیت تیروزیناز و محتوای ملانین انجام شد.

نتایج:

نتایج ما نشان داد که K36E باعث کاهش محتوای ملانین ناشی از هورمون محرک ملانوسیت (-MSH) و فعالیت تیروزیناز در سلول‌های B16F0 می‌شود. علاوه بر این، K36E بیان پروتئین آدنوزین مونوفسفات فسفو حلقوی (cAMP) -response element-binding protein, microphthalmia-associated transcription factor (MITF)، تیروزیناز و پروتئین مرتبط با تیروزیناز را مهار کرد (TRP{14} }). K36E فسفوریلاسیون پروتئین کیناز B (AKT) و گلیکوژن سنتاز کیناز 3 بتا (GSK3) را فعال کرد و منجر به مهار فعالیت رونویسی MITF شد. K36E مسیرهای cAMP ناشی از MSH را ضعیف می کند و به هیپوپیگمانتاسیون کمک می کند.

در عین حال، در این تحقیق، کاربرد جدیدی از گلیکوزیدهای کل گیاه سیستانش دسرتیکولا یا عصاره حاوی گلیکوزیدهای فنیل اتانوئیدی سیستانش دسرتیکولا را نیز یافتیم و با استفاده از میزان تیروزیناز دوپا، اثر بازدارندگی کل گلیکوزیدهای گیاه سیستانش دسرتیکولا را بر روی تیروزیناز مشاهده کردیم. روش اکسیداسیون تیروزیناز آنزیم اصلی محدود کننده سرعت در بیوسنتز ملانین پوست است و مجموعه ای از مس و پروتئین است. این می تواند تیروزین، ماده خام اصلی برای تولید ملانین در بدن را هیدروکسیله کند تا L-dopa تولید کند و سپس دوپا را به دوپاکینون اکسید کند. دوپاکینون تحت یک سری فرآیندهای متابولیک قرار می گیرد، مرتب می شود و پلیمریزه می شود و در نهایت با ترکیب پروتئین ترکیب می شود و یک سری ملانین تولید می کند که باعث قهوه ای شدن می شود، بنابراین ما دریافتیم که Cistanche deserticola اثر کاهش قابل توجهی روی تیروزیناز دارد.

روی فواید سلامت محصول سیستانچ کلیک کنید

نتیجه گیری:

K36E سنتز ملانین را با کاهش بیان پروتئین های پایین دستی از جمله p-CREB، p-AKT، p-GSK3، تیروزیناز و TRP{5}} تنظیم کرد و فاکتور رونویسی MITF را فعال کرد. K36E ممکن است پتانسیل توسعه به عنوان یک عامل سفید کننده پوست را داشته باشد.

کلید واژه ها:

N-(4-متوکسی فنیل) کافئین، ملانوژنز، بره موم، فاکتور رونویسی مرتبط با میکروفتالمیا، پروتئین اتصال دهنده به عنصر پاسخ cAMP، گلیکوژن سنتاز کیناز 3 بتا.

زمینه

ملانین نقش مهمی در جلوگیری از آسیب نوری و سرطان زایی پوست دارد. با این حال، تجمع غیرطبیعی ملانین باعث ایجاد اختلالات هیپرپیگمانتاسیون مانند لکه های پیری و ملاسما می شود [1، 2]. ملانوژنز مجموعه ای از فرآیندهای پیچیده با بسیاری از عوامل شرکت کننده است. زمینه ژنتیکی مهمترین عامل برای رنگدانه پوست است. بیش از 150 ژن برای تنظیم بیوسنتز ملانین یافت شده است [3-5].

علاوه بر این، عوامل غیر ژنتیکی مانند دارو، تغییرات هورمونی، التهاب، افزایش سن و قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش (UV) بر رنگدانه‌های پوست تأثیر می‌گذارند [4، 5]. ملانوژنز توسط پروتئین‌ها و آنزیم‌های مختلفی از جمله تیروزیناز، فاکتور رونویسی مرتبط با میکروفتالمیا (MITF)، پروتئین مرتبط با تیروزیناز-1 (TRP-1) و پروتئین مربوط به تیروزیناز-2 (TRP) تنظیم می‌شود. -2) ​​[4، 6-8]. تابش اشعه ماوراء بنفش باعث تحریک ترشح هورمون محرک ملانوسیت (-MSH) در کراتینوسیت ها می شود که به گیرنده ملانوکورتین 1 (MC1R) متصل می شود و تبدیل آدنوزین تری فسفات به آدنوزین مونوفسفات حلقوی (cAMP) را کاتالیز می کند [9]. cAMP پروتئین کیناز A (PKA) را تحریک می کند، و PKA به هسته منتقل می شود و پروتئین متصل شونده به عنصر پاسخ cAMP (CREB) را فعال می کند [10، 11]. پروتئین اتصال دهنده عنصر پاسخ به فسفو-cAMP (p-CREB) بیان MITF را برای القای بیان تیروزیناز، TRP{25}}، و TRP{26}} افزایش می‌دهد. تیروزیناز از طریق مکانیسم های متعددی از جمله اتصال به مس، گلیکوزیلاسیون و فسفوریلاسیون تحت بلوغ و فعال شدن قرار می گیرد که منجر به سنتز ملانین می شود [12].

تحقیقات قابل توجهی تنظیم بیوسنتز ملانین را برای توسعه عوامل هیپوپیگمانت مورد مطالعه قرار داده است. برای مهار فعالیت تیروزیناز و کاهش سنتز ملانین، چندین مهارکننده تیروزیناز که از هیپرپیگمانتاسیون جلوگیری می‌کنند، از طریق سنتز یا جداسازی از منابع طبیعی ساخته شده‌اند [1، 2، 7، 13]. N-({5}}متوکسی فنیل) کافئین (K36E؛ شکل 1) یک آنالوگ از فنتیل استر اسید کافئیک، جزء فعال بره موم است. در مطالعه قبلی ما، یک مشتق کافئین خواص آنتی اکسیدانی را نشان داد، از تخریب کلاژن پوست پس از قرار گرفتن در معرض UVB جلوگیری کرد و سنتز کلاژن را در فیبروبلاست های پوست انسان و موش های بدون مو تحریک کرد [14، 15]. یکی دیگر از مشتقات کافئین با مهار فعالیت و بیان تیروزیناز فعالیت ضد ملانوژنی از خود نشان داد [16].

علاوه بر این، مشتقات اسید کافئیک مانند trans-N-caffeoyl تیرامین و trans-N-dihydro-p-hydroxycinnamoyltyramine فعالیت تیروزیناز را در ملانوسیت ها مهار می کنند [17]. بنابراین، ما حدس زدیم که K36E از ملانوژنز جلوگیری می کند. در مطالعه کنونی، ما تأثیر فعالیت K36E را بر سنتز ملانین در سلول‌های B16F بررسی کردیم، که یک مدل تثبیت‌شده برای بررسی عوامل سفیدکننده پوست است [18-20]. علاوه بر این، ما بررسی کردیم که آیا فعالیت ضد ملانوژنی K36E به تنظیم TRP1، AKT/گلیکوژن سنتاز کیناز 3 بتا (GSK3)/CREB و MITF بستگی دارد.

مواد و روش ها

مواد و مواد شیمیایی

K36E توسط پروفسور YuehHsiung Kuo با خلوص 99.9 درصد سنتز و شناسایی شد [21]. -MSH از Merck (دارمشتات، آلمان) خریداری شد. آربوتین، 3،{6} دی هیدروکسی ال فنیل آلانین (L-DOPA)، DL-دی تیوتریتول، هیدرات دی هیدروکلراید H{11}}، فنیل متان سولفونیل فلوراید و ال-تیروزین از شرکت شیمیایی سیگما آلدریچ خریداری شد. سنت لوئیس، MO، ایالات متحده آمریکا). سرم جنین گاوی (FBS)، محیط Eagle اصلاح شده Dulbecco (DMEM) و اسید تریپسین- اتیلن دی آمین تتراستیک (EDTA) از شرکت GIBCO Invitrogen (NY، ایالات متحده آمریکا) خریداری شد. یک آنتی بادی شناسایی کننده MITF از Abcam (کمبریج، MA، ایالات متحده آمریکا) به دست آمد. آنتی بادی های شناسایی p-CREB و CREB از Cell Signaling Technology، Inc. (Danvers، MA، ایالات متحده آمریکا) خریداری شدند. آنتی بادی های شناسایی فسفو-AKT، AKT، و فسفو-گلیکوژن سنتاز کیناز 3 بتا (p-GSK3) از GeneTex، Inc. (CA، USA) به دست آمد. آنتی بادی های شناسایی اکتین، GSK3، TRP{22}}، و تیروزیناز از سانتا کروز بیوتکنولوژی، شرکت (سانتا کروز، CA، ایالات متحده آمریکا) به دست آمد.

اثر K36E بر مهار تیروزیناز قارچ

فعالیت تیروزیناز قارچ به روش اسپکتروفتومتری با تغییرات جزئی در روشی که قبلاً توضیح داده شد، تعیین شد [7، 21-23]. آربوتین (2 میلی مولار) یک کنترل مثبت بود. نمونه آزمایش و L-تیروزین در بافر فسفات سالین (PBS) به یک میکروپلیت چاهی (Nunc، دانمارک) اضافه شد و تیروزیناز قارچ اضافه شد. پس از انکوباسیون، مقدار دوپاکروم تولید شده در مخلوط واکنش در چگالی نوری 492 نانومتر با استفاده از دستگاه میکروپلیت خوان (Tecan، Grodig، اتریش) تعیین شد.

کشت های سلولی

سلول های B16F0 از مرکز تحقیقات و جمع آوری منابع زیستی در تایوان خریداری و در DMEM حاوی 10 درصد FBS و 100 واحد در میلی لیتر پنی سیلین و استرپتومایسین در دمای 37 درجه در 5 درصد CO2 کشت داده شدند.

سنجش بقای سلولی

آزمایش‌های رشد سلولی با استفاده از سنجش 3-(4، 5- دی‌متیل تیازول-2-یل)-2، 5-دی‌فنیل تترازولیوم بروماید (MTT) با تغییرات جزئی انجام شد. روشی که قبلا توضیح داده شده بود [7، 8، 24، 25]. از پراکسید هیدروژن به عنوان کنترل مثبت استفاده شد. سلول ها یک شبه کشت داده شدند و با غلظت های مختلف K36E به مدت 48 ساعت تیمار شدند و سپس یک محلول MTT به هر چاهک اضافه شد. پس از انکوباسیون، محلول سدیم دودسیل سولفات (SDS) اضافه شد و کریستال‌های فورمازان تولید شده در سلول‌ها را حل کرد. چگالی نوری در 570 نانومتر با استفاده از یک میکروپلیت خوان (Tecan، Grodig، اتریش) اندازه گیری شد.

محتوای ملانین سلولی

محتوای ملانین در سلول‌های B16F{1}} با استفاده از روش اصلاح‌شده از مطالعات قبلی اندازه‌گیری شد [7، 8، 23]. سلول‌های B16F{6}} در صفحات چاهک با تراکم 7 × 104 سلول در هر چاهک کاشته شدند و یک شبه انکوبه شدند. سلول ها به مدت 48 ساعت در معرض محیطی حاوی -MSH و K36E قرار گرفتند. آربوتین (1 میلی مولار) یک کنترل مثبت بود. NaOH (2 N) به هر چاهک اضافه شد تا سلول ها لیز شوند و سپس سانتریفیوژ شدند. محتوای ملانین در مایع رویی در طول موج 405 نانومتر با استفاده از دستگاه الایزا ریدر (Tecan، Grodig، اتریش) اندازه گیری شد.

سنجش فعالیت تیروزیناز سلولی

فعالیت تیروزیناز سلول های B16F0 پس از درمان K36E با تغییرات جزئی در روش توصیف شده در مطالعات قبلی اندازه گیری شد [7، 26، 27]. سلول‌های B16F0 در ظرف‌های چند چاهی قرار گرفتند و یک شبه انکوبه شدند. سلول ها با غلظت های مختلف K36E تیمار شدند و به مدت 48 ساعت دیگر انکوبه شدند. آنها با PBS شسته شدند و با 1 درصد Triton X{13}} مخلوط در 100 میلی مولار PBS (pH 6.8) لیز شدند. مخلوط حاصل در طول انکوباسیون در 80- درجه به مدت 15 دقیقه منجمد شد و در دمای اتاق ذوب شد. سپس نمونه ها سانتریفیوژ شدند. یک بستر تازه تهیه شده (15 میلی مولار L-DOPA در بافر فسفات سدیم با pH 48 میلی‌مولار 7.1) به مایع رویی اضافه شد و انکوبه شد. جذب متعاقبا در 405 نانومتر با استفاده از یک میکروپلیت خوان (Tecan، Grodig، اتریش) اندازه گیری شد.

میزان فعالیت تیروزیناز با استفاده از رابطه زیر محاسبه شد:

تجزیه و تحلیل وسترن بلات

آنالیز وسترن بلات برای نشان دادن اثرات K36E بر بیان پروتئین‌های مرتبط با ملانوژنز در سلول‌های B16F{3}} همانطور که قبلاً توضیح داده شد استفاده شد [7، 8، 22، 28، 29]. سلول های B16F{{1{22}}}} در یک ظرف 10- سانتی متری به مدت 24 ساعت کاشته شدند و با -MSH به تنهایی (گروه کنترل) یا با -MSH به همراه غلظت های مختلف K36E به مدت 48 ساعت تیمار شدند. لیزها سانتریفیوژ شدند و محتوای پروتئین با استفاده از یک معرف برادفورد (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) تعیین شد. بیست میکروگرم پروتئین روی ژل الکتروفورز ژل دودسیل سولفات-پلی آکریل آمید (SDS-PAGE) جدا شد و با استفاده از غشای پلی وینیلیدین دی فلوراید (PVDF) (Hybond ECL, Amersham Pharmacia Biotech Inc., Piscataway, NJ,) لکه شد. لکه ها با 5 درصد (w/v) شیر بدون چربی در سالین بافر Tris حاوی 0.05 درصد Tween 20 و با آنتی بادی های اختصاصی: اکتین (1:1000)، AKT (1:5000)، p-AKT (1:5000) مسدود شدند. ), CREB (1:1000), p-CREB (1:1000), GSK3 (1:500), p-GSK3 (1:500), MITF (1:1000), TRP{46}} (1: 500) و تیروزیناز (1:200). غشاهای PVDF با پراکسیداز ترب کوهی ضد ایمونوگلوبولین کونژوگه مربوطه (سانتا کروز بیوتکنولوژی، شرکت) انکوبه شدند. پروتئین‌های واکنش‌پذیر با استفاده از کیت افزایش‌یافته Chemiluminescence Plus (Fujifilm، LAS4000) شناسایی شدند و قدرت سیگنال با استفاده از یک برنامه چگالی‌سنجی (MultiGauge V2.2) اندازه‌گیری شد. نتایج سنجش وسترن بلات حداقل سه آزمایش فردی را نشان داد.

تحلیل های آماری

مقادیر به عنوان میانگین ± انحراف استاندارد از نتایج حداقل سه آزمایش جداگانه بیان شد. تفاوت در اثرات تیمارهای مختلف با استفاده از آزمون t-test یا ANOVA و همچنین آزمون Scheffe از طریق نرم افزار SPSS (نسخه 12.0) مقایسه شد. مقادیر P<0.05 indicated significance. 

نتایج

مهار فعالیت تیروزیناز قارچ توسط K36E

K36E در 1{10}}00 میکرومولار به طور قابل توجهی فعالیت تیروزیناز قارچ را کاهش داد. اثر مهاری قارچ تیروزیناز در غلظت های 500، 750 و 1000 میکرومولار به ترتیب 6.6 ± 1.6 درصد، 14.0 ± 7.1 درصد و 36.8 ± 1.1 درصد بود. علاوه بر این، میزان مهار آربوتین 2 میلی مولار بر فعالیت تیروزیناز قارچ 5/2 ± 3/65 درصد بود.

تأثیر K36E بر زنده ماندن سلول های B16F0

زنده ماندن سلولی پس از درمان با 1، 1.5، 2، 2.5، 4، 5، 1{15}}، 25 و 50 میکرومولار K36E 2±92.7 درصد بود.0 درصد، 91.7 درصد ± 2.1 درصد، 90.9 درصد ± 2.2 درصد، 87.8 درصد ± 4.2 درصد، 72.8 درصد 1. 0.8 درصد و به ترتیب 2.3 ± 28.4 درصد. پراکسید هیدروژن یک کنترل مثبت بود و زنده ماندن سلولی 0.1 میکرومولار H2O2 48.9 ± 7.5 درصد پس از 48 ساعت درمان بود. زنده ماندن سلول برای توسعه مواد برای لوازم آرایشی قابل قبول بود. بر اساس سازمان بین المللی استاندارد (ISO) 10993-5:2009 (ارزیابی بیولوژیکی تجهیزات پزشکی)، زنده ماندن سلولی بالاتر از 80 درصد غیر سمیت سلولی در نظر گرفته می شود. نتایج نشان داد که تیمار با 0.5 تا 2.5 میکرومولار K36E به مدت 48 ساعت هیچ اثر سیتوتوکسیک روی سلول‌های B16F0 نداشت.

مهار بیوسنتز ملانین توسط K36E در سلول های B16F0

شکل 2a اثرات K36E را بر بیوسنتز ملانین پس از تحریک توسط 0.5 میکرومولار -MSH در سلول‌های B16F0 نشان می‌دهد. محتوای ملانین داخل سلولی پس از درمان با -MSH به 13 ± 124.6 درصد افزایش یافت. K36E در دوزهای بالاتر از 1.0 میکرومولار به طور قابل توجهی محتوای ملانین را کاهش داد که به 1.9 ± 97.5 درصد، 3.3 ± 96.6 درصد، 2.8 ± 94.4 درصد و 1.4 ± 90.8 درصد کاهش یافت (شکل 2a). اثر K36E بر بیوسنتز ملانین مشابه با 1 میلی مولار آربوتین بود.

مهار فعالیت تیروزیناز توسط K36E در سلولهای B16F0

K36E به طور قابل توجهی فعالیت تیروزیناز را در سلول های B16F{2}} پس از درمان به مدت 48 ساعت مهار کرد (شکل 2b). سطوح فعالیت تیروزیناز 83.2 ± 2.1 درصد، 76.3 ± 2.9 درصد، 72.{14}} درصد 5.{16}} ± درصد و 67.2 ± 4.4 درصد پس از درمان با 1، 1.5، 2 درصد بود. و 2.5 میکرومولار K36E، به ترتیب، به مدت 48 ساعت. نتایج نشان داد که K36E محتوای ملانین سلول‌های B16F{31}} را از طریق مهار فعالیت تیروزیناز مهار می‌کند.

اثرات K36E بر پروتئین های مرتبط با ملانوژنز

K36E بیان تیروزیناز و TRP{1}} را کاهش داد

برای بررسی اینکه آیا مهار ملانوژنز توسط K36E با سطح بیان پروتئین‌های مرتبط با ملانوژنز از جمله تیروزیناز و TRP مرتبط است، سلول‌های B16F{4}} با -MSH (0) انکوبه شدند. 5 میکرومولار) و غلظت‌های مختلف K36E (1-2.5 میکرومولار) به مدت 48 ساعت. اگرچه بیان تیروزیناز در مقایسه با کنترل پس از درمان با -MSH 2.{14} برابر افزایش یافت، K36E به طور قابل توجهی بیان تیروزیناز را به روشی وابسته به دوز سرکوب کرد (شکل 3). علاوه بر این، K36E به طور قابل توجهی بیان TRP{22}} تحریک شده با -MSH را در دوزهای بالاتر از 1.5 میکرومولار کاهش داد (شکل 3).

K36E بیان MITF را کاهش داد

بیان MITF در سلول های B16F0 در مقایسه با کنترل پس از درمان با -MSH 1.{3} برابر افزایش نشان داد (شکل 4). K36E تحت درمان به مدت 4 ساعت و وابسته به دوز، بیان MITF را مهار کرد و به طور قابل توجهی بیان MITF را در سلول های B16F{10}} در غلظت 1 میکرومولار کاهش داد (شکل 4).

K36E بیان p-CREB را کاهش داد

بیان p-CREB در سلولهای B16F0 1.{4}} برابر افزایش در مقایسه با کنترل پس از درمان -MSH نشان داد (شکل 5). K36E به طور قابل‌توجهی بیان p-CREB را در غلظت‌های بالاتر از 1.5 میکرومولار مهار کرد و متعاقباً بیان MITF را در سلول‌های B16F{12}} کاهش داد.

اثرات K36E بر مسیر سیگنال دهی ملانوژنز

ملانوژنز مهار شده با K36E با تنظیم PKA همراه بود

برای تعیین اینکه آیا ملانوژنز مهار شده با K36E با PKA مرتبط است، سلول های B16F{3}} با 10 میکرومولار H-89، یک مهارکننده PKA [30]، و 2.5 میکرومولار K36E به مدت 48 ساعت انکوبه شدند. . درمان با K36E و H{12}} به طور جداگانه باعث کاهش 1.{14}} و 1.{16}} برابری در بیان تیروزیناز ناشی از -MSH شد، در مقایسه با کنترل (شکل 6). ). علاوه بر این، درمان همزمان با K36E و H{21}} باعث کاهش 0.{23}} برابری بیان تیروزیناز در مقایسه با کنترل می‌شود. علاوه بر این، بیان تیروزیناز پس از درمان همزمان به طور قابل توجهی کمتر از درمان K36E یا H{25}} به طور جداگانه بود. نتایج نشان داد که مسیر PKA ممکن است در اثر ضد ملانوژنیک K36E دخیل باشد.

K36E با تنظیم مثبت بیان p-AKT و p-GSK3، ملانوژنز را مهار کرد.

همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است، تیمار با 2.5 میکرومولار K36E به مدت 1 ساعت به طور قابل توجهی بیان p-AKT و p-GSK3 را افزایش داد. سطح p-AKT پس از 1 ساعت به حداکثر (1.{{10}}برابر افزایش در مقایسه با کنترل) پس از 1 ساعت و 1.{13}}برابر افزایش پس از 2 ساعت رسید. سطح p-GSK3 نیز پس از 1 ساعت در مقایسه با گروه شاهد، 1.{18}برابر افزایش نشان داد، که نشان می‌دهد K36E با فعال کردن مسیرهای سیگنالینگ AKT و GSK3، ملانوژنز را در سلول‌های B16F0 سرکوب می‌کند و منجر به مهار بیان MITF و فعالیت رونویسی و در نتیجه مهار بیان ژن تیروزیناز.

بحث

تیروزیناز و فعالیت آن نقش مهمی در کنترل ملانوژنز دارد [31-33]. عوامل یا محصولاتی که فعالیت تیروزیناز را مهار می کنند در لوازم آرایشی و لوازم آرایشی سفیدکننده پوست استفاده شده اند [1، 2، 34]. کوئرستین و اسید وانیلیک مهار -MSH بیان MITF، تیروزیناز، TRP-1، و TRP{8}}، باعث مهار ملانوژنز [35، 36]. مشتقات رسوراترول سنتز ملانین را از طریق مهار بیان آنزیم های ملانوژنیک مانند تیروزیناز و TRP [37] مهار کردند. نتایج ما نشان داد که K36E فعالیت تیروزیناز و بیان پروتئین ناشی از -MSH را مهار می‌کند و در نتیجه بیوسنتز ملانین را سرکوب می‌کند. علاوه بر این، K36E پروتئین‌های مرتبط با ملانوژنز مانند TRP را مهار کرد. در نظر گرفته می‌شود که TRP هم به‌عنوان یک پروتئین ساختاری و هم به‌عنوان آنزیم کاتالیزوری در مسیر eumelanic ملانوزوم‌ها نقش حیاتی دارد [38، 39]. نتایج ذکر شده در بالا نشان داد که کاهش ملانوژنز K36E را می توان از طریق مهار مسیر سیگنالینگ که بیان و فعالیت تیروزیناز را تنظیم می کند، به دست آورد.

MITF حیاتی ترین فاکتور رونویسی است که ملانوژنز را با القای بیان ژن های ملانوژن تنظیم می کند [5، 40]. فعال‌سازی MITF بیان تیروزیناز و TRP{2}} را تنظیم می‌کند و در نتیجه سنتز ملانین را افزایش می‌دهد. در این مطالعه، K36E با مهار بیان MITF ناشی از -MSH، ملانوژنز را سرکوب کرد. مسیر cAMP نقش اساسی در ملانوژنز ناشی از -MSH ایفا می کند.

در مطالعه قبلی، عوامل افزایش دهنده cAMP PI3K/AKT را مهار کردند. GSK3 ممکن است اتصال MITF به دنباله هدف خود را تحریک کند تا بیان آنزیم های ملانوژن را تحریک کند و تولید ملانین را تسهیل کند [41]. cAMP فسفوریلاسیون و فعالیت PI3K و AKT را مهار می کند و فسفوریلاسیون GSK3 را برای تحریک فعالیت آن کاهش می دهد. فعال شدن انتقال سیگنال cAMP منجر به اتصال MITF به پروموتر تیروزیناز می شود و در نتیجه منجر به تحریک ملانوژنز می شود [41، 42]. فعال شدن مسیر AKT سنتز ملانین را با کاهش آنزیم های ملانوژنیک سرکوب کرد [41]. گزارش شده است که کوردیسپین با مهار آنزیم‌های مرتبط با سنتز ملانین، مانند تیروزیناز، TRP{12}} و TRP{13}}، بیوسنتز ملانین ناشی از -MSH و IBMX را مهار می‌کند، فعالیت CREB و MITF را سرکوب می‌کند و PI3K را فعال می‌کند. مسیر /AKT در سلول های ملانوما B16F10 [43]. در نتایج ما، K36E فسفوریلاسیون CREB را مهار کرد. K36E بیان p-AKT و p-GSK3 را افزایش داد و احتمالاً رونویسی MITF را برای سرکوب بیان ژن تیروزیناز کاهش داد. مطالعات قبلی گزارش کرده اند که فعال شدن AKT باعث مهار ملانوژنز در ملانوسیت ها می شود [33، 44]. بنابراین، K36E هیپرپیگمانتاسیون ناشی از -MSH ناشی از فعال‌سازی AKT و GSK3 را مهار کرد و متعاقباً تولید MITF، CREB، تیروزیناز و TRP{28}} را کاهش داد (شکل 8).

قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش باعث تحریک ترشح -MSH در کراتینوسیت ها می شود. -MSH به MC1R در ملانوسیت ها متصل می شود که منجر به تولید cAMP و فعال شدن PKA می شود [10]. انتقال سیگنال مربوط به مسیر cAMP، از جمله فعال شدن فاکتورهای رونویسی PKA و CREB، منجر به تنظیم مثبت MITF می شود [45]. PKA متعاقباً CREB را فسفریله می کند تا بیان ژن MITF را فعال کند [46، 47]. هیدروکسامات نیکوتینیک اسید سنتز ملانین را از طریق فعال شدن مسیرهای سیگنالینگ MEK/ERK و AKT/GSK3 در سلول های ملانوما B16F10 مهار کرد [48]. پودر غلظت خشک انار با کاهش موثر فعالیت تیروزیناز و تولید ملانین در سلول‌های B16F10 از طریق غیرفعال کردن مسیرهای سیگنالینگ p38 و PKA/CREB در سلول‌های B16F10، اثرات سفید کنندگی را اعمال می‌کند [49]. مهار PI3K ناشی از cAMP باعث کاهش فسفوریلاسیون AKT و فعال شدن آن می شود. در مطالعه حاضر، بیان MITF ناشی از -MSH توسط K36E و H{22}} که یک مهارکننده PKA است، مهار شد. علاوه بر این، درمان همزمان با K36E و H{24}} به طور قابل توجهی کاهش سنتز ملانین ناشی از K36E را کاهش داد. نتایج ما نشان داد که فعالیت ضد ملانوژنی K36E با مسیر PKA مرتبط است و بنابراین منجر به کاهش MITF می شود (شکل 8).

نتیجه

K36E بیان MITF را با مهار فسفوریلاسیون CREB کاهش داد. علاوه بر این، K36E با افزایش فسفوریلاسیون AKT و GSK3، بیان MITF را مهار کرد، که متعاقباً بیان تیروزیناز و TRP{3}} را مهار کرد و در نتیجه بیوسنتز ملانین را کاهش داد. ملانوسیت های طبیعی و مطالعات in vivo ممکن است برای بررسی بیشتر در مورد اثر K36E بر ملانوژنز استفاده شود. در نتیجه، K36E ممکن است کاندیدایی برای تنظیم ملانوژنز باشد و احتمالاً در آینده کاربردهای مختلفی در محصولات سفید کننده پوست خواهد داشت.

قدردانی

این تحقیق توسط کمک های مالی وزارت علوم و فناوری (NSC100-2320-B-039-002-MY3; MOST104-2320-B-039-006)، CMU تحت برنامه هدف برای دانشگاه برتر حمایت شده است. وزارت آموزش و پرورش، تایوان و مرکز تحقیقات و کارآزمایی بالینی وزارت بهداشت و رفاه تایوان (MOHW105-TDU-B-212-133019) و دانشگاه پزشکی چین (CMU102-) آسیا-18).

در دسترس بودن داده ها و مواد

مجموعه داده های حمایت کننده از نتیجه گیری این مقاله در مقاله گنجانده شده است.

مشارکت نویسندگان

YHK، CYL، و HMC مسئول طراحی مطالعه و تامین بودجه تحقیق بودند. PYW، CSW و PJS آزمایش ها را طراحی کرده و راهنمایی های فنی ارائه کردند. CCC و HMC عملیات آزمایشی را انجام دادند. YHK، YHK، CYL، و HMC مقاله را نوشتند. همه نویسندگان نسخه نهایی را خوانده و تایید کردند.

منافع رقابتی

نویسندگان اعلام می کنند که هیچ منافع رقابتی ندارند.

رضایت برای انتشار

قابل اجرا نیست.

تایید اخلاق و رضایت برای شرکت

این مطالعه از رده های سلولی در دسترس تجاری استفاده کرد. بنابراین، تایید اخلاقی مورد نیاز نبود.

مشخصات نویسنده

1گروه علوم دارویی چین و منابع طب چینی، دانشگاه پزشکی چین، تایچونگ 404، تایوان. 2 گروه بیوتکنولوژی، دانشگاه آسیا، تایچونگ 413، تایوان. 3 گروه آرایشی و بهداشتی، دانشگاه پزشکی چین، Taichung 404، تایوان. 4 گروه پوست، بیمارستان دانشگاه پزشکی چین، تایچونگ 404، تایوان. 5 دانشکده پزشکی، دانشگاه پزشکی چین، Taichung 404، تایوان. 6 موزه ملی زیست شناسی دریایی و آکواریوم، Pingtung 944، تایوان.

منابع

1. Solano F، Briganti S، Picardo M، Ghanem G. عوامل هیپوپیگمانت: مروری به روز در جنبه های بیولوژیکی، شیمیایی و بالینی. پیگمنت سل Res. 2006؛ 19 (6): 550-71.

2. Chiang HM، Chen HW، Huang YH، Chan SY، Chen CC، Wu WC، Wen KC. ملانوژنز و عوامل هیپوپیگمانتاسیون طبیعی. 2012.

3. Costin GE، Hearing VJ. رنگدانه پوست انسان: ملانوسیت ها رنگ پوست را در پاسخ به استرس تعدیل می کنند. FASEB J. 2007؛ 21 (4): 976-94.

4. کوندو تی، شنوایی وی جی. به روز رسانی در مورد تنظیم عملکرد ملانوسیت پستانداران و رنگدانه پوست. Expert Rev Dermatol. 2011؛ ​​6 (1): 97-108.

5. Yamaguchi Y، شنیدن VJ. عوامل فیزیولوژیکی که رنگدانه های پوست را تنظیم می کنند. فاکتورهای زیستی 2009؛ 35 (2): 193-9.

6. شنیدن VJ. نقاط عطف در ملانوسیت ها / ملانوژنز. J Invest Dermatol. 2011؛ ​​131 (E1): E1.

7. Chiang HM، Chien YC، Wu CH، Kuo YH، Wu WC، Pan YY، Su YH، Wen KC. عصاره هیدروالکلی Rhodiola rosea L. (Crassulaceae) و هیدرولیز آن با تنظیم مسیر CREB/MITF/tyrosinase از ملانوژنز در سلول های B16F0 جلوگیری می کند. مواد غذایی شیمیایی سم. 2014؛ 65: 129-39.

8. Wen KC، Chang CS، Chien YC، Wang HW، Wu WC، Wu CS، Chiang HM. Tyrosol و آنالوگ های آن، ملانوژنز ناشی از هورمون محرک آلفا ملانوسیت را مهار می کنند. Int J Mol Sci. 2013؛ 14 (12): 23420-40.

9. Cui R، Widlund HR، Feige E، Lin JY، Wilensky DL، Igras VE، D'Orazio J، Fung CY، Schanbacher CF، Granter SR، و همکاران. نقش مرکزی p53 در پاسخ برنزه و هیپرپیگمانتاسیون پاتولوژیک سلول. 2007؛ 128 (5): 853-64.

10. Hocker TL، Singh MK، Tsao H. ژنتیک ملانوما و رویکردهای درمانی در قرن 21: حرکت از کنار ساحل به کنار تخت. J Invest Dermatol. 2008؛ 128 (11): 2575-95.

11. Drira R، Sakamoto K. Isosakuranetin، یک فلاونوئید 4'-O-متیله، ملانوژنز را در سلول های ملانوما موشی B16BL6 تحریک می کند. زندگی علمی. 2015؛ 143:43-9.

12. Chou TH، Ding HY، Lin RJ، Liang JY، Liang CH. مهار ملانوژنز و اکسیداسیون توسط پروتوکاتچوئیک اسید از Origanum vulgare (اورگانو). جی نات تولید 2010؛ 73 (11): 1767-74.

13. Yeom GG، Min S، Kim SY. 2،3،5،{4}}تترمتیل پیرازین افدرا سینیکا ملانوژنز و التهاب را در یک سیستم کشت مشترک ملانوم/کراتینوسیت ناشی از UVA تنظیم می‌کند. INT Immunopharmacol. 2014؛ 18 (2): 262-9.

14. Chiang HM، Chen CW، Lin TY، Kuo YH. N-phenethyl کافئین و آسیب نوری: محافظت از پوست با مهار تخریب پروکلاژن نوع I و تحریک سنتز کلاژن. مواد غذایی شیمیایی سم. 2014؛ 72C: 154-61.

15. Kuo YH، Chen CW، Chu Y، Lin P، Chiang HM. مطالعات In Vitro و In Vivo در مورد عملکرد محافظتی N-Phenethyl Caffeamide در برابر آسیب نوری پوست. PLoS One. 2015؛ 10 (9): e0136777.

16. Shimoda H، Shan SJ، Tanaka J، Maoka T. بتا کریپتوکسانتین ملانوژنز ناشی از UVB را در موش سرکوب می کند: دخالت در مهار پروستاگلاندین E2 و مسیرهای هورمون محرک ملانوسیت. جی فارم فارماکول. 2012؛ 64 (8): 1165-76.

17. Okombi S، Rival D، Bonnet S، Mariotte AM، Perrier E، Boumendjel A. آنالوگ های N-hydroxycinnamoylphenalkylamides به عنوان مهارکننده های ملانوسیت-تیروزیناز انسانی. Bioorg Med Chem Lett. 2006؛ 16 (8): 2252-5.

18. Bellei B، Pitisci A، Izzo E، Picardo M. مهار ملانوژنز توسط ترکیبات کلاس پیریدینیل ایمیدازول: درگیری احتمالی مسیر سیگنالینگ Wnt/بتا-کاتنین. PLoS One. 2012؛ 7 (3): e33021.

19. Wang L، Lu AP، Yu ZL، Wong RN، Bian ZX، Kwok HH، Yue PY، Zhou LM، Chen H، Xu M، و همکاران. اثر مهاری ملانوژنز و فرمولاسیون پوستی جین سنوزید Rb1. AAPS PharmSciTech. 2014؛ 15 (5): 1252-62.

20. Suwannalert P، Kariya R، Suzu I، Okada S. اثرات Salacia reticulata بر روی اکسیدان های ضد سلولی و مهار ملانوژنز در سلول های ملانوم B16 تحریک شده با آلفا-MSH و تابش UV. Nat Prod Commun. 2014؛ 9 (4): 551-4.

21. Chou YC، Sheu JR، Chung CL، Chen CY، Lin FL، Hsu MJ، Kuo YH، Hsiao G. مهار هدفمند هسته ای NF-kappaB در تولید MMP-9 توسط N-2- ( 4-بروموفنیل) اتیل کافئین در سلول های مونوسیتی انسان. Chem Biol Interact. 2010؛ 184 (3): 403-12.

22. Chiang HM، Lin JW، Hsiao PL، Tsai SY، Wen KC. هیدرولیز گیاهان مرکبات ملانوژنز را تحریک می کند و از آسیب پوستی ناشی از UV محافظت می کند. Phytother Res. 2011؛ ​​25 (4): 569-76.

23. Chiang HM، Ko Y، Shih I، Wen K. توسعه کیک شراب به عنوان یک عامل سفید کننده پوست و مرطوب کننده. J Food Drug Anal. 2011؛ ​​19 (2): 223-9.

24. Chiang HM، Chen HC، Lin TJ، Shih IC، Wen KC. عصاره Michelia alba بیان متالوپروتئینازهای ماتریکس ناشی از UVB را از طریق مسیر MAP کیناز در فیبروبلاست های پوستی انسان کاهش می دهد. مواد غذایی شیمیایی سم. 2012؛ 50 (12): 4260-9.

25. Salucci S, Burattini S, Battistelli M, Buontempo F, Canonico B, Martelli AM, Papa S, Falcieri E. Tyrosol از آپوپتوز در کراتینوسیت های تحت تابش جلوگیری می کند. J Dermatol Sci. 2015؛ 80 (1): 61-8.

26. Zhang Y، Helke KL، Coelho SG، Valencia JC، Hearing VJ، Sun S، Liu B، Li Z. نقش اساسی همراه مولکولی gp96 در تنظیم ملانوژنز. پیگمنت سل ملانوما Res. 2014؛ 27 (1): 82-9.

27. Park H، Song KH، Jung PM، Kim JE، Ro H، Kim MY، Ma JY. اثر مهاری آپیژنین از عصاره Fructus Arctii بر سنتز ملانین از طریق سرکوب بیان تیروزیناز. مکمل Evid Based Alternat Med: eCAM. 2013; 2013:965312.

28. Chiang HM، Lin TJ، Chiu CY، Chang CW، Hsu KC، Fan PC، Wen KC. عصاره قهوه عربیکا و ترکیبات آن با سرکوب بیان MMPs و مسیر MAP کیناز از پیری نور جلوگیری می کند. مواد غذایی شیمیایی سم. 2011؛ ​​49 (1): 309-18.

29. Chiang HM، Chiu HH، Liao ST، Chen YT، Chang HC، Wen KC. عصاره Flemingia macrophylla غنی از ایزوفلاونوئید با از بین بردن گونه های فعال اکسیژن و مهار بیان MAP Kinase و MMP، آسیب های پوستی ناشی از UVB را کاهش می دهد. Evid Based Complement Alternat Med. 2013؛ 2013:12.

30. Bertolotto C, Bille K, Ortonne JP, Ballotti R. تنظیم بیان ژن تیروزیناز توسط cAMP در سلول های ملانوما B16 شامل دو موتیف CATGTG اطراف جعبه TATA است: مفهوم محصول ژن میکروفتالمیا. J Cell Biol. 1996؛ 134 (3): 747-55.

31. کورنر A، Pawelek J. تیروزیناز پستانداران سه واکنش را در بیوسنتز ملانین کاتالیز می کند. علوم (نیویورک، نیویورک). 1982؛ 217 (4565): 1163-5.

32. Tripathi RK، Hearing VJ، Urabe K، Aroca P، Spritz RA. نقشه برداری جهشی از فعالیت های کاتالیزوری تیروزیناز انسانی جی بیول شیمی. 1992؛ 267 (33): 23707-12.

33. Slominski A، Tobin DJ، Shibahara S، Wortsman J. رنگدانه ملانین در پوست پستانداران و تنظیم هورمونی آن. Physiol Rev. 2004؛ 84 (4): 1155-228.

34. Fu YT، Lee CW، Ko HH، Yen FL. عصاره Artocarpus communis ملانوژنز ناشی از هورمون محرک آلفا ملانوسیت را از طریق فعال کردن مسیرهای سیگنالینگ ERK و JNK کاهش می دهد. مجله علمی جهان 2014; 2014:724314.

35. Chou TH، Ding HY، Hung WJ، Liang CH. ویژگی های آنتی اکسیدانی و مهار ملانوژنز تحریک شده با هورمون آلفا ملانوسیت وانیلین و اسید وانیلیک از Origanum vulgare. Exp Dermatol. 2010؛ 19 (8): 742-50.

36. Kumar KJ، Yang JC، Chu FH، Chang ST، Wang SY. لوسیدون، یک مهارکننده جدید ملانین از میوه Lindera erythroderma Makino. Phytother Res. 2010; 24 (8): 1158-65.

37. لیو کیو، کیم سی، جو ی اچ، کیم اس بی، هوانگ بی، لی ام کی. سنتز و ارزیابی بیولوژیکی مشتقات رسوراترول به عنوان مهارکننده های ملانوژنز. مولکول ها (بازل، سوئیس). 2015؛ 20 (9): 16933-45.

38. Jimenez-Cervantes C، Solano F، Kobayashi T، Urabe K، Hearing VJ، Lozano JA، Garcia-Borron JC. یک عملکرد آنزیمی جدید در مسیر ملانوژنیک فعالیت 5،{4}}دی هیدروکسی ایندول-2-کربوکسیلیک اسید اکسیداز پروتئین مربوط به تیروزیناز-1 (TRP1). جی بیول شیمی. 1994؛ 269 (27): 17993-8000.

39. کوبایاشی تی، اورابه کی، ویندر آ، خیمنز-سروانتس سی، ایموکاوا جی، بروینگتون تی، سولانو اف، گارسیا-بورون جی سی، شنوایی وی جی. پروتئین 1 مربوط به تیروزیناز (TRP1) به عنوان یک اکسیداز DHICA در بیوسنتز ملانین عمل می کند. EMBO J. 1994؛ 13 (24): 5818-25.

40. Gaggioli C، Busca R، Abbe P، Ortonne JP، Ballotti R. فاکتور رونویسی مرتبط با میکروفتالمیا (MITF) مورد نیاز است، اما برای القای بیان ژن های ملانوژن کافی نیست. پیگمنت سل Res. 2003؛ 16 (4): 374-82.

41. Khaled M, Larribere L, Bille K, Aberdam E, Ortonne JP, Ballotti R, Bertolotto C. گلیکوژن سنتاز کیناز 3بتا توسط cAMP فعال می شود و نقش فعالی در تنظیم ملانوژنز دارد. جی بیول شیمی. 2002؛ 277 (37): 33690-7.

42. Khaled M, Larribere L, Bille K, Ortonne JP, Ballotti R, Bertolotto C. فاکتور رونویسی مرتبط با میکروفتالمیا هدف مسیر فسفاتیدیلینوزیتول{2}}کیناز است. J Invest Dermatol. 2003؛ 121 (4): 831-6.

43. Shao YY، Chen CC، Wang HY، Chiu HL، Hseu TH، Kuo YH. ترکیبات شیمیایی آنترودیا کافورات غوطه ور در آبگوشت کامل. Nat Prod Res. 2008؛ 22 (13): 1151-7.

44. Oka M، Nagai H، Ando H، Fukunaga M، Matsumura M، Araki K، Ogawa W، Miki T، Sakaue M، Tsukamoto K، و همکاران. تنظیم ملانوژنز از طریق مسیر فسفاتیدیلینوزیتول 3-کیناز-Akt در سلول‌های ملانوم G361 انسانی. J Invest Dermatol. 2000؛ 115 (4): 699-703.

45. Busca R, Ballotti R. Cyclic AMP پیام رسان کلیدی در تنظیم رنگدانه های پوست. پیگمنت سل Res. 2000؛ 13 (2): 60-9.

46. ​​Shibahara S، Takeda K، Yasumoto K، Udono T، Watanabe K، Saito H، Takahashi K. فاکتور رونویسی مرتبط با میکروفتالمیا (MITF): تعدد در ساختار، عملکرد و تنظیم. J Invest Dermatol Symp Proc/Soc Invest Dermatol, Inc [و] Eur Soc Dermatol Res. 2001؛ 6 (1): 99-104.

47. لی جی، چوی اچ جی، چانگ تی دبلیو، کیم چی، جونگ اچ اس، ها کی تی. فنتیل استر کافئیک اسید، سنتز ملانین ناشی از هورمون محرک آلفا ملانوسیت را از طریق سرکوب فعالیت ترانفعال سازی فاکتور رونویسی مرتبط با میکروفتالمیا، مهار می کند. جی نات تولید 2013؛ 76 (8): 1399-405.

48. Huang GJ، Huang SS، Lin SS، Shao YY، Chen CC، Hou WC، Kuo YH. اثرات ضد درد و مکانیسم‌های ضدالتهاب ارگوستاترین-3بتاول از آنترودیا کافورات، آبگوشت کامل را در موش غوطه‌ور کرد. J Agric Food Chem. 2010؛ 58 (12): 7445-52.

49. Tsai TC، Tung YT، Kuo YH، Liao JW، Tsai HC، Chong KY، Chen HL، Chen CM. اثرات ضد التهابی آنترودیا کافورات، یک داروی گیاهی، در مدل ایسکمی پوست موش. جی اتنوفارماکول. 2015؛ 159:113-21.

For more information:1950477648nn@gmail.com