Swertiajaponin با مکانیسم‌های دوگانه برای سرکوب تیروزیناز، رنگدانه‌های پوست را مهار می‌کند.

خلاصه

بسیاری از ترکیبات سفید کننده پوست تیروزیناز را هدف قرار می دهند زیرا دو مرحله محدود کننده سرعت در سنتز ملانین را کاتالیز می کند. اگرچه بسیاری از مهارکننده‌های تیروزیناز در حال حاضر برای اهداف سفیدکننده پوست در دسترس هستند، اما عوارض جانبی نامطلوبی نیز گزارش شده است. بنابراین، تلاش‌های زیادی برای ایجاد مهارکننده‌های تیروزیناز ایمن‌تر از محصولات طبیعی انجام شده است. در راستای این امر، ما پنجاه فلاونوئید، گروهی از آنتی اکسیدان‌ها و شل‌کننده‌های فلزی را که به طور طبیعی وجود دارند، آزمایش کردیم و سورتیاجاپونین را به عنوان قوی‌ترین مهارکننده تیروزیناز در آزمایش‌های بدون سلول مورد بررسی قرار دادیم. Swertiajaponin سمیت سلولی را در سلول‌های B16F10، HaCat و Hs27 نشان نداد و فعالیت آنتی‌اکسیدانی قوی در آزمایش‌هایی با استفاده از سیستم بدون سلول و سلول‌های B16F10 نشان داد. به طور قابل توجهی از تجمع ملانین ناشی از MSH یا UVB در سلول های B16F10 جلوگیری کرد و رنگدانه های پوست را در مدل پوست انسان سرکوب کرد. به‌عنوان مکانیسم‌های زمینه‌ای، در تجزیه و تحلیل‌های نمودار سیلیکونی و Lineweaver-Burk نشان داد که سورتیاجاپونین ممکن است مستقیماً با تشکیل پیوندهای هیدروژنی متعدد و برهم‌کنش‌های آبگریز با جیب اتصال تیروزیناز، به طور مستقیم به فعالیت تیروزیناز متصل شده و آن را مهار کند. علاوه بر این، نتایج وسترن بلات نشان داد که سورتیاجاپونین سیگنال‌دهی MAPK/MITF ناشی از استرس اکسیداتیو را مهار می‌کند و منجر به کاهش سطح پروتئین تیروزیناز می‌شود. سورتیاجاپونین با هم، با مهار فعالیت و سطح بیان پروتئین تیروزیناز، تجمع ملانین را سرکوب می کند. بنابراین، این یک افزودنی جدید برای سفید کردن لوازم آرایشی خواهد بود.

کلید واژه ها

swertiajaponin; ملانوژنز؛ رنگدانه؛ پوست انسان؛ تیروزیناز

معرفی

پوست محل اصلی انباشته شدن رنگدانه های ملانین است. سنتز و تجمع ملانین به عنوان یک مکانیسم محافظ در برابر تابش اشعه ماوراء بنفش (UV) رخ می دهد. بنابراین، افرادی که پوست سیاه دارند نسبت به افرادی که پوست رنگ پریده دارند در معرض خطر کمتری برای ابتلا به سرطان پوست هستند زیرا از اثرات جهش زا UV محافظت می شوند [1]. با این حال، ملانوژنز کنترل نشده ارتباط نزدیکی با اختلالات رنگدانه ای از جمله ملیسما، کک و مک و لنتیژین های پیر دارد [2]. علاوه بر این، تغییرات غیر طبیعی در رنگ پوست منجر به مشکلات زیبایی نامطلوب و در نهایت کاهش کیفیت زندگی می شود. بنابراین، پیشگیری از ملانوژنز غیرطبیعی توجه قابل توجهی را برای توسعه لوازم آرایشی سفیدکننده پوست جلب کرده است [3-5].

ملانوسیت نوع اصلی سلولی است که ملانین را در اپیدرم پوست سنتز می کند. ملانوسیت ها پس از سنتز، ملانین را از طریق دندریت ها به کراتینوسیت ها منتقل می کنند که منجر به رنگدانه های پوست می شود. ملانین را می توان از L-تیروزین از طریق فرآیندهای هیدروکسیلاسیون و اکسیداسیون سنتز کرد، که در آن یک تیروزیناز چند عملکردی حاوی مس نقش اساسی در سنتز ملانین ایفا می کند. تیروزیناز دو مرحله محدود کننده سرعت را در سنتز ملانین کاتالیز می کند. هیدروکسیل شدن مایکوفنولات L-تیروزین به 3،{5}}دی هیدروکسی ال-فنیل آلانین (L-DOPA)، و اکسیداسیون L-DOPA به DOPA کینین [6، 7]. بر این اساس، مهار تیروزیناز استراتژی خوبی برای روشن‌تر شدن پوست است، اما سمیت سلولی و عدم ثبات، کاربرد مهارکننده‌های تیروزیناز مختلف را در زمینه محصولات پزشکی و آرایشی محدود کرده است. بنابراین، تلاش‌های بی‌وقفه‌ای برای یافتن مهارکننده‌های تیروزیناز ایمن‌تر با پایداری و انتخاب‌پذیری قوی‌تر از منابع طبیعی انجام شده است.

برای یافتن ترکیباتی برای اثرات سفید کنندگی بهتر و ایمن‌تر برای پوست، پنجاه فلاونوئید موجود به‌طور طبیعی را برای اثرات بازدارنده آن‌ها روی تیروزیناز آزمایش کردیم و سورتیاجاپونین را به‌عنوان قوی‌ترین مهارکننده تیروزیناز بررسی کردیم. ما بیشتر تأثیر آن را بر روی رنگدانه‌های پوست با استفاده از مدل‌های پوست سلولی و انسان با سنجش‌های بیولوژیکی مختلف و در تجزیه و تحلیل سیلیکو بررسی کردیم.

گیاه سیستانچ یک گیاه رایج است که به عنوان "علف معجزه آسا طولانی کننده عمر" شناخته می شود. جزء اصلی آن سیستانوزید است که دارای اثرات مختلفی مانند آنتی اکسیدان، ضد التهاب و تقویت عملکرد سیستم ایمنی است. مکانیسم بین سیستانچ و سفید شدن پوست در اثر آنتی اکسیدانی گلیکوزیدهای سیستانش نهفته است.

روی Cistanche For Improving Skin Whitening کلیک کنید

بیشتر بخواهید:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

ملانین در پوست انسان از اکسیداسیون تیروزین کاتالیز شده توسط تیروزیناز تولید می شود و واکنش اکسیداسیون نیاز به مشارکت اکسیژن دارد، بنابراین رادیکال های آزاد اکسیژن در بدن به عامل مهمی در تولید ملانین تبدیل می شوند. سیستانچ حاوی سیستانوزید است که یک آنتی اکسیدان است و می تواند تولید رادیکال های آزاد را در بدن کاهش دهد و در نتیجه تولید ملانین را مهار کند.

علاوه بر این، سیستانچ همچنین عملکرد تولید کلاژن را افزایش می دهد که می تواند خاصیت ارتجاعی و درخشندگی پوست را افزایش دهد و به ترمیم سلول های آسیب دیده پوست کمک کند.

گلیکوزیدهای فنیل اتانول سیستانچ اثر کاهشی قابل توجهی بر فعالیت تیروزیناز دارند و اثر آن بر تیروزیناز به عنوان یک مهار رقابتی و برگشت پذیر نشان داده شده است که می تواند پایه ای علمی برای توسعه و استفاده از مواد سفید کننده در سیستانچ فراهم کند.

بنابراین سیستانچ نقش کلیدی در سفید شدن پوست دارد. می تواند تولید ملانین را برای کاهش تغییر رنگ و تیرگی مهار کند. و تولید کلاژن را برای بهبود خاصیت ارتجاعی و درخشندگی پوست تقویت می کند. با توجه به شناخت گسترده این اثرات سیستانچ، بسیاری از محصولات سفید کننده پوست شروع به تزریق مواد گیاهی مانند سیستانچ برای رفع نیاز مصرف کنندگان کرده اند، بنابراین ارزش تجاری سیستانچ در محصولات سفید کننده پوست افزایش می یابد.

به طور خلاصه، نقش سیستانچ در سفید شدن پوست بسیار مهم است. اثر آنتی اکسیدانی و اثر کلاژن سازی آن می تواند تغییر رنگ و تیرگی را کاهش دهد، خاصیت ارتجاعی و درخشندگی پوست را بهبود بخشد و در نتیجه به یک اثر سفید کننده دست یابد. همچنین کاربرد وسیع سیستانچ در محصولات سفید کننده پوست نشان می دهد که نقش آن در ارزش تجاری را نمی توان دست کم گرفت.

نتایج و بحث

Swertiajaponin قوی ترین مهار کننده تیروزیناز از پنجاه فلاونوئید است.

از بین ترکیبات طبیعی مختلف، فلاونوئیدها، گروهی از آنتی اکسیدان ها و شلاتورهای فلزی که به طور طبیعی وجود دارند، شناخته شده اند که فعالیت تیروزیناز را به دلیل توانایی آنها در تشکیل کمپلکس های مس - فلاونوئید سرکوب می کنند [8، 9]. ما از پنجاه فلاونوئیدی استفاده کردیم که به صورت تجاری در دسترس بودند تا بررسی کنیم که آیا آنها فعالیت بازدارندگی علیه تیروزیناز قارچ دارند یا خیر. کوجیک اسید، یک مهارکننده معروف تیروزیناز، به عنوان یک کنترل مثبت برای غربالگری بهتر مهارکننده‌های تیروزیناز استفاده شد (شکل 1A{5}}B). در نتیجه، نمونه شماره 40 (swertiajaponin) (شکل 1C) قوی ترین فعالیت بازدارنده را در برابر تیروزیناز نسبت به سایر فلاونوئیدها نشان داد (شکل 1A-1B و شکل تکمیلی 1). هنگامی که فعالیت بازدارنده توسط آزمایش وابسته به غلظت بیشتر مورد بررسی قرار گرفت، مقدار IC50 کوجیک اسید 41.26 میکرومولار و سویرتیاجاپونین 43.47 میکرومولار بود (شکل 1D)، که نشان می‌دهد مهار فعالیت تیروزیناز سویرتیاجاپونین با اسید کوجیک قابل مقایسه است. در آزمایشات لوله آزمایش

Swertiajaponin در شرایط آزمایشگاهی سمیت سلولی نشان نمی دهد

Swertiajaponin متعلق به خانواده فلاونوئید C-گلیکوزیدها است. این شامل یک بخش کربوهیدراتی است که از نظر C-گلیکوزیدی به یکی از ستون فقرات فلاونوئیدی مرتبط است (شکل 1C). این به عنوان یک ترکیب موجود در کل گیاه Swertia japonica گزارش شده است [10]. اگرچه برخی از مطالعات گزارش کردند که Swertia japonica از نظر بالینی به عنوان یک درمان برای علائم گوارشی در ژاپن استفاده می شود [11]، مطالعات کمی در مورد عملکردهای بیولوژیکی swertiajaponin در دسترس است. بنابراین، ما بیشتر اثرات آن را بر روی ملانوژنز بررسی کردیم. از آنجایی که سمیت سلولی موضوع اصلی مهارکننده‌های تیروزیناز مصنوعی است، ما آزمایش کردیم که آیا سورتیاجاپونین سمیت سلولی را با استفاده از خطوط سلولی متعدد از جمله HaCat (کراتینوسیت انسانی)، B16F10 (ملانوم موش) و Hs27 (فیبروبلاست انسانی) نشان می‌دهد یا خیر. Swertiajaponin هیچ سمیت سلولی در این رده های سلولی نشان نداد (شکل 2A-2C).

Swertiajaponin از ملانوژنز در سلول های B16F10 جلوگیری می کند

ما اثر آن را بر ملانوژنز با استفاده از سلول‌های B16F10 که از قبل با اسید کوجیک یا سورتیاجاپونین تیمار شده بودند و به دنبال آن قرار گرفتن در معرض UVB یا MSH، قوی‌ترین القاکننده‌های ملانوژنیک، بررسی کردیم. همانطور که انتظار می رفت، قرار گرفتن در معرض UVB یا MSH به طور قابل توجهی باعث افزایش سطح ملانین در سلول های B16F10 شد (شکل 2D-2F) و درمان با سورتیاجاپونین محتوای ملانین سلولی را به صورت وابسته به دوز پس از قرار گرفتن در معرض UVB یا MSH کاهش داد (شکل 2D{10 }}F). در مطالعات سلولی، اثر ضد ملانوژنیک سویرتیاجاپونین قوی‌تر از اسید کوجیک است (شکل 2E{13}}F). به طور مشابه، رنگ گلوله سلولی که قبل از تیمار MSH با سورتیااژاپونین از قبل تیمار شده بود، در مقایسه با سلول های تیمار شده با MSH روشن شد (شکل 2D)، که نشان می دهد سورتیاجاپونین از ملانوژنز ناشی از UVB یا MSH جلوگیری می کند.

Swertiajaponin از ملانوژنز در مدل پوست انسان جلوگیری می کند

برای تأیید اینکه سورتیاجاپونین رنگدانه‌های پوست را در انسان سرکوب می‌کند، ما یک اپیدرم انسانی زنده، سه‌بعدی و بازسازی‌شده متشکل از ملانوسیت‌های انسانی و کراتینوسیت‌هایی که به مرور زمان ملانوژنز خود به خودی شناخته شده‌اند، کشت کردیم [12]. ما مدل پوست انسان را با سورتیاجاپونین به مدت 1 ساعت پیش تیمار کردیم و آن را به مدت 5 روز در محیط نگهداری کشت دادیم. در مقایسه با روز 1، مدل پوست انسان در روز 5 تیره شد و درمان با سورتیاجاپونین به روشی وابسته به غلظت از آن جلوگیری کرد (شکل 3A-3B). به طور مشابه، رنگ آمیزی Fontana-Masson نشان داد که سورتیااژاپونین به طور قابل توجهی سطوح ملانین را در اپیدرم کاهش می دهد (شکل 2C)، که نشان می دهد سورتیااژاپونین رنگدانه را در پوست کاهش می دهد.مدل پوست انسان

Swertiajaponin ممکن است به تیروزیناز متصل شده و آن را غیرفعال کند

ما در مرحله بعدی مکانیسم‌های اساسی اثرات ضد ملانوژنیک با واسطه سورتیاجاپونین را با استفاده از سلول‌های B16F10 بررسی کردیم. از آنجا که swertiajaponin فعالیت تیروزیناز را در آزمایشات بدون سلول با استفاده از قارچ تیروزیناز سرکوب کرد (شکل 1B)، ما فرض کردیم که مستقیماً به تیروزیناز متصل شده و آن را غیرفعال می کند. برای آزمایش این، شبیه‌سازی اتصال پروتئین لیگاند برای پیش‌بینی میل اتصال با استفاده از AutoDock Vina انجام شد. میل ترکیبی پیش‌بینی‌شده بین تیروزیناز و کوجیک اسید -5.۴ کیلوکالری در مول و میل ترکیبی بین تیروزیناز و سویرتیااژاپونین -6.۳ کیلوکالری در مول بود (شکل 4A و 4C)، که نشان می‌دهد سورتیااژاپونین ممکن است متصل شود. به تیروزیناز با میل ترکیبی قوی تر از اسید کوجیک. برای بررسی بیشتر حالت اتصال بین ترکیبات و تیروزیناز، تجزیه و تحلیل فارماکوفور با استفاده از نرم افزار LigandScout 3.1 انجام شد. در حالی که کوجیک اسید ممکن است عمدتاً از طریق پیوندهای هیدروژنی با باقیمانده ASN260 یا GLU256 تیروزیناز به تیروزیناز متصل شود (شکل 4B)، سورتیاجاپونین پیوندهای هیدروژنی متعددی را با HIS85، ASN81، ASN260، HIS226 از هیدروژناز، HIS226، و M2246، و M2246، و M2246، با 800، 226 و 250، 250 و 255، تشکیل می دهد. و باقیمانده PHE264 تیروزیناز (شکل 4D)، که احتمالاً میل اتصال بالاتر سورتیاجاپونین به تیروزیناز را توضیح می دهد.

از آنجا که یک محل اتصال از پیش تعریف شده تیروزین به عنوان یک محفظه اتصال در شبیه سازی اتصال پروتئین-لیگاند [3] استفاده شد، این احتمال وجود دارد که swertiajaponin به صورت رقابتی به تیروزیناز با تیروزین متصل شود. برای بررسی این موضوع، تحلیل Lineweaver-Burk انجام شد. با افزایش غلظت سورتیااژاپونین، مقادیر کیلومتر نیز افزایش یافت در حالی که مقادیر Vmax ثابت بود (شکل 4E{4}}F)، که نشان می‌دهد سورتیاجاپونین یک مهارکننده رقابتی تیروزیناز است.

Swertiajaponin یک آنتی اکسیدان است که سیگنالینگ MITF/تیروزیناز ناشی از UVB را سرکوب می کند.

اگرچه مقدار IC50 سورتیااژاپونین مشابه اسید کوجیک در آزمایش بدون سلول است، مهار واقعی ملانوژنز در سلول های تیمار شده با سورتیااژاپونین بیشتر از سلول های تیمار شده با کوجیک اسید است، که نشان می دهد اتصال مستقیم به تیروزیناز ممکن است وجود نداشته باشد. تنها مکانیسم اساسی مهار swertiajponin واسطه ملانوژنز. به خوبی مستند شده است که عملکردهای بیولوژیکی فلاونوئیدها با اثرات آنتی اکسیدانی آنها مرتبط است [13]. بنابراین، ما بررسی کردیم که آیا سورتیاجاپونین استرس اکسیداتیو را با روش‌های مهارکننده اکسیژن فعال بدون سلول (ROS) و پراکسی نیتریت (ONOO-) تنظیم می‌کند یا خیر. Swertiajaponin فعالیت‌های ROS و ONOO قوی را نشان داد که به ترتیب با Trolox و پنی‌سیلامین، مهارکننده‌های معروف ROS و ONOO قابل مقایسه بود (شکل 5A{12}}B). ما بیشتر آزمایش کردیم که آیا فعالیت ضد اکسیداتیو swertiajaponin در سلول های B16F10 پس از قرار گرفتن در معرض UVB نیز نشان داده شده است یا خیر. قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش به طور قابل توجهی تولید ROS و ONOO- را افزایش داد، در حالی که سورتیااژاپونین آنها را به روشی وابسته به غلظت کاهش داد، که نشان می دهد سویرتیاجاپونین یک آنتی اکسیدان است (شکل 5C{20}}D).

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501