اسید پروپیونیک تولید شده توسط تخمیر Cutibacterium Acnes سنتز ملانین را بهبود می بخشد.

تماس: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 ایمیل:audrey.hu@wecistanche.com

Hsin-Jou Kao1، Yan-HanWang2، Sunita Keshari3، John JacksonYang3، Shinta Simbolon1، Chun-Chuan Chen1 و Chun-Ming Huang1*

تابش اشعه ماوراء بنفش باعث تجمع ملانین می شود که می تواند با استفاده از محصولات سفید کننده شیمیایی کاهش یابد. با این حال، نگرانی های ایمنی مرتبط با چنین محصولاتی، جستجو برای جایگزین های طبیعی و بی ضرر را برانگیخته است. این مطالعه با هدف شناسایی یک فرمول اسیدی طبیعی برای کاهش رنگدانه های پوست انجام شد. متابولیت پروپیونیک اسید (CH3CH2COOH، PA) فراوان‌ترین اسید چرب موجود در فیلتر حاصل از تخمیر Pluronic F68 (PF68) Cutibacterium acnes (C. acnes) بود و ملانوسیت‌های DOPA مثبت را با مهار قابل توجهی از فعالیت تیروزیناز سلولی از طریق دویدن کاهش داد. گیرنده اسید چرب آزاد 2 (FFAR2). علاوه بر این، درمان 4 میلی‌مولار PA تکثیر ملانوسیت‌ها را تغییر نداد، که نشان می‌دهد راه‌حلی مؤثر برای هیپرپیگمانتاسیون است و باعث آسیب سلولی نمی‌شود. کاهش ملانوسیت های DOPA مثبت و فعالیت تیروزیناز نیز در بافت پوست گوش موش که با مخلوطی از C. acnes و PF68 تزریق شده بود مشاهده شد، که نشان می دهد مهار ملانوژنز احتمالاً از طریق متابولیت های تخمیر ناشی از C. acnesfermentation با استفاده از PF68 انجام می شود. منبع کربن علاوه بر این، PA بر رشد باکتری والد خود C. acnes تأثیری نداشت، از این رو یک متابولیت تخمیر قوی است که تعادل میکروبیوم پوست را مختل نمی کند.

پوست به عنوان یک رابط بین بدن انسان و محیط خارجی عمل می کند و در برابر عوامل بیماری زا، آسیب فیزیکی و اشعه ماوراء بنفش دفاع می کند. اگر پوست انسان بیش از حد در معرض اشعه ماوراء بنفش (UVR) قرار گیرد که بر عملکرد و بقای بسیاری از انواع سلول ها تأثیر می گذارد و باعث التهاب پوست می شود که می تواند منجر به سرطان شود. آسیب DNA ناشی از اشعه ماوراء بنفش سیگنال های ترمیم سلولی را برای تولید ملانین در ملانوسیت ها فعال می کند و در نتیجه رنگدانه های پوست ایجاد می شود. سطح پوست سالم انسان توسط محیط های متنوعی از میکروارگانیسم ها مستعمره شده است که بسیاری از آنها به عنوان عوامل بیماری زا یا عوامل بیماری زا فرصت طلب بی ضرر هستند. پروبیوتیک‌ها نمونه‌های رایج باکتری‌درمانی با پتانسیل محافظت از نور با کند کردن علائم پیری پوست و کاهش اثرات التهاب پوستی ناشی از اشعه ماوراء بنفش هستند3،8،9. به عنوان مثال، باکتری های اسید لاکتیک پروبیوتیک به طور قابل توجهی از التهاب، واکنش های آلرژیک و سرکوب سیستم ایمنی ناشی از UV در پوست جلوگیری می کند. علاوه بر این، توانایی Cutibacterium acnes (C. acnes)، یک باکتری غالب در میکروبیوم پوست، برای تولید پورفیرین در پاسخ به UVR، آن را به دلیل نقشی که در محافظت و جلوگیری از عدم تعادل دارد، به یک نشانگر زیستی اصلی تبدیل می‌کند. مورد علاقه عملی13. مطالعات نشان داد که فیلتر تخمیر (GFF) ملانین را در سلول های ملانوم انسانی کاهش می دهد و در نتیجه رنگدانه های پوست را کاهش می دهد. اسیدهای چرب آزاد (FFA) اثرات تنظیمی قابل توجهی بر ملانوژنز و سرکوب فعالیت تیروزیناز در سلول‌های ملانوم موشی کشت شده B16F10 دارند. اکثر گزینه های درمانی برای هایپرپیگمانتاسیون، تبدیل تیروزین به ملانین را مسدود می کنند، که به عنوان یک مهارکننده تیروزیناز، یک آنزیم تنظیم کننده کلیدی مورد نیاز برای بیوسنتز ملانین عمل می کند. اخیراً، استفاده گسترده از عوامل سفید کننده پوست، مانند ترکیبات فنلی و جیوه، در فرمولاسیون های آرایشی، نگرانی های ایمنی جدی را ایجاد کرده است. علاوه بر این، FFAR2 (همچنین به عنوان GPR43 شناخته می شود) در انواع بافت ها مانند مغز استخوان، طحال و پوست طبیعی وجود دارد و یک هدف دارویی امیدوارکننده برای چاقی، کولیت و برخی از پاسخ های التهابی است. FFAR2 یک گیرنده برای اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه (SCFAs) با طول زنجیره کمتر از شش کربن مانند استات، بوتیرات و پروپیونات، قوی ترین آگونیست برای FFAR220،21 است. قبلاً، ما نشان دادیم که از بین رفتن in vivo FFAR2 در پوست موش، واسطه‌ی اسید بوتیریک در تحریک UV را مسدود می‌کند.

C. acnes is abundant on the human skin surface accounting for>60 درصد باکتری ها 2. علاوه بر این، اسید پروپیونیک (PA)، یک متابولیت تخمیر از C. acnes، و مشتقات استری شده آن به عنوان یک عامل ضد میکروبی بالقوه در برابر پوشش‌های Staphylococcus aureu11،22 و پلی (اتیلن اکساید) روشی امیدوارکننده برای جلوگیری از عفونت است. باکتری های پروبیوتیک کامنسال پوست می توانند رشد USA300 را از طریق تخمیر پلی (اتیلن گلیکول) دایم متاکریلات به عنوان آغازگر انتخابی تخمیر مهار کنند. PF68، یک پلیمر مبتنی بر PEG، یک حامل ژل پایدار برای عوامل ضد میکروبی است که حلالیت سطحی دارو را افزایش می‌دهد و معمولاً در درمان زخم‌های عفونی بدون هیچ عارضه جانبی قابل تشخیصی استفاده می‌شود. در این مطالعه، ما مشخص کردیم که PF68 به عنوان یک ترکیب مشتق شده از پلیمر، یک عامل بالقوه ایمن و موثر است و استفاده از متابولیت‌های حاصل از تخمیر PF68 توسط پوست C. acnes می‌تواند از هیپرپیگمانتاسیون یا ملانوژنز پوست ناشی از UV جلوگیری کند.

فواید cistanche tubolosa: از ملانوژنز پوست جلوگیری می کند.

مواد و روش ها

بیانیه اخلاق

این مطالعه بر اساس پروتکل تایید شده کمیته مراقبت و استفاده از حیوانات سازمانی (IACUC) در دانشگاه مرکزی ملی (NCU)، تایوان (NCU-106-016) و مطابق با دستورالعمل‌های Arrive (https://arriveguidelines) انجام شد. .org/). موش های مؤسسه تحقیقات سرطان (ICR) (مونث های 8 تا 9 هفته؛ مرکز حیوانات آزمایشگاهی ملی، تایپه، تایوان) با استفاده از CO2 در یک جعبه بسته قربانی شدند. تمامی روش ها مطابق با دستورالعمل ها و مقررات مربوطه انجام شد

کشت باکتری.

C. acnes (ATCC 6919) بر روی محیط کلستریدیوم تقویت شده (RCM، آکسفورد، همپشایر، انگلستان) تحت شرایط بی هوازی با استفاده از Gas-Pak (BD, Sparks, MD, USA) کشت داده شد. باکتری ها در دمای 37 درجه تا مرحله رشد لگاریتمی کشت داده شدند. گلوله های باکتریایی با سانتریفیوژ در 5، 000×g به مدت 10 دقیقه برداشت شدند، در سالین بافر فسفات (PBS) شسته شدند و سپس برای آزمایش های بیشتر در PBS یا RCM معلق شدند.

تخمیر باکتری ها

C. acnes (1{8}}5 واحد تشکیل دهنده کلنی (CFU)/mL) در 10 میلی لیتر TSB در حضور یا عدم حضور 2 درصد PF68 (BASF، NY، ایالات متحده آمریکا) تحت شرایط بی هوازی با استفاده از Gas-Pak انکوبه شد. در 37 درجه PF68 به تنهایی در TSB به عنوان کنترل گنجانده شد. 0.002 درصد (w/v) فنل قرمز (Sigma) در TSB به عنوان یک شاخص تخمیر عمل کرد. تغییر رنگ از قرمز-نارنجی به زرد نشان دهنده وقوع تخمیر باکتریایی بود که با چگالی نوری در 560 نانومتر (OD560) تشخیص داده شد.

تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی گازی - طیف سنجی جرمی (GC-MS).

C. acnes (105 CFU/mL) در TSB (10 میلی لیتر) در حضور 2 درصد PF68 انکوبه شد. پس از 1-روز، محیط تخمیر شده در 5000 گرم به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شد و مایع رویی برای تشخیص SCFA با استفاده از پروتکل 26 که قبلا منتشر شده بود استفاده شد. سطوح اسید استیک (AA)، PA، اسید بوتیریک (BA) و اسید ایزو بوتیریک (I-BA) در محیط تخمیر با یک منحنی کالیبراسیون ساخته شده از شش سطح غیر صفر با استفاده از استاندارد تست FFA اندازه‌گیری شد. Restek Corporation، Bellefonte، PA، USA) که به 500-، 1،000-، 2،000-، 5،{17}} و 10،{19}} رقیق شده است. تا کردن.

کشت سلول ملانوم B16F10.

رده سلولی ملانوم B16F10 با مهربانی توسط دکتر ریچارد گالو، دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو، ایالات متحده، و دکتر چنگ چینگ-یی، دانشگاه علم و فناوری چانگ گونگ، تایوان ارائه شد. سلول ها در محیط Eagle اصلاح شده Dulbecco (DMEM، Life Technologies، Carlsbad، CA، USA) با 10 درصد سرم جنین گاو (FBS، Life Technologies) و 1 درصد پنی سیلین-استرپتومایسین (Life Technologies) در دمای 37 درجه و 5 درصد کشت داده شدند. CO2. سلول ها تا 70 تا 80 درصد تلاقی رشد کردند و سپس با تریپسین-اتیلن دی آمین تتراستیک اسید (EDTA، Life Technologies) زیر کشت شدند.

واکنش زنجیره ای پلیمراز کمی رونویسی معکوس (RT-qPCR).

RT-qPCR برای مطالعه بیان ژن تیروزیناز در سلول های ملانوما B16F10 تحت درمان با 4 میلی مولار PA به مدت 48 ساعت استفاده شد. RNA کل سلولی با استفاده از کیت Quick-RNA MiniPrep (Zymo Research، CA، USA) استخراج شد، سپس رونویسی معکوس به cDNA با استفاده از کیت سنتز cDNA iScript (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) و با RT-qPCR در یک سیستم ABI 7300 (Applied Biosystems, Waltham, MA, USA). آستانه چرخه مقایسه ای (ΔΔCT) برای تعیین کمیت بیان ژن استفاده شد. سطح ژن گلیسرآلدئید 3-فسفات دهیدروژناز (GAPDH) برای عادی سازی ژن تیروزین کیناز استفاده شد. پرایمر تیروزیناز و GAPDH 5'-TGACAAAGCCAAAACCCCCA-3» (به جلو) هستند. 5′-TTGTTCAAAAATACTTCCAGTGTGT-3′ (معکوس) و 5′-TGTGTCCGTCGRGGATCTGA-3′ (به جلو); 5′-GATGCCTGCTTCACCACCTT3′(معکوس).

فعالیت تیروزیناز سلولی به دنبال نابودی ژن FFAR2.

سلول‌های ملانوم B16F1 با تراکم 5×104 سلول در چاهک در پلیت‌های چاهک کاشته شدند. علاوه بر این، سلول ها با آنتاگونیست انتخابی FFAR2 GLPG0974 (0.1 میکرومولار، GLPG) و PA (4 میلی مولار) تیمار شدند و در دمای 37 درجه در 5 درصد CO2 به مدت 24 ساعت انکوبه شدند. سلول ها تریپسینیز شدند و با بافر RIPA (Thermo Fisher Scientific, NJ, USA) لیز شدند. سلول های لیز شده در {14}} درجه منجمد شدند و دو بار ذوب شدند و سپس سانتریفیوژ در 12،{16}} دور در دقیقه به مدت 10 دقیقه انجام شد. مایع رویی با 1 میکروگرم در میلی لیتر لوودوپا (L-DOPA، Sigma) به نسبت 2:1 در یک صفحه چاهی مخلوط شد، در دمای اتاق (RT) به مدت 1 ساعت انکوبه شد و OD در 475 نانومتر انکوبه شد. شناسایی شد27.

سیستانچ برای چه مواردی استفاده می شود: فعالیت تیروزیناز را کاهش می دهد

برچسب گذاری BrdU.

سلول‌های ملانوم B16F1 بر روی اسلایدهای محفظه چاهی (Thermo Fisher Scientific) در DMEM با 10 درصد FBS، پنی‌سیلین و استرپتومایسین تا رسیدن به 70 درصد تلاقی رشد کردند. Bromodeoxyuridine (10 میکرومولار، BrdU، ACROS، نیوجرسی، ایالات متحده آمریکا) همراه با 4 میلی مولار PA به محیط کشت اضافه شد. BrdU اضافه شده با PBS در محیط کشت به عنوان شاهد وارد شد. پس از 24 ساعت، سلول ها با 4 درصد پرفلوئورو راکسی (PFA، Sigma) تثبیت شدند و سپس با 0.2 درصد تریتون ایکس-100 (سیگما) به مدت 10 دقیقه نفوذپذیر شدند. در مرحله بعد، سلول ها با HCl 2 N در دمای 37 درجه به مدت 25 دقیقه تیمار شدند، با HCl با بافر بورات 0.1 مولار (pH 8.5) به مدت 10 دقیقه خنثی شدند و قبل از انکوباسیون آنتی بادی ضد BrdU با بافر مسدود کننده مسدود شدند (Abcam, MA, USA) شبانه و الاغ ضد بز الکسا فلور 568 IgG (H به علاوه L) (فناوری های زندگی) به عنوان آنتی بادی دوم به مدت 1 ساعت در درجه 4. هسته ها با 4،{27}}دیامیدینو{28}}فنیلندول (DAPI، Sigma) رنگ آمیزی شدند. تصاویر با نرم افزار cellSens متصل به میکروسکوپ Olympus BX63 به دست آمد.

مدل های ماوس با قرار گرفتن در معرض نور UV ایجاد شده اند.

مدل‌های ماوس در پیشبرد درک نقش‌های متعدد UVR28 مفید بوده‌اند. UVR ملانوسیت های DOPA مثبت را در پوست، به ویژه در محل قرار گرفتن در معرض افزایش می دهد. پروتکل درمان تزریق C. acnes به گوش موش در مطالعه قبلی ما توضیح داده شده است (این مرجع در مورد تزریق C. acnes صحبت نمی کند). گوش موش ICR با C. acnes (107 CFU) با و بدون 2 درصد PF68 و سپس قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش B (UVB) با طول موج 312 نانومتر با دوز 200 میلی‌گرم بر سانتی‌متر مربع با استفاده از لامپ UV (مدل EB) به صورت داخل جلدی تزریق شد. {10}}C, Spectronics Corp., Westbury, NY, USA) به مدت 2 دقیقه هر روز به مدت 3 روز. گوش موش تزریق شده با PBS یا PF68 به دنبال قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش به عنوان کنترل در نظر گرفته شد. در گروه دیگری از موش‌های آزمایش، گوش‌ها با 4 میلی‌مولار PA و پس از قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش، با PBS به‌عنوان کنترل استفاده شد.

خاموش کردن ژن با واسطه siRNA FFAR2.

به منظور خاموش کردن ژن FFAR2، ما از siRNA اصلاح شده شیمیایی استفاده کردیم که گیرنده FFAR2 (FFAR2 siRNA)، کنترل منفی siRNA (NC siRNA) و کنترل بدون تزریق (C) را که از شرکت GenePharma به دست آمد، مورد هدف قرار می‌دهد. (شانگهای، چین). توالی الیگونوکلئوتیدی آنها siFFAR2 است: رشته حسی، 5'-CCGGUGCAGUACAAGUUAUTT-3'; رشته ضد حس، 5′-AUAACUUGUACUGCACCGGTT-3". کنترل: حس رشته، 5′-UUCUCCGAACGUGUCACGUTT-3′; رشته ضد حس، 5′-ACGUGACACGUUCGGAGAATT{18}}′. این siRNA های اصلاح شده شیمیایی هر روز به مدت 3 روز با تزریق داخل جلدی در گوش موش با استفاده از یک میکروسوزن (2 میلی گرم بر کیلوگرم وزن موش) تحویل داده شد. از روز دوم، با 2 درصد PA و اشعه ماوراء بنفش به مدت 3 روز استفاده شود. پیش درمانی برای تزریق siRNA به موش همانطور که در مرجع30 توضیح داده شد. ده، گوش موش در روز چهارم برداشته و رنگ آمیزی شد.

وسترن بلاتینگ

به گوش موش‌ها با FFAR2 اصلاح‌شده شیمیایی و siRNA‌های کنترل تزریق شد و سپس به مدت 3 روز با 2 درصد قرار گرفتن در معرض PA و UVB استفاده شد. در روز سوم، گوش موش‌ها بریده شد، همگن شد و سپس با بافر RIPA (Thermo Fisher Scientific) لیز شد. لیزات سلولی (30 میکروگرم) تحت ژل SDS-PAGE 10 درصد قرار گرفتند که سپس به غشای پلی (وینیلیدین فلوراید) (PVDF) (Sigma) منتقل شد و قبل از انکوباسیون یک شبه با شیر بدون چربی با 5 درصد (وزن / حجم) مسدود شد. آنتی بادی های اولیه برای FFAR2 Rabbit PolyAb (Proteintech, Rosemont, IL, USA) در درجه 4 یا -اکتین (1:1,{14}}؛ Cusabio Technology, Houston, TX, USA). این درمان با آنتی بادی ثانویه ضد خرگوش بز کونژوگه ترب پراکسیداز (1:5000) (Thermo Fisher Scientific) به مدت 1 ساعت دنبال شد. نوارهای پروتئینی با یک معرف تشخیص نورتابی شیمیایی (Thermo Fisher Scientific) و سیستم تصویربرداری Omega Lum C (Gel Co., San Francisco, CA, USA) شناسایی شدند. باندهای پروتئینی با استفاده از نرم افزار ImageJ انجام شد.

شمارش ملانوسیت ها

غضروف‌های موش به صورت دستی برداشته شد و بافت‌های پوست در محلول تیوسیانات آمونیوم (سیگما) در دمای 37 درجه به مدت 2{2}} دقیقه خیسانده شدند. لایه‌های اپیدرمی و پایه از بقیه بافت پوست لایه‌برداری شدند و ملانوسیت‌ها با غوطه‌ور شدن در 0.1 مولار PBS (pH 7.2) حاوی 0.14 درصد L-DOPA در RT به مدت 3 ساعت و تعداد ملانوسیت‌ها رنگ‌آمیزی شدند. در بافت های پوست طبق پروتکلی که قبلا منتشر شده بود، به صورت میکروسکوپی تعیین شد.

تحلیل های آماری

تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از آزمون t غیر زوجی با استفاده از نرم افزار Prism انجام شد. سطوح معنی داری آماری به صورت زیر نشان داده شد: *P<0.05,><0.01,><0.001, and="" ns="non-significant." the="" mean±standard="" deviation="" (sd)="" for="" at="" least="" three="" independent="" experiments="" except="" for="" two="" independent="" western="" blotting="" analyses="" for="" fig.="" 4c="" was="" displayed.="" animal="" experiments="" were="" performed="" with="" at="" least="" three="" animals="" per="" treatment="">

cistanche tubolosa

نتایج

C. acnes باعث تخمیر PF68 می شود.

مطالعات قبلی تخمیر پروبیوتیک‌های پوست را برای القای تولید SCFA در حضور ترکیباتی به عنوان منبع کربن نشان داده‌اند. برای بررسی اینکه آیا C. acnes می تواند PF68 را تخمیر کند، C. acnes با PF68 در محیط TSB به مدت 1 روز با فنل قرمز به عنوان یک شاخص برای نظارت بر تخمیر باکتری انکوبه شد. در محیط TSB که تنها با باکتری انکوبه شده بود، رنگ فنل قرمز به دلیل تکثیر باکتری از قرمز به نارنجی تغییر کرد، در حالی که در محیط TSB حاوی باکتری و PF68، رنگ قرمز فنل به زرد کم رنگ با کاهش pH تغییر کرد که نشان دهنده استفاده از PF68 است. یک منبع کربن برای تخمیر (شکل 1A). علاوه بر این، OD560 فنل قرمز کاهش قابل توجهی در مقدار pH در محیط TSB حاوی باکتری و PF68 (شکل 1B) در مقایسه با باکتری یا PF68 به تنهایی نشان داد. SCFAهای موجود در تخمیر C. acnes کشت شده با PF68 با تجزیه و تحلیل GC-MS (شکل 1C) شناسایی شدند و اسید AA، PA، BA، و I-BA بودند که PA11 بالاترین غلظت را داشت (شکل 1D) ).

شکل 1. تخمیر باکتریایی با پلیمر با کاهش pH داخل سلولی همراه بود.

اثر آزمایشگاهی PA بر تولید ملانین از طریق PA-FFAR2.

Fatty acids modulate the degradation of tyrosinase, a crucial enzyme involved in melanin biosynthesis in melanocytes and melanoma cells31. Therefore, to detect the in vitro effect of PA on melanin synthesis, B16F10 melanoma cells were treated with 4 mM PA for 48 h, with the decreased expression of the tyrosinase in PA treated melanoma cells compared to the control (Fig. 2A). The immunostaining of PA-treated melanoma cells after BrdU labeling showed that PA did not alter the proliferation of melanoma cells (Fig. 2B). Furthermore, the effect of PA and AA, two highly expressed SCFAs in the fermentation filtrate (Fig. 1D)32, on melanin production was assessed in melanoma cells, with PA causing a>کاهش دو برابری در تولید ملانین در مقایسه با AA (شکل 2C). SCFAها مانند PA و AA عملکردهای خود را از طریق تعامل با FFAR2 و FFAR3 تنظیم می‌کنند و PA یکی از قوی‌ترین SCFA برای هر دو این گیرنده‌ها است. با توجه به تنظیم PA از طریق تعامل آن با FFAR2، مسدود کردن سیگنال دهی این گیرنده با استفاده از یک مهارکننده انتخابی می تواند یک رویکرد مفید برای ارزیابی نقش PA در تنظیم ملانوژنز باشد. فعالیت تیروزیناز سلولی با مسدود کردن FFAR2 با استفاده از آنتاگونیست انتخابی FFAR2 GLPG قبل از درمان با PA بدون تغییر بود و برخلاف گروه کنترل بدون GLPG کاهش یافت (شکل 2D). این نتایج نقش موثر PA-FFAR2 را در تضعیف محتوای ملانین با مهار فعالیت تیروزیناز کیناز در سلول‌های ملانوما با تکثیر سلولی بدون تغییر نشان داد.

شکل 2. اثرات بیان ژن تیروزیناز و تکثیر سلولی در سلول های ملانوما پس از درمان PA.

مخلوط C. acnes و PF68 ملانوسیت های عملکردی ناشی از UVB را در گوش موش مهار کرد.

استفاده موضعی از عصاره های تخمیر یا اسیدهای چرب نشان داده شده است که با تنظیم تخریب تیروزیناز، هیپرپیگمانتاسیون پوست ناشی از UV را کاهش می دهد. مطالعات قبلی نشان داده اند که ملانوژنز پس از قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش به دلیل فعال شدن ملانوسیت های فعال در اپیدرم یا درم است. با اثبات اینکه PA به عنوان یک SCFA اصلی از تخمیر C. acnes PF68 می تواند به طور موثری تولید ملانین را در شرایط آزمایشگاهی کاهش دهد، سپس اثر C. acnes به اضافه PF68 را بر روی آن در داخل بدن بررسی کردیم. گوش موش های ICR همزمان با تزریق C. acnes و PF68 یک روز در میان به مدت 3 روز در معرض UVB قرار گرفت. تزریق با PBS یا C. acnes یا PF68 به تنهایی به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. لایه های اپیدرمی و پایه از بافت پوست در گوش موش لایه برداری شد و ملانوسیت ها با L-DOPA رنگ آمیزی شدند. افزایش قابل توجهی در تعداد ملانوسیت ها پس از قرار گرفتن در معرض UVB، بدون تغییر پس از تزریق با C. acnes یا PF68 به تنهایی وجود داشت. با این حال، کاهش قابل توجهی در تعداد ملانوسیت های DOPA مثبت در گروه های در معرض UVB پس از درمان با مخلوطی از C. acnes و PF68 مشاهده شد (شکل 3A).

شکل 3. القای ملانوسیت ها توسط UVB و مهار آن توسط تیمارهای مختلف.

بهبود ملانوسیت عملکردی ناشی از UVB در گوش موش توسط PA، یک متابولیت تخمیر C. acnes.

اثر کاربرد مستقیم PA بر ملانوژنز ناشی از UV مورد بررسی قرار گرفت. هیپرپیگمانتاسیون ناشی از اشعه ماوراء بنفش و بیان تیروزیناز در پوست گوش موش در گروه کنترل پس از استفاده موضعی PA به مدت 3 روز به طور قابل توجهی کاهش یافت (شکل 3B). Tus، PA، یک متابولیت از تخمیر PF68 C. acnes، تولید ملانوسیت‌های فعال را با سنتز ملانین توسط UVB-القا شده مهار می‌کند. بیان تیروزیناز در سلول های تیمار شده با PA در مقایسه با شاهد کاهش چشمگیری داشت (شکل 3C).

PA از طریق FFAR2 در داخل بدن، ملانوسیت های عملکردی ناشی از UVB را مهار می کند.

برای تعیین اینکه آیا کاهش ملانوژنز اگزوژن از طریق تعامل PA با گیرنده همزاد آن اتفاق افتاده است یا خیر، FFAR2 در ملانوسیت‌های پوست گوش موش حذف شد و به دنبال آن قرار گرفتن در معرض UVB و درمان PA قرار گرفت. افزایش تکثیر ملانوسیت ها و فعالیت تیروزیناز ناشی از UVB به طور قابل توجهی در اپیدرم گوش موش تزریق شده با NC siRNA پس از استفاده از PA کاهش یافت (شکل 4A، B). با این حال، تعداد ملانوسیت‌ها و فعالیت تیروزیناز حتی پس از استفاده از PA در اپیدرم گوش موش تحت تابش UVB که با FFAR2 از بین رفت، بدون تغییر باقی می‌ماند. ما شکست ژن FFAR2 را با اندازه‌گیری سطح بیان پروتئین FFAR2 با آنالیز وسترن بلات تأیید کردیم (شکل 4C). بنابراین، PA با سرکوب فعالیت تیروزیناز، که در آن PA-FFAR2 نقش بالقوه ای در تولید ملانین ایفا می کند، با ملانوژنز تداخل می کند.

عصاره cistanche tubolosa

بحث

ملانین، یک عامل حیاتی برای دفاع از پوست در برابر اشعه ماوراء بنفش، در ملانوزوم ملانوسیت ها سنتز می شود، از طریق نوک دندریتی به کراتینوسیت های مجاور منتقل می شود و در نهایت در سراسر اپیدرم پوست توزیع می شود. متابولیت‌های تخمیر باکتری‌ها به دلیل تأثیر مفیدشان بر التهاب پوست و اختلالات عفونی ناشی از اشعه ماوراء بنفش، به طور فزاینده‌ای در درمان پوست استفاده می‌شوند. در این مطالعه، ما نشان دادیم که PA، متابولیت اصلی حاصل از تخمیر PF68 C. acnes، سطوح ملانوسیت عملکردی ناشی از UVB را با مهار فعالیت تیروزیناز در شرایط in vitro و in vivo از طریق FFAR2 کاهش داد.

مطالعات قبلی مهار ملانوژنز را از طریق مهار تیروزیناز توسط متابولیت‌های تخمیر از باکتری‌های پروبیوتیک LA و لاکتوباسیلوس 24،38،39 نشان دادند. همچنین، پلیمر مبتنی بر PEG با وزن مولکولی بالا (~20،{5}}) به طور کامل از طریق تخمیر توسط باکتری های گرم منفی تولید کننده استات و پروپیونات40 تجزیه شد. در این مطالعه، PA (~ 4 میلی‌مولار) فراوان‌ترین SCFA در فیلتر حاصل از تخمیر PF68 C. acnes بود و محتوای ملانین را در ملانوسیت‌ها به طور موثرتری نسبت به AA کاهش داد. علاوه بر این، درمان با 4 میلی مولار PA به طور قابل توجهی فعالیت تیروزیناز سلولی را در ملانوسیت ها مهار کرد و ثابت کرد که مهار ملانوژنز توسط PA از طریق کاهش بیان ژن تیروزیناز رخ داده است. افراد دارای تعداد یکسانی ملانوسیت هستند که دلیل آن تاثیرگذاری بر رنگدانه های پوست نیست، بلکه فعال شدن ملانوسیت های فعال توسط تابش UV36،41 است. در اینجا، درمان 4 میلی مولار PA تکثیر ملانوسیت را تغییر نداد، که نشان می‌دهد این یک گزینه درمانی موثر است و باعث آسیب سلولی نمی‌شود. کاهش تعداد ملانوسیت ها و فعالیت تیروزیناز نیز در بافت پوست گوش موش تزریق شده با مخلوطی از C. acnes و PF68 مشاهده شد، که نشان می دهد که مهار ملانوژنز احتمالاً از طریق متابولیت های تخمیر از تخمیر C. acnes با استفاده از PF68 به عنوان کربن انجام می شود. منبع علاوه بر این، مطالعه ما PA را به عنوان یک عامل ضد میکروبی عالی، بدون هیچ تغییری در رشد باکتری والد آن C. acnes تایید کرد، و PA را به عنوان یک متابولیت قوی نشان داد که تعادل میکروبیوم پوست را مختل نمی کند.

تولید ملانین توسط چندین سیستم سیگنالینگ آغاز و تنظیم می شود، به موجب آن تیروزیناز تبدیل تیروزین به DOPA و به دوپاکینون را کاتالیز می کند و منجر به تشکیل رنگدانه های ملانوسیتی می شود. در بیشتر موارد، معرف‌های روشن‌کننده پوست در سطوح مختلف تولید ملانین از طریق FFAR2 عمل می‌کنند تا بر فعالیت تیروزیناز تأثیر بگذارند یا مستقیماً تیروزیناز را برای مهار ملانوژنز در پوست هدف قرار دهند. SCFAهایی مانند PA و AA اثرات خود را از طریق اتصال به گیرنده‌های همزاد انتخابی خود مانند FFAR2 یا FFAR3 اعمال می‌کنند و PA یکی از قوی‌ترین SCFA برای هر دو گیرنده است. GLPG، یک آنتاگونیست انتخابی FFAR2 و خاموش کردن ژن با واسطه siRNA FFAR2 برای پشتیبانی از مسدود کردن FFAR23،48. در مطالعه حاضر، افزایش تعداد ملانوسیت ها و بیان ژن تیروزیناز در بافت پوست گوش موش در پاسخ به تابش UVB حتی پس از استفاده از PA برای نابودی FFAR2 در موش تغییری نکرد (شکل 4A). علاوه بر این، بیان ژن تیروزیناز پس از درمان PA در شرایط آزمایشگاهی کاهش یافت، با این حال، مسدود کردن ژن FFAR2 با GLPG، یک آنتاگونیست انتخابی FFAR2، اثر PA را برای کاهش بیان ژن تیروزیناز بهبود بخشید. پس از مسدود کردن FFAR2 از دست دادن FFAR2 منجر به افزایش بیان فعالیت تیروزیناز پس از درمان PA می شود. اگرچه هر دو PA و AA، متابولیت های تخمیر C. acnes، تمایل مشابهی برای اتصال FFAR220 دارند، کارایی نسبتاً پایین تر AA در کاهش فعالیت تیروزیناز در ملانوسیت ها، پتانسیل درمانی PA را به عنوان یک پس بیوتیک در برابر ملانوژنز تأیید می کند.

اثرات مخرب عکس ناشی از UVR بر روی پوست توجه زیادی را به خود جلب کرده است. محصولات ضد آفتاب و ضد هیپرپیگمانتاسیون به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، اما ایمنی، نفوذ پوست و اثربخشی درمانی آنها هنوز مورد سوال است. اگر چه آووبنزون ​​به دلیل اثربخشی بالای آن در برابر اشعه ماوراء بنفش، جزء رایج در ضد آفتاب ها است، اما در برابر نور ناپایدار است و بنابراین ایمن نیست، و پس از کاربردهای مزمن در خون شناسایی شده است. ایجاد سفیدی موثر پوست از طریق مسدود کردن بیان تیروزیناز توسط متابولیت های تخمیر از باکتری های پروبیوتیک یا پلیمرها به عنوان منبع کربن یک راه موثر و طبیعی برای سرکوب ملانوژنز است. از آنجایی که استفاده از پروبیوتیک‌های زنده برای لوازم آرایشی کاملاً تنظیم شده است، ارتقاء اثرات مفید آنها از طریق متابولیت‌های تخمیر از باکتری‌های پروبیوتیک زنده به یک کاربرد عملی تبدیل شده است. علاوه بر این، PF68 به عنوان یک پری بیوتیک می‌تواند تولید SCFAs از تخمیر C. acnes را افزایش دهد و برای افزایش پایداری بیولوژیکی و کمک به عوامل درمانی مختلف مانند 6-میکروسفرهای مملو از مرکاپتوپورین در تعامل با بدن انسان استفاده شده است. علاوه بر این، PF68 می تواند در غشای سلولی گنجانده شود و به سلول ها تبدیل شود و به عنوان یک حامل ژل پایدار برای عوامل ضد میکروبی استفاده شده است و حلالیت سطحی دارو را در درمان پوست افزایش می دهد. از این رو، PF68 یک گزینه ایمن و موثر برای توسعه داروها و لوازم آرایشی در نظر گرفته شده است. علاوه بر عملکرد PF68 به عنوان آغازگر تخمیر برای افزایش فعالیت تخمیر C. acnes، این پتانسیل را نیز دارد که یک کمکی برای کاهش دوز موثر معرف‌های دارویی و بهبود حلالیت داروهای محلول در آب ضعیف باشد.

به طور کلی، این نتایج نشان می دهد که تعامل PA-FFAR2 ممکن است یک مکانیسم مرکزی در اثر پروبیوتیک ها یا پست بیوتیک ها بر روی هایپرپیگمانتاسیون ناشی از UVR باشد. درمان PA بر تکثیر ملانوسیت تأثیری نداشت. در مقایسه با درمان های شیمیایی، متابولیت های پروبیوتیک ها ملایم تر و طبیعی هستند. اگرچه مکانیسم دقیقی که متابولیت‌های تخمیر PF68 C. acnes از ملانوژنز جلوگیری می‌کنند نامشخص است، شواهد حاصل از مطالعه حاضر دخالت مسیر SCFAs-FFAR{5}}تیروزیناز را نشان می‌دهد. این نتایج برای درمان بالینی آینده اختلالات رنگدانه و برای توسعه لوازم آرایشی که دامنه کاربرد محصولات سفید کننده را افزایش می دهد مفید است. در نهایت، تنوع پروبیوتیک‌ها درمان‌های شخصی‌سازی شده برای هایپرپیگمانتاسیون و توسعه محصولات اختصاصی با عملکرد بالاتر را ارائه می‌دهد.

فواید عصاره سیستانچ: سفید کردن پوست