Asid propionik Dihasilkan Oleh Penapaian Jerawat Kutibacterium Memperbaiki Sintesis Melanin

Hubungi: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mel:audrey.hu@wecistanche.com

Hsin‑Jou Kao1, Yan‑HanWang2, Sunita Keshari3, John JacksonYang3, Shinta Simbolon1, Chun‑Chuan Chen1 & Chun‑Ming Huang1*

Penyinaran ultraungu mendorong pengumpulan melanin, yang boleh dikurangkan dengan penggunaan produk pemutihan kimia. Walau bagaimanapun, kebimbangan keselamatan berkaitan produk tersebut telah mendorong pencarian alternatif semula jadi dan tidak berbahaya. Kajian ini bertujuan untuk mengenal pasti formulasi berasid semulajadi untuk mengurangkan pigmentasi kulit. Asid propionik metabolit (CH3CH2COOH, PA) adalah asid lemak yang paling banyak dalam turasan daripada penapaian Pluronik F68 (PF68) Cutibacterium acnes (C. acnes) dan mengurangkan melanosit positif DOPA dengan menghalang aktiviti tyrosinase selular dengan ketara melalui pengikatan kepada reseptor asid lemak bebas 2 (FFAR2). Selain itu, rawatan PA 4 mM tidak mengubah percambahan melanosit, menunjukkan bahawa ia adalah penyelesaian yang berkesan untuk hiperpigmentasi, tidak menyebabkan kerosakan selular. Melanosit DOPA-positif dan aktiviti tyrosinase yang berkurangan juga diperhatikan dalam tisu kulit telinga tikus yang disuntik dengan campuran C. acnes dan PF68, menyokong bahawa perencatan melanogenesis mungkin akan dimediasi melalui metabolit penapaian daripada C. acnesfermentation menggunakan PF68 sebagai sumber karbon. Selain itu, PA tidak menjejaskan pertumbuhan bakteria induknya C. acnes, oleh itu merupakan metabolit penapaian yang kuat yang tidak mengganggu keseimbangan mikrobiom kulit.

Kulit bertindak sebagai antara muka antara badan manusia dan persekitaran luaran yang menyediakan pertahanan terhadap patogen, kerosakan fizikal dan ultraungu1. Jika kulit manusia terlalu terdedah kepada sinaran ultraungu (UVR) yang mempengaruhi fungsi dan kemandirian banyak jenis sel, menyebabkan keradangan kulit, yang boleh menyebabkan kanser2,3. Kerosakan DNA yang disebabkan oleh UV mengaktifkan isyarat pembaikan selular untuk menghasilkan melanin dalam melanosit, mengakibatkan pigmentasi kulit4,5. Permukaan kulit manusia yang sihat dijajah oleh pelbagai persekitaran mikroorganisma, kebanyakannya tidak berbahaya sebagai komensal atau patogen oportunistik6,7. Probiotik ialah contoh biasa bacteriotherapy yang berpotensi untuk perlindungan foto dengan memperlahankan tanda-tanda penuaan kulit dan mengurangkan kesan keradangan kulit yang disebabkan oleh UV3,8,9. Contohnya, bakteria asid laktik probiotik terutamanya menghalang keradangan akibat UV, tindak balas alahan dan imunosupresi pada kulit10. Selain itu, keupayaan Cutibacterium acnes (C. acnes), bakteria utama dalam mikrobiom kulit, untuk menghasilkan porfirin sebagai tindak balas kepada UVR menjadikannya biomarker utama kerana peranannya dalam melindungi dan mencegah ketidakseimbangan2,11,12, oleh itu ia adalah kepentingan praktikal13. Kajian mendedahkan bahawa penapisan fermentasi (GFF) mengurangkan melanin dalam sel melanoma manusia, dengan itu mengurangkan pigmentasi kulit14. Asid lemak bebas (FFA) mempunyai kesan pengawalseliaan yang luar biasa terhadap melanogenesis dan menindas aktiviti tyrosinase dalam sel melanoma murine B16F10 yang dikultur15. Kebanyakan pilihan rawatan untuk hiperpigmentasi menyekat penukaran tirosin kepada melanin, bertindak sebagai perencat tyrosinase, enzim pengawalseliaan utama yang diperlukan untuk biosintesis melanin16. Baru-baru ini, penggunaan meluas agen pemutih kulit, seperti sebatian fenolik dan merkuri, dalam formulasi kosmetik telah menimbulkan kebimbangan keselamatan yang serius17. Selain itu, FFAR2 (juga dikenali sebagai GPR43) terdapat dalam pelbagai tisu seperti sumsum tulang, limpa, dan kulit normal18dan merupakan sasaran ubat yang menjanjikan untuk obesiti, kolitis, dan beberapa tindak balas keradangan19. FFAR2 ialah reseptor untuk asid lemak rantai pendek (SCFA) dengan panjang rantai kurang daripada enam karbon seperti asetat, butirat, dan propionat, agonis paling mujarab untuk FFAR220,21. Sebelum ini, kami menunjukkan bahawa in vivo knockdown FFAR2 dalam kulit tetikus menyekat pengantaraan asid butirik kerengsaan UV3.

C. acnes is abundant on the human skin surface accounting for>60 peratus daripada bakteria2. Selain itu, asid propionik (PA), metabolit penapaian daripada C. acnes, dan derivatif yang diesterkan bertindak sebagai agen antimikrob yang berpotensi terhadap salutan Staphylococcus aureu11,22 dan poli(etilena oksida) merupakan kaedah yang menjanjikan untuk mengelakkan jangkitan23. Bakteria probiotik komensal kulit boleh menghalang pertumbuhan USA300 melalui penapaian poli(etilena glikol) dime-metakrilat sebagai pemula penapaian terpilih24. PF68, polimer berasaskan PEG ialah pembawa gel yang stabil untuk agen antimikrob, meningkatkan keterlarutan permukaan ubat, dan biasanya digunakan dalam rawatan luka yang dijangkiti tanpa sebarang kesan sampingan yang boleh dilihat25. Dalam kajian ini, kami menentukan bahawa PF68 sebagai sebatian terbitan polimer adalah agen yang berpotensi selamat dan berkesan dan penggunaan metabolit daripada penapaian PF68 oleh kulit komensal C. acnes boleh menghalang hiperpigmentasi atau melanogenesis yang disebabkan oleh UV.

manfaat cistanche tubolosa: menghalang melanogenesis kulit.

Kaedah

Kenyataan etika.

Kajian ini dijalankan dengan ketat dengan protokol Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) yang diluluskan di National Central University (NCU), Taiwan (NCU-106-016) dan mematuhi garis panduan Tiba (https://arriveguidelines .org/). Tikus Institut Penyelidikan Kanser (ICR) (wanita berusia 8-9 minggu; Pusat Haiwan Makmal Kebangsaan, Taipei, Taiwan) telah dikorbankan menggunakan CO2 dalam kotak tertutup. Semua kaedah telah dilakukan mengikut garis panduan dan peraturan yang berkaitan

Kultur bakteria.

C. acnes (ATCC 6919) telah dibiakkan pada Reinforced Clostridium Medium (RCM, Oxford, Hampshire, England) di bawah keadaan anaerobik menggunakan Gas-Pak (BD, Sparks, MD, USA). Bakteria dibiakkan pada 37 darjah sehingga fasa pertumbuhan logaritma. Pelet bakteria dituai melalui sentrifugasi pada 5,000×g selama 10 minit, dibasuh dalam garam penampan fosfat (PBS), dan kemudian digantung dalam PBS atau RCM untuk eksperimen selanjutnya.

Penapaian bakteria.

C. acnes (105 unit pembentuk koloni (CFU)/mL) diinkubasi dalam 10 mL TSB dalam keadaan ada atau tiada 2 peratus PF68 (BASF, NY, USA) dalam keadaan anaerobik menggunakan Gas-Pak pada 37 darjah. PF68 sahaja dalam TSB dimasukkan sebagai kawalan. Te 0.002 peratus (b/v) fenol merah (Sigma) dalam TSB berfungsi sebagai penunjuk penapaian. Perubahan warna daripada merah-oren kepada kuning menunjukkan berlakunya penapaian bakteria, yang dikesan oleh ketumpatan optik pada 560 nm (OD560).

Analisis spektrometri jisim kromatografi gas (GC–MS).

C. acnes (105 CFU/mL) diinkubasi dalam TSB (10 mL) dengan kehadiran 2 peratus PF68. Selepas 1-hari media yang ditapai telah disentrifugasi pada 5000 g selama 10 minit dan supernatan digunakan untuk pengesanan SCFA menggunakan protokol yang diterbitkan sebelum ini26. Paras asid asetik (AA), PA, asid butirik (BA), dan asid iso-butirik (I-BA) dalam media penapaian dikira dengan keluk penentukuran yang dibuat daripada enam paras bukan sifar menggunakan Piawaian Ujian FFA ( Restek Corporation, Bellefonte, PA, USA) yang dicairkan kepada 500-, 1,000-, 2,000-, 5,000- dan 10,000- lipat.

Kultur sel melanoma B16F10.

Barisan sel melanoma B16F10 telah disediakan oleh Dr. Richard Gallo, Universiti California San Diego, Amerika Syarikat, dan Dr. Cheng Ching-Yi, Universiti Sains dan Teknologi Chang Gung, Taiwan. Sel-sel telah dikultur dalam Medium Helang Modified Dulbecco (DMEM, Life Technologies, Carlsbad, CA, USA) ditambah dengan 10 peratus serum lembu janin (FBS, Life Technologies) dan 1 peratus Penicillin-streptomycin (Life Technologies) pada 37 darjah dan 5 peratus CO2. Sel-sel telah ditanam sehingga 70-80 peratus pertemuan dan kemudian disubkultur dengan asid Trypsin-Ethylenediaminetetraacetic (EDTA, Life Technologies).

Tindak balas rantai polimerase kuantitatif transkripsi terbalik (RT‑qPCR).

RT-qPCR digunakan untuk mengkaji ekspresi gen tyrosinase dalam sel melanoma B16F10 yang dirawat dengan 4 mM PA selama 48 jam. Jumlah RNA selular diekstrak menggunakan Kit MiniPrep Quick-RNA (Zymo Research, CA, USA), diikuti dengan transkripsi terbalik kepada cDNA menggunakan kit sintesis cDNA iScript (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) dan dikuatkan oleh RT-qPCR dalam sistem ABI 7300 (Applied Biosystems, Waltham, MA, USA). Ambang kitaran perbandingan (ΔΔCT) digunakan untuk menentukan kuantifikasi ekspresi gen. Tahap gen gliseraldehid 3-fosfat dehidrogenase (GAPDH) telah digunakan untuk menormalkan gen tyrosine kinase. Primer untuk tyrosinase dan GAPDH ialah 5′-TGACAAAGCCAAAACCCCCA-3′ (ke hadapan); 5′-TTGTTCAAAAATACTTCCAGTGTGT-3′ (terbalik) dan 5′-TGTGTCCGTCGRGGATCTGA-3′ (depan); 5'-GATGCCTGCTTCACCACCTT3'(terbalik).

Aktiviti tyrosinase selular berikutan kejatuhan gen FFAR2.

Sel melanoma B16F10 telah disemai pada ketumpatan 5× 104 sel/telaga dalam 24-plat perigi. Selanjutnya, sel-sel telah dirawat dengan antagonis selektif FFAR2 GLPG0974 (0.1 μM, GLPG) dan PA (4 mM) dan diinkubasi pada 37 darjah dalam 5 peratus CO2 selama 24 jam. Sel telah trypsinized dan dilisekan dengan penampan RIPA (Thermo Fisher Scientific, NJ, Amerika Syarikat). Sel-sel terliseid dibekukan pada -80 darjah dan dicairkan dua kali diikuti dengan sentrifugasi pada 12,000 rpm selama 10 minit. Supernatan itu dicampur dengan 1 ug/mL Levodopa (L-DOPA, Sigma) dalam nisbah 2:1 dalam 96-plat perigi, diinkubasi pada suhu bilik (RT) selama 1 jam dan OD pada 475 nm adalah dikesan27.

apakah cistanche digunakan untuk: mengurangkan aktiviti tyrosinase

Pelabelan BrdU.

Sel melanoma B16F10 telah ditanam pada 8-slaid ruang telaga (Thermo Fisher Scientific) dalam DMEM dengan 10 peratus FBS, penisilin dan streptomisin sehingga 70 peratus pertemuan dicapai. Bromodeoxyuridine (10 μM, BrdU, ACROS, New Jersey, Amerika Syarikat) telah ditambahkan pada media kultur bersama-sama dengan 4 mM PA. BrdU ditambah dengan PBS dalam media budaya dimasukkan sebagai kawalan. Selepas 24 jam, sel telah dibetulkan dengan 4 peratus perfluoro Roxy (PFA, Sigma) dan kemudian meresap dengan 0.2 peratus Triton X-100 (Sigma) selama 10 minit. Seterusnya, sel telah dirawat dengan 2 N HCl pada 37 darjah selama 25 minit, dineutralkan dengan HCl dengan penimbal Borate 0.1 M (pH 8.5) selama 10 minit, dan disekat dengan penampan menyekat sebelum antibodi anti-BrdU inkubasi (Abcam, MA, Amerika Syarikat) semalaman dan keldai anti-kambing Alexa Fluor 568 IgG (H tambah L) (teknologi Kehidupan) sebagai antibodi kedua selama 1 jam pada 4 darjah . Nukleus telah diwarnai balas dengan 4,6-diamidino2-phenylindole (DAPI, Sigma). Imej diperoleh dengan perisian cellSens yang disambungkan ke mikroskop Olympus BX63.

Model tetikus dicipta oleh pendedahan cahaya UV.

Model tetikus telah memainkan peranan penting dalam memajukan pemahaman tentang banyak peranan UVR28. UVR meningkatkan melanosit positif DOPA dalam kulit, khususnya di tempat pendedahan29. Protokol untuk rawatan suntikan C. acnes ke telinga tikus telah diterangkan dalam kajian terdahulu kami3 (Rujukan ini tidak bercakap tentang suntikan C. acnes). Telinga tikus ICR disuntik secara intradermal dengan C. acnes (107 CFU) dengan dan tanpa 2 peratus PF68 diikuti dengan pendedahan ultraviolet B (UVB) dengan panjang gelombang 312 nm pada dos 200 mg/cm2 menggunakan lampu UV (Model EB{ {10}}C, Spectronics Corp., Westbury, NY, USA) selama 2 minit setiap hari selama 3 hari. Telinga tetikus yang disuntik dengan PBS atau PF68 diikuti dengan pendedahan UVB dimasukkan sebagai kawalan. Dalam kumpulan tikus eksperimen yang lain, telinga digunakan dengan 4 mM PA diikuti dengan pendedahan UV, dengan PBS sebagai kawalan.

pembungkaman gen pengantara siRNA FFAR2.

Untuk menyenyapkan gen FFAR2, kami menggunakan siRNA yang diubah suai secara kimia yang menyasarkan reseptor FFAR2 (FFAR2 siRNA), kawalan negatif siRNA (NC siRNA), dan kawalan tanpa suntikan (C), yang diperoleh daripada GenePharma Co. (Shanghai, China). Urutan oligonukleotidanya ialah siFFAR2: helai deria, 5′-CCGGUGCAGUACAAGUUAUTT-3′; helai anti deria, 5′-AUAACUUGUACUGCACCGGTT-3′. kawalan: untai deria, 5′-UUCUCCGAACGUGUCACGUTT-3′; helai anti deria, 5′-ACGUGACACGUUCGGAGAATT-3′. SiRNA yang diubah suai secara kimia ini dihantar setiap hari selama 3 hari melalui suntikan intradermal di telinga tikus menggunakan jarum mikro (2 mg / kg berat tikus). Dari hari kedua, sapukan dengan PA 2 peratus dan pendedahan UV selama 3 hari. Prarawatan untuk menyuntik siRNA kepada tetikus seperti yang diterangkan dalam rujukan30. Sepuluh, telinga tikus dipotong dan diwarnakan pada hari keempat.

Western blotting.

Telinga tikus disuntik dengan FFAR2 yang diubah suai secara kimia dan mengawal siRNA diikuti dengan penggunaan dengan pendedahan PA dan UVB 2 peratus selama 3 hari. Pada hari ketiga telinga tikus dipotong, dihomogenkan, dan kemudian dilisiskan dengan penampan RIPA (Thermo Fisher Scientific). Lisat sel (30 µg) tertakluk kepada 10 peratus gel SDS-PAGE, yang kemudiannya dipindahkan ke membran poli(vinilidena fluorida) (PVDF) (Sigma) dan disekat dengan 5 peratus (w/v) susu tanpa lemak sebelum pengeraman semalaman dengan antibodi utama kepada FFAR2 Rabbit PolyAb (Proteintech, Rosemont, IL, USA) pada 4 darjah atau -actin (1:1,000; Cusabio Technology, Houston, TX, USA). Ini diikuti dengan rawatan dengan antibodi sekunder anti-arnab kambing terkonjugasi lobak pedas peroksidase (1:5000) (Thermo Fisher Scientific) selama 1 jam. Jalur protein dikesan dengan reagen pengesan chemiluminescent (Thermo Fisher Scientific) dan Sistem Pengimejan Omega Lum C (Gel Co., San Francisco, CA, USA). Jalur protein telah dijalankan menggunakan perisian ImageJ.

Pengiraan melanosit.

Rawan daripada tetikus dikeluarkan secara manual dan tisu kulit direndam dalam larutan ammonium tiosianat (Sigma) pada 37 darjah selama 20 min. Lapisan epidermis dan basal telah terkelupas dari seluruh tisu kulit, dan melanosit diwarnai dengan merendam dalam 0.1 M PBS (pH 7.2) yang mengandungi 0.14 peratus L-DOPA pada RT selama 3 jam dan kiraan melanosit dalam tisu kulit ditentukan secara mikroskopik mengikut protokol yang diterbitkan sebelum ini29.

Analisis statistik.

Analisis data dilakukan dengan ujian-t tidak berpasangan menggunakan perisian Prism Tahap kepentingan statistik ditunjukkan seperti berikut: *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

Keputusan

C. acnes mendorong penapaian PF68.

Kajian terdahulu telah menunjukkan penapaian probiotik kulit untuk induksi pengeluaran SCFA dengan kehadiran sebatian sebagai sumber karbon26. Untuk menyiasat sama ada C. acnes boleh menapai PF68, C. acnes diinkubasi dengan PF68 dalam media TSB selama 1 hari dengan fenol merah sebagai penunjuk untuk memantau penapaian bakteria. Dalam media TSB yang diinkubasi dengan bakteria sahaja, merah fenol berubah daripada merah kepada oren disebabkan oleh replikasi bakteria, manakala dalam media TSB yang mengandungi bakteria dan PF68, warna merah fenol berubah kepada kuning pucat dengan penurunan pH yang menunjukkan penggunaan PF68 sebagai sumber karbon untuk penapaian (Rajah 1A). Tambahan pula, OD560 bagi fenol merah menunjukkan penurunan ketara dalam nilai pH dalam media TSB yang mengandungi bakteria dan PF68 (Rajah 1B) berbanding bakteria atau PF68 sahaja. SCFA yang terkandung dalam penapaian C. acnes yang dikultur dengan PF68 telah dikenal pasti melalui analisis GC–MS (Rajah 1C) dan didapati asid AA, PA, BA, dan I-BA, dengan PA11 mempunyai kepekatan tertinggi (Rajah 1D). ).

Rajah 1. Penapaian bakteria dengan polimer disertai dengan penurunan pH intrasel.

Kesan in vitro PA pada pengeluaran melanin melalui 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>pengurangan dua kali ganda dalam pengeluaran melanin berbanding dengan AA (Rajah 2C). SCFA, seperti PA dan AA, mengawal fungsinya melalui interaksi dengan FFAR2 dan FFAR3, dengan PA menjadi antara SCFA yang paling kuat untuk kedua-dua reseptor ini33. Memandangkan peraturan PA melalui interaksinya dengan FFAR2, menyekat isyarat reseptor ini menggunakan perencat terpilih boleh menjadi pendekatan yang berguna untuk menilai peranan PA dalam peraturan melanogenesis. Aktiviti tyrosinase selular tidak berubah dengan menyekat FFAR2 menggunakan GLPG antagonis terpilih FFAR2 sebelum rawatan dengan PA dan menurun tanpa GLPG berbanding kumpulan kawalan (Rajah 2D). Keputusan ini menunjukkan peranan berkesan PA-FFAR2 dalam pengecilan kandungan melanin dengan menghalang aktiviti kinase tyrosinase dalam sel melanoma dengan percambahan sel yang tidak berubah.

Rajah 2. Kesan ekspresi gen tyrosinase dan percambahan sel dalam sel melanoma selepas rawatan PA.

Campuran C. acnes dan PF68 menghalang melanosit berfungsi akibat UVB dalam telinga tikus.

Penggunaan topikal ekstrak penapaian atau asid lemak telah ditunjukkan untuk mengurangkan hiperpigmentasi kulit akibat UV dengan mengawal degradasi tyrosinase34,35. Kajian terdahulu menunjukkan bahawa melanogenesis selepas pendedahan UV adalah disebabkan oleh pengaktifan melanosit yang berfungsi dalam epidermis atau dermis36. Setelah membuktikan bahawa PA sebagai SCFA utama daripada penapaian C. acnes PF68 boleh mengurangkan pengeluaran melanin secara in vitro dengan berkesan, kami kemudian meneliti kesan C. acnes plus PF68 padanya secara in vivo. Telinga tikus ICR terdedah kepada UVB setiap hari selama 3 hari serentak dengan suntikan C. acnes dan PF68. Suntikan dengan PBS atau C. acnes atau PF68 sahaja dimasukkan sebagai kawalan. Lapisan epidermis dan basal telah terkelupas dari tisu kulit di telinga tetikus dan melanosit telah diwarnai dengan L-DOPA. Terdapat peningkatan ketara dalam bilangan melanosit selepas pendedahan UVB, tanpa perubahan selepas suntikan dengan C. acnes atau PF68 sahaja. Walau bagaimanapun, pengurangan ketara dalam bilangan melanosit positif DOPA dikesan dalam kumpulan pendedahan UVB selepas rawatan dengan campuran C. acnes dan PF68 (Rajah 3A).

Rajah 3. Induksi melanosit oleh UVB dan perencatan oleh rawatan yang berbeza.

Peningkatan melanosit berfungsi akibat UVB dalam telinga tikus oleh PA, metabolit penapaian C. acnes.

Kesan penggunaan langsung PA pada melanogenesis yang disebabkan oleh UV telah dinilai. Ekspresi hiperpigmentasi dan tyrosinase akibat UV dalam kulit telinga tetikus dalam kumpulan kawalan telah diturunkan dengan ketara selepas penggunaan topikal PA selama 3 hari (Rajah 3B). Tus, PA, metabolit daripada penapaian PF68 C. acnes menghalang pengeluaran melanosit yang berfungsi dengan sintesis melanin oleh disebabkan oleh UVB. Ekspresi tyrosinase telah berkurangan dengan ketara dalam sel yang dirawat PA berbanding dengan kawalan (Rajah 3C).

PA menghalang melanosit berfungsi yang disebabkan oleh UVB melalui FFAR2 dalam vivo.

Untuk menentukan sama ada pengurangan dalam melanogenesis eksogen berlaku melalui interaksi PA dengan reseptor serumpunnya, FFAR2 telah dirobohkan dalam melanosit kulit telinga tetikus, diikuti oleh pendedahan UVB dan rawatan PA. Peningkatan yang disebabkan oleh UVB dalam percambahan melanosit dan aktiviti tyrosinase telah dikurangkan dengan ketara dalam epidermis telinga tetikus yang disuntik dengan NC siRNA selepas penggunaan PA (Rajah 4A, B). Walau bagaimanapun, bilangan melanosit dan aktiviti tyrosinase kekal tidak berubah walaupun selepas penggunaan PA dalam epidermis telinga tikus yang disinari UVB dirobohkan dengan FFAR2. Kami mengesahkan kejatuhan gen FFAR2 dengan mengukur tahap ekspresi protein FFAR2 oleh analisis blot Barat (Rajah 4C). Tus, PA mengganggu melanogenesis dengan menekan aktiviti tyrosinase, di mana PA-FFAR2 memainkan peranan yang berpotensi dalam pengeluaran melanin.

ekstrak cistanche tubolosa

Perbincangan

Melanin, faktor kritikal pertahanan kulit terhadap penyinaran UV, disintesis dalam melanosom melanosit, dipindahkan ke keratinosit jiran melalui hujung dendritik, dan akhirnya diedarkan ke seluruh epidermis kulit37. Metabolit penapaian bakteria semakin banyak digunakan dalam terapi kulit kerana kesannya yang baik terhadap keradangan kulit akibat UV dan gangguan berjangkit3. Dalam kajian ini, kami menunjukkan bahawa PA, metabolit utama daripada penapaian PF68 C. acnes, mengurangkan tahap melanosit berfungsi akibat UVB dengan menghalang aktiviti tyrosinase in vitro dan in vivo melalui FFAR2.

Kajian terdahulu menunjukkan perencatan melanogenesis melalui perencatan tyrosinase oleh metabolit penapaian daripada probiotik LA dan bakteria Lactobacillus24,38,39. Selain itu, polimer berasaskan PEG berat molekul tinggi (~20,000) telah terdegradasi sepenuhnya melalui penapaian oleh bakteria gram-negatif yang menghasilkan asetat dan propionat40. Dalam kajian ini, PA (~ 4 mM) adalah SCFA yang paling banyak dalam turasan daripada penapaian PF68 C. acnes dan mengurangkan kandungan melanin dalam melanosit dengan lebih berkesan daripada AA. Tambahan pula, rawatan dengan 4 mM PA dengan ketara menghalang aktiviti tyrosinase selular dalam melanosit yang membuktikan bahawa perencatan melanogenesis oleh PA berlaku melalui pengurangan ekspresi gen tyrosinase. Orang ramai mempunyai bilangan melanosit yang sama yang bukan sebabnya mempengaruhi pigmentasi kulit tetapi pengaktifan melanosit yang berfungsi oleh penyinaran UV36,41. Di sini, rawatan PA 4 mM tidak mengubah percambahan melanosit, menunjukkan bahawa ia adalah pilihan rawatan yang berkesan, tidak menyebabkan kerosakan selular. Bilangan melanosit yang berkurangan dan aktiviti tyrosinase juga diperhatikan dalam tisu kulit telinga tikus yang disuntik dengan campuran C. acnes dan PF68, menunjukkan bahawa perencatan melanogenesis mungkin akan dimediasi melalui metabolit penapaian daripada penapaian C. acnes menggunakan PF68 sebagai karbon. sumber. Selain itu, kajian kami mengesahkan PA sebagai agen antimikrob yang sangat baik, tanpa perubahan dalam pertumbuhan bakteria induknya C. acnes, menunjukkan PA sebagai metabolit kuat yang tidak mengganggu keseimbangan mikrobiom kulit11.

Pengeluaran melanin dimulakan dan dikawal oleh beberapa sistem isyarat, di mana tyrosinase memangkinkan penukaran tyrosine kepada DOPA, dan menjadi dopaquinone, yang membawa kepada pembentukan pigmen melanocytic42,43. Dalam kebanyakan kes, reagen pencerah kulit bertindak pada pelbagai peringkat pengeluaran melanin melalui FFAR2 untuk menjejaskan aktiviti tyrosinase atau secara langsung menyasarkan tyrosinase untuk menghalang melanogenesis dalam kulit44–46. SCFA seperti PA dan AA memberikan kesannya melalui pengikatan kepada reseptor serumpun terpilih mereka seperti FFAR2 atau FFAR3, dengan PA menjadi antara SCFA yang paling mujarab untuk kedua-dua reseptor47. GLPG, antagonis FFAR2 terpilih, dan pembungkaman gen pengantara siRNA FFAR2 untuk menyokong penyekatan FFAR23, 48. Dalam kajian semasa, peningkatan bilangan melanosit dan ekspresi gen tyrosinase dalam tisu kulit telinga tikus tidak berubah sebagai tindak balas kepada sinaran UVB walaupun selepas penggunaan PA untuk knockdown FFAR2 pada tikus (Rajah 4A). Tambahan pula, ekspresi gen tyrosinase telah menurun selepas rawatan PA in vitro, bagaimanapun, menyekat gen FFAR2 dengan GLPG, antagonis FFAR2 terpilih, memperbaiki kesan PA untuk melemahkan ekspresi gen tyrosinase. Selepas menyekat kehilangan FFAR2 FFAR2 mengakibatkan peningkatan aktiviti tyrosinase selepas rawatan PA. Walaupun kedua-dua PA dan AA, metabolit penapaian daripada C. acnes, mempunyai pertalian yang sama untuk pengikatan FFAR220, keberkesanan AA yang agak rendah dalam melemahkan aktiviti tyrosinase dalam melanosit mengesahkan potensi terapeutik PA sebagai postbiotik terhadap melanogenesis.

Kesan merosakkan foto yang disebabkan oleh UVR pada kulit telah menarik perhatian yang meluas. Produk saringan matahari dan anti-hiperpigmentasi digunakan secara meluas tetapi keselamatan, penembusan kulit, dan keberkesanan terapeutiknya masih dipersoalkan49. Walaupun avobenzone adalah komponen biasa dalam pelindung matahari kerana keberkesanannya yang tinggi terhadap UV, ia adalah foto tidak stabil dan oleh itu tidak selamat, dan telah dikesan dalam darah selepas penggunaan kronik50,51. Pembangunan pemutihan kulit yang berkesan melalui menyekat ekspresi tyrosinase oleh metabolit penapaian daripada bakteria probiotik atau polimer sebagai sumber karbon adalah cara yang berkesan dan semula jadi untuk menyekat melanogenesis38,39. Memandangkan penggunaan probiotik hidup untuk kosmetik dikawal dengan ketat, promosi kesan bermanfaatnya melalui metabolit penapaian daripada bakteria probiotik hidup telah menjadi aplikasi yang boleh dilaksanakan. Selain itu, PF68 sebagai prebiotik boleh meningkatkan pengeluaran SCFA daripada penapaian C. acnes dan telah digunakan untuk meningkatkan kestabilan biologi dan membantu pelbagai agen terapeutik seperti 6-mikrosfera yang dimuatkan mercaptopurine dalam interaksinya dengan tubuh manusia52. Tambahan pula, PF68 boleh dimasukkan ke dalam membran sel dan trans-lokasi ke dalam sel dan telah digunakan sebagai pembawa gel yang stabil untuk agen antimikrob, meningkatkan keterlarutan permukaan ubat dalam rawatan kulit12,23. Oleh itu, PF68 telah dianggap sebagai pilihan yang selamat dan berkesan untuk pembangunan farmaseutikal dan kosmetik. Sebagai tambahan kepada fungsi PF68 sebagai pemula penapaian untuk menambah aktiviti penapaian C. acnes, ia juga berpotensi menjadi adjuvant untuk mengurangkan dos berkesan reagen ubat dan meningkatkan keterlarutan ubat larut air yang lemah.

Secara keseluruhan, keputusan ini menunjukkan bahawa interaksi PA-FFAR2 mungkin merupakan mekanisme utama dalam kesan probiotik atau postbiotik pada hiperpigmentasi yang disebabkan oleh UVR. Rawatan PA tidak menjejaskan percambahan melanosit. Berbanding dengan terapi kimia, metabolit probiotik adalah lebih ringan dan semula jadi53. Walaupun mekanisme tepat yang mana metabolit penapaian PF68 C. acnes menghalang melanogenesis tidak jelas, bukti daripada kajian ini mencadangkan penglibatan laluan SCFAs-FFAR2-tyrosinase. Keputusan ini bermanfaat untuk rawatan klinikal masa hadapan bagi gangguan pigmentasi dan untuk pembangunan kosmetik yang meningkatkan julat aplikasi produk pemutihan. Akhir sekali, kepelbagaian probiotik menawarkan rawatan yang diperibadikan untuk hiperpigmentasi dan pembangunan produk khusus dengan prestasi yang lebih tinggi.

faedah ekstrak cistanche: pemutihan kulit