Kolagen Marin: Biomaterial Menjanjikan Untuk Penyembuhan Luka, Anti-Penuaan Kulit dan Penjanaan Semula Tulang Bahagian 2

Sila hubungioscar.xiao@wecistanche.comuntuk maklumat lanjut

3. Potensi Peranan Kolagen dalam Penjanaan Semula Tulang dan Rawan

Sumber kolagen marin berfungsi bukan sahaja sebagai jalan yang menjanjikan untuk menyembuhkan kecederaan kulit tetapi juga untuk trauma dan pertumbuhan semula yang berkaitan dengan tulang. Pembaikan dan penyembuhan patah tulang adalah satu bentuk pertumbuhan semula tisu dan merupakan proses kompleks yang melibatkan pembentukan dan kerosakan tulang [90,91]. Selalunya, pesakit hadir dengan keadaan yang memerlukan pembinaan semula tulang besar akibat keabnormalan genetik, trauma, jangkitan, dan tumor [92]. Terdapat peningkatan permintaan untuk memperbaiki kaedah pembaikan dan penjanaan semula tulang, seperti cantuman tulang berfungsi [93].

Peptida bioaktif kolagen marin diketahui membantu dalam penyerapan kalsium dan zink, yang merupakan komponen penting tulang dan bermanfaat untuk pencegahan osteoporosis [94,95]. Kajian yang dilakukan oleh Xu et al mendapati bahawa peptida kolagen marin yang diasingkan dan diperoleh melalui hidrolisis daripada chum salmon meningkatkan osteocalcin serum dalam tikus yang dirawat berbanding dengan kawalan. Osteocalcin adalah hormon protein yang dirembeskan oleh osteoblas dan memainkan peranan dalam penyelenggaraan dan penjanaan semula tulang melalui interaksi dengan kalsium. Kajian juga mendapati bahawa matriks organik tulang, ketumpatan, panjang femoral, dan ion mineral femur adalah lebih tinggi dalam kumpulan yang dirawat kolagen berbanding dengan kawalan [9]. Telah dihipotesiskan bahawa peningkatan ketumpatan mineral tulang mungkin disebabkan oleh peningkatan aktiviti osteoblas, seperti yang dilihat oleh peningkatan saiz tulang dan serum osteocalcin [94]. Keputusan ini memberi penerangan tentang potensi peptida kolagen yang terlibat dalam pemendapan mineral, pembangunan matriks tulang, dan peningkatan dalam aktiviti osteoblastik, yang menunjukkan bahawa kolagen adalah biomaterial yang menjanjikan untuk pencegahan dan rawatan osteoporosis [94]. Osteoporosis dan kehilangan tulang bersih adalah lazim di kalangan wanita penuaan yang melalui menopaus akibat daripada kekurangan estrogen [49].bioflavonoidNomura et al. menunjukkan bahawa 20 mg kolagen yang diasingkan daripada gelatin jerung juga meningkatkan ketumpatan mineral tulang tulang span dalam model tikus osteoporosis menopaus [49].

Sila klik di sini untuk mengetahui lebih lanjut

Tambahan pula, kesan biologi kolagen marin pada sel stem sumsum tulang yang berasal dari tikus juga telah ditunjukkan. Liu et al. menunjukkan bahawa 0.2 mg/mL kolagen yang diasingkan daripada ikan menggalakkan kemandirian sel dan mengawal selia ekspresi beberapa penanda osteogenik dan endothelial[50]. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah7, terdapat peningkatan ketara dalam daya maju sel pada 0.2 dan 0.02 mg/mL dalam kumpulan yang dirawat kolagen [50]. Menariknya, kumpulan yang dirawat 2mg/mL tidak menunjukkan perbezaan yang ketara kerana dos yang tinggi mengakibatkan mekanisme maklum balas negatif yang kompleks yang menyekat percambahan sel [50].

Di samping itu, penanda osteogenik, seperti fosfatase alkali (yang meningkatkan pembezaan sel kepada sel osteoblas/pembentuk tulang), dikawal dengan ketara dalam kumpulan yang dirawat kolagen pada 3 dan 10 hari selepas rawatan [50]. Sama seperti kajian ini, Elango et al. mendapati bahawa sel stem sumsum tulang yang dirawat kolagen dan sel osteoblastik matang menggambarkan percambahan yang bergantung kepada dos berbanding dengan kawalan [52]. Secara tambahan, mRNA penanda osteogenik dan ekspresi protein meningkat dengan ketara dalam kumpulan yang dirawat berbanding dengan kawalan [52]. Keputusan ini menunjukkan bahawa kolagen mampu menggalakkan pembezaan sel stem dan aktiviti osteoblastik. Yamada et al. juga menunjukkan bahawa peptida kolagen marin yang diekstrak daripada kedua-dua tulang dan kulit ikan mampu meningkatkan percambahan sel osteoblastik, ekspresi penanda osteogenik, dan pemendapan mineral [96] Selain penggunaan peptida kolagen terhidrolisis, struktur perancah kolagen telah ditunjukkan untuk berfaedah berkaitan dengan pertumbuhan semula tulang.beli cistancheDiogo et al.sistanchmendapati bahawa struktur perancah kolagen-kalsium fosfat yang dihubungkan silang dengan EDC/NHS menyokong perlekatan dan penghasilan sel-sel pembinaan tulang [9]. Kajian yang lebih baru mendapati bahawa dalam perancah kolagen obor-obor, terdapat pembentukan tulang de novo yang lebih besar dan peningkatan pengambilan makrofaj berbanding kumpulan kawalan [98]. Sel-sel radang, seperti makrofaj, dikenali untuk menggalakkan pembaikan tisu, dan mengawal keradangan dan homeostasis, yang menjanjikan untuk pertumbuhan semula tisu tulang [98]. Sama seperti kajian di atas, Rachmawati et al. mendapati bahawa perancah kolagen yang diasingkan daripada obor-obor Aurelia aurita membantu menjana semula tulang alveolar [9]. Apabila dirawat dengan perancah kolagen, terdapat peningkatan osteoblas dan penurunan osteoklas berbanding kumpulan kawalan yang mencadangkan potensi untuk pertumbuhan semula tulang alveolar. STRO-1, biomarker untuk sel stem mesenchymal, dan osteocalcin, hormon protein yang disintesis oleh osteoblas juga telah meningkat dalam kumpulan yang dirawat kolagen. Keputusan ini mencadangkan sifat penjanaan semula tulang yang menjanjikan [99].

Cistanche boleh anti-penuaan

Span marin, juga dikenali sebagai poriferan, berfungsi sebagai sumber kolagen yang penting dan mempunyai struktur yang menyerupai seni bina tisu tulang yang membatalkan. Lin et al. menjalankan ujian in vitro menggunakan kolagen fibrin yang diasingkan daripada span marin Callyspongidae [100]. Kajian mendapati osteoblas dapat berlabuh pada permukaan gentian span, membiak, dan berkembang pada binaan sel-span. Kajian itu juga menilai potensi osteokonduktif binaan perancah kolagen span dan mendapati bahawa selepas 7 hari ekspresi gen dua penanda osteogenik, osteocalcin, dan osteopontin, meningkat dengan ketara [100]. Atau hari ke-14, ekspresi gen alkali fosfatase, penunjuk pembezaan osteoblastik, juga meningkat dengan ketara [100]. Begitu juga, Green et al. juga menggunakan perancah rangka span marin untuk menilai sama ada kolagen boleh mendorong osteogenesis [101]. Kajian mendapati bahawa sel osteoprogenitor manusia dapat melekat pada perancah dalam masa 16 jam, dan dalam 21 hari, sel osteoprogenitor merembeskan matriks ekstraselular. Tambahan pula, pada 9 dan 14 hari, aktiviti alkali fosfatase meningkat dengan ketara berbanding kawalan [101]. Secara keseluruhannya, keputusan ini menunjukkan bahawa gentian kolagen dalam rangka span marin menyediakan rangka kerja perancah untuk perlekatan, percambahan, dan penghijrahan osteoblas, yang mencadangkan potensi yang menjanjikan untuk digunakan dalam kejuruteraan tisu tulang [100,101].

Aplikasi bioperubatan kolagen marin tidak terhad kepada kulit dan tulang tetapi juga merangkumi penjanaan semula rawan. Osteoartritis (OA) dicirikan oleh gangguan dalam homeostasis rawan, yang tidak mempunyai potensi pembaikan diri dan regeneratif[103]Dalam OA, degradasi rawan berlaku, yang mengakibatkan pendedahan kepada tulang subkondral, dan ini memberi kesan negatif kepada kualiti hidup seseorang. disebabkan oleh sendi yang sakit dan kaku [103]. Secara menjanjikan, kolagen marin telah ditunjukkan untuk mendorong pembezaan kondrogenik, membuka laluan untuk potensi pertumbuhan semula rawan. Raabe et al. mendapati bahawa kolagen ikan terhidrolisis serta faktor pertumbuhan TGFB1 mendorong sintesis proteoglycan dan serat kolagen[104]. Kolagen ikan juga menyebabkan pembezaan kondrogenik [104].cistanche AustraliaBegitu juga, Bourdon et al. menyiasat kesan tiga hidrolisat kolagen daripada kulit ikan dan tulang rawan pada pecahan kondrosit [55]. Kajian mendapati bahawa 0.5,50 dan 100 ug/mL hidrolisat kolagen meningkatkan tahap kolagen jenis I dan II kolagen. Di samping itu, sel yang dirawat kolagen telah mengurangkan ekspresi penanda protease yang diketahui terlibat dalam pembangunan OA, Htral, Mmp103, Adamts5, dan Cox2[5]. Ohnishi et al. juga mendapati bahawa arnab yang diberikan gabungan peptida kolagen ikan dan glukosamin dilindungi daripada kemerosotan rawan (OA), manakala kumpulan kawalan membangunkan OA [105]. Didapati bahawa peptida kolagen ikan dan glukosamin, yang terdapat dalam jumlah yang besar dalam tisu penghubung dan membantu mengekalkan struktur dan integriti rawan mempunyai beberapa kesan perlindungan sahaja, tetapi kesan gabungannya memberikan perlindungan paling banyak terhadap OA [105].

Dalam eksperimen histologi oleh Ahmed et al, kesan kolagen daripada perancah span obor-obor terhadap kondrogenisiti rawan lembu telah diperhatikan [106]. Kondrogenisiti ialah proses kompleks yang melibatkan percambahan dan pembezaan kondroprogenitor dan pemendapan matriks ekstraselular (ECM)[106]. Dalam eksperimen ini, kondrosit yang diperoleh daripada tisu rawan lembu telah disemai pada perancah obor-obor untuk menilai jumlah pemendapan kolagen, dan pewarna merah picrosirius digunakan untuk memerhati kandungan dan orientasi gentian kolagen (Rajah 8)[106]. Mereka menggunakan tiga media kultur berbeza: tisu asli (rawan tidak matang yang berasal dari lembu) dan tisu rawan lembu yang mengandungi sel kondroprogenitor dalam kehadiran dan ketiadaan faktor pertumbuhan mengubah- 1 (TGF 1)[106]. TGF 1 telah ditunjukkan sebagai faktor pertumbuhan yang berkesan dalam pembentukan tulang rawan dan terdapat pada tahap tinggi dalam rawan yang sihat, tetapi tahapnya sangat berkurangan dalam rawan pesakit OA [106]. Hasil pewarnaan menunjukkan bahawa dalam tisu lembu asli, gentian kolagen terletak terutamanya pada permukaan tisu, tetapi dalam budaya kondrogenik, kedua-dua di permukaan tisu dan di kawasan yang lebih dalam, pemendapan gentian kolagen lebih kelihatan. Selain itu, penambahan TGF 1 kepada medium kultur meningkatkan lagi pemendapan gentian kolagen [106]. Secara keseluruhan, data semasa menyokong penggunaan kolagen marin dalam penjanaan semula rawan.

4. Kelebihan dan Had Berkaitan dengan Penggunaan Kolagen Marin

Sumber marin kolagen mempunyai banyak kelebihan berbanding haiwan darat dan sumber lain. Ia bukan sahaja tersedia dengan banyak, tidak mempunyai kekangan agama dan mudah diakses, tetapi terdapat juga beberapa kesan toksik yang dilaporkan pada dos yang berkesan [32,33]. Ini penting kerana sumber utama kolagen adalah: daripada lembu, yang mempunyai risiko penghantaran BSE dan TSE yang sangat berbahaya [29,35]. Selain profil keselamatannya yang menjanjikan, penggunaan kolagen marin adalah mesra alam. Kulit, tulang, dan sisik ikan adalah sumber kolagen yang luas, namun ia sering dibuang oleh industri pemprosesan makanan laut [30]. Dengan menggunakan kolagen marin, sisa berguna dikurangkan, dan tiada lagi organisma yang dicederakan dalam pengasingan kolagen. Tambahan pula, kolagen mempunyai pelbagai aplikasi dalam banyak bidang, seperti penghantaran ubat, penyembuhan luka, penuaan kulit, dan pertumbuhan semula tisu. Kolagen marin juga terbukti berkesan seperti kolagen palsu. Dalam contoh yang dinyatakan di atas, kolagen marin adalah berkesan seperti BHT antioksidan yang diberikan pada masa ini [89]. Di samping itu, perbandingan lain membran kolagen span berbanding membran poliuretana pada penyembuhan tapak penderma geran menggambarkan bahawa penggunaan kolagen dengan ketara meningkatkan kualiti penyembuhan luka dan mengurangkan masa penyembuhan [107]. Kolagen marin juga dihidrolisiskan dengan lebih mudah daripada kolagen mamalia, yang menjadikannya lebih sesuai untuk diproses selanjutnya menjadi derivatif peptida [108]. Tambahan pula, kolagen mempunyai kedua-dua sifat struktur dan fungsi yang menjadikannya substrat semula jadi untuk lampiran sel, pertumbuhan, dan pembezaan [109]. Walau bagaimanapun, penting untuk diperhatikan bahawa walaupun kecil, beberapa batasan wujud. Telah ditunjukkan bahawa kolagen marin kurang stabil secara haba berbanding kolagen daripada lembu, kerana ia mempunyai lebih sedikit sisa prolin dan hidroksiprolin [10]. Selain itu, kebanyakan kajian telah menyiasat keberkesanan kolagen marin secara in vitro atau dalam model haiwan; walau bagaimanapun, lebih banyak kajian diperlukan untuk menyiasat keberkesanan dan potensi kesan buruk kolagen marin pada kulit manusia. Secara keseluruhannya, beberapa batasan kolagen marin amat diatasi dengan pelbagai manfaatnya. 5. Membuat kesimpulan

Kenyataan

Kajian ini menyerlahkan aplikasi bioperubatan kolagen marin dalam penyembuhan luka, antipenuaan kulit, dan pertumbuhan semula tulang dan rawan. Terbukti bahawa sumber kolagen marin adalah lebih berfaedah daripada sumber haiwan darat. Keupayaan kolagen marin untuk menggalakkan epithelisasi semula kulit, vaskularisasi, penghijrahan fibroblast, dan keseluruhan kadar penyembuhan luka yang lebih cepat telah ditunjukkan. Tambahan pula, kesan antipenuaan kolagen marin yang berkaitan dengan keanjalan kulit yang lebih besar dan pengurangan kedutan adalah sangat menjanjikan untuk industri kosmetik.faedah cistancheTambahan pula, kesan ketara terhadap pencegahan dan rawatan osteoporosis dengan meningkatkan kepadatan tulang dan pemendapan mineral juga jelas. Penyakit berkaitan tulang seperti osteoporosis dan OA boleh menjejaskan kualiti hidup seseorang secara negatif. Kolagen marin dan derivatifnya ditunjukkan untuk melambatkan dan melindungi daripada OA dan, dengan itu, mengurangkan hasil kematian. Oleh itu, perlu ada penyiasatan dan penemuan sumber kolagen marin yang berterusan, kerana ia setakat ini telah terbukti sangat bermanfaat.

Artikel ini diekstrak daripada Dadah Mac 2022, 20, 61. https://doi.org/10.3390/md20010061 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs