Подобрена антимеланогенеза и антиоксидантни ефекти на полизахарид от семена на Cuscuta Chinensis Lam след ензимна хидролиза
Mar 30, 2023
Резюме
Полизахаридът от Cuscuta chinensis (CPS) се екстрахира с помощта на гореща вода и ензимно хидролизираният полизахарид от C. chinensis (ECPS) се получава чрез процеса на ензимна хидролиза на мананаза. Целта на това изследване беше да се изследва антимеланогенната активност на ECPS и CPS в меланомни клетки B16F10. Антиоксидантната активност in vitro беше оценена чрез тяхната редуцираща способност на фери желязото и активността на DPPH за отстраняване на свободните радикали. Разпределението на молекулната маса на полизахаридите се определя с помощта на SEC-MALLS-RI. CPS беше успешно ензимно разграден с помощта на маноза и среднопретеглените молекулни тегла на CPS и ECPS бяха 434,6 kDa и 211,7 kDa. Резултатите от анализите на биологичната активност предполагат, че ензимно хидролизираният полизахарид има по-добра антимеланогенна активност и антиоксидантен ефект от оригиналния полизахарид. ECPS проявява антимеланогенна активност чрез понижаване на експресията на тирозиназа, MITF и TRP-1 без цитотоксични ефекти в B16F10 меланомни клетки. В заключение, ECPS има потенциала да се превърне в продукт за избелване на кожата. Според съответните проучвания,цистанчее широко разпространена билка, известна като „чудотворната билка, която удължава живота“. Основният му компонент е цистанозид, който има различни ефекти като антиоксидант, противовъзпалително и стимулиране на имунната функция. Механизмът междуцистанчеиизбелване на кожатасе крие в антиоксидантния ефект на цистанхевите гликозиди.Меланинв човешката кожа се произвежда от окислението на тирозин, катализирано оттирозиназа, а окислителната реакция изисква участието на кислород, така че свободните от кислород радикали в тялото се превръщат във важен фактор, влияещ върху производството на меланин. Cistanche съдържа цистанозид, който е антиоксидант и може да намали генерирането на свободни радикали в тялото, като по този начининхибиране на производството на меланин.
Въведение
регулатор на гените за биосинтеза на меланин. MITF също участва в регулирането на пигментацията, пролиферацията и диференциацията на меланоцитите (5). a-MSH-меланокортин 1 рецепторно сигнализиране се случва в меланогенни специфични ензими, включително TRP-1; тирозиназата също се регулира от MITF (5). Много средства за избелване на кожата упражняват антимеланогенни ефекти чрез регулиране на експресията на тирозиназа или инхибиторни ефекти върху активността на тирозиназата. Освен това нивото на вътреклетъчните антиоксиданти и производството на свободни радикали също влияят върху съдържанието на меланин (6). Следователно инхибиторите на тирозиназата и антиоксидантните съединения често се избират като агенти за избелване на кожата. Cuscuta chinensis Lam., наречена TuSiZi на китайски, е традиционна китайска медицина, която обикновено се използва като функционална храна и е известно, че подобрява способността на репродуктивната система (7). През последните години някои доклади показват използването му за лечение на лунички и витилиго (8). Други доклади показват, че той има положителен ефект върху защитата на кожата (9) и индуцира инхибирането на активността на тирозиназата (10).

Кликнете върху Rou Cong Rong Предимства за избелване
Питай за още:
david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501
Полизахаридите са основните съставки на водния екстракт от C. chinensis Lam. семена, за които се счита, че имат антиапоптозна (11) и имунологична активност (12). Предишни аналитични резултати показват, че C. chinensis Lam. полизахаридът се състои от фруктоза, маноза, ксилоза и арабиноза; манозата е основният компонент на захарта (13). Много изследователи са показали, че вискозитетът (14), разпределението на молекулното тегло (Mw) (15) и съотношението на монозахаридите (16) на полизахаридите имат голям ефект върху тяхната биоактивност. Нещо повече, скорошни изследвания показват, че разградените полизахариди с ниска Mw проявяват по-високи антиоксидантни и инхибиращи тирозиназа активности от оригиналния полизахарид (17). По този начин, производството на полизахарид с ниско Mw от C. chinensis Lam. семето е необходимо за подобряване на биоактивността му. Сред различните процеси на разграждане, основните предимства на ензимното разграждане са специфичността на субстрата, високата селективност и меките условия, които произвеждат хидролизати с добре дефинирани структури (18).
Въз основа на тези фармакологични изследвания, ние спекулирахме, че C. chinensis полизахарид (CPS) и ензимно хидролизиран C. chinensis полизахарид (ECPS) могат да бъдат ефективни ботанически лекарства за подобряване на хиперпигментацията. Маназата се използва за получаване на ниско Mw ECPS от семена. Освен това бяха оценени антимеланогенезата и антиоксидантната активност на полизахаридите с различно Mw и беше изследвана връзката между биоактивностите и Mw на полизахаридите.
материали и методи
Реактиви
Химикали за ензимна и антиоксидантна активност са закупени от Sigma Co. (САЩ). Всички други реагенти и химикали са закупени от Aladdin (Китай).
Изготвяне на CPS и ECPS
Лечебните материали от семената на Cuscuta chinensis Lam са предоставени от Guang Dong Feng Chun Pharmaceutical CO., LTD (Китай). Около 500 g сухи материали се стрити на прах и се накисват с 1200 ml 80 процента етанол за 24 часа при стайна температура, за да се отстранят липидите, олигозахаридите и оцветените материали. Предварително обработените проби се инфилтрират с плат и след това изсушеният остатък се екстрахира с 3000 mL вода при 90 градуса три пъти. Водните екстракти се отделят от остатъка чрез центрофугиране (4000 g за 5 минути при 22 градуса) и след това се концентрират при 70 градуса под вакуум; кондензатът се утаява с 60 процента етанол при 3 градуса за 24 часа. Накрая, утайката беше депротеинизирана по метода на Sevag, диализирана с 3500 Da мембрана, лиофилизирана и след това белязана с C. chinensis полизахарид (CPS).
Ензимно хидролизираният полизахарид C. chinensis (ECPS) се получава чрез хидролиза с маноза (0.1 процента в натриев ацетатен буфер) в съотношение маноза към субстрат 5:1 (v/w) при 60 градуса, pH 4.5 за 6 часа. След това реакцията на катализа се прекратява във вряща вода за 10 минути. Реакционният разтвор се центрофугира при 10,{10}} g за 15 минути (4 градуса) и супернатантата се събира за диализа при 3 градуса за 3 дни с мембрана 3500 Da за отстраняване на малките молекулни вещества и се лиофилизира.

SEC-MALLS-RI измерване
Тест за инхибиране на гъбична тирозиназа
Клетъчна култура и тест за жизнеспособност
Миши B16F10 меланомни клетки бяха закупени от Biochemistry and Cell Biology (Китай). Клетките се поддържат в модифицирана среда на Dulbecco Eagle Medium (DMEM), допълнена с 10 процента фетален говежди серум (FBS), 100 mg/mL стрептомицин и 100 IU/mL пеницилин при 37 градуса във влажна среда, съдържаща 5 процента CO2. Клетките се посяват върху културални плаки и се допълват с различни концентрации на проби и а-меланоцит стимулиращ хормон (a-MSH) в продължение на 72 часа за измерване на вътреклетъчната тирозиназна активност и количествено определяне на съдържанието на меланин.
Анализът на 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолиев бромид (MTT) беше извършен за тестване на клетъчната жизнеспособност (20). Накратко, 96-плаки с гнезда се посяват с миши B16F10 меланомни клетки. Обем от 50 mL от 2 mg/ml МТТ се прехвърля във всяка ямка след третиране със 100 mL от различни концентрации на пробата в продължение на 24 часа. След 4-h инкубиране реакцията се прекратява и диметилсулфоксидът се добавя за разтваряне на неразтворимия резултат. Абсорбцията се измерва при 590 nm с четеца на микроплаки.
Измерване на съдържанието на меланин
Откриването на съдържанието на меланин се извършва с леко модифициран метод (21). След промиване с леден PBS, меланомните клетки (2 × 104 клетки на ямка) се посяват в 96-плака с ямки и се инкубират при 37 градуса за 48 часа. След това към всяка ямка се добавят 100 mL NaOH (1N) за разтваряне на меланомни клетки при 80 градуса за 30 минути. Лизатът се центрофугира при 15,000 g за 15 минути (4 градуса). След това се измерва абсорбцията с четеца на микроплаки при 405 nm. Всички експерименти бяха проведени в три екземпляра.
Анализ на вътреклетъчната тирозиназна активност
Желязото намалява мощността
Анализът на силата на редуциране на фери желязото беше извършен съгласно публикуван преди това метод с незначителни модификации (23). Различните концентрации на пробите (2 mL) или Vc (положителна контрола) се смесват с 2 mL калиев ферицианид (1 процент, W/V) и 2 mL фосфатен буфер (0.2 М, рН 6,8). След инкубиране при 50 градуса за 30 минути, 2 mL трихлороцетна киселина (10 процента, W/V) се прехвърлят в реакционната смес и се центрофугират при 4000 g за 15 минути (22 градуса). Супернатантата (2 mL) се смесва със сместа, съдържаща 2 mL дестилирана вода и 0.4 mL FeCl3 (0.1 процента, W/V). След 10 минути инкубиране при 37 градуса, абсорбцията се измерва с четеца на микроплаки при 700 nm.
Анализ на DPPH радикал-поглъщаща активност
Анализ на протеинова експресия чрез Western blot

След третиране с различни концентрации на ECPS в продължение на 72 часа, клетките се промиват с PBS и се лизират в RIPA буфер (150 mM NaCl в 50 mM pH 8.0 Tris-HCl , 0.5 процента натриев деоксихолат, 1,0 процента недиетичен P-40 и 0,1 процента натриев додецилсулфат). След центрофугиране при 10,000 g за 25 минути (4 градуса), супернатантата от лизатите се събира. Протеините се подлагат на 12% SDS-PAGE и след това се прехвърлят в поливинилиден дифлуоридна мембрана. Блокирането се извършва в Tris-буфериран физиологичен разтвор с Tween-20 и 2 процента обезмаслено мляко на прах (TBST) и след това се инкубира в продължение на 12 часа при 4 градуса. Използваните първични антитела са: анти-актин (1:5000), анти-TRP-1 (1:500), анти-тирозиназа (1:500) и анти-MITF (1:1000). Първичните антитела бяха отстранени и мембраните бяха почистени два пъти с TBST. След това мембрани с вторично антитяло, конюгирано с пероксидаза от хрян (Santa Cruz, САЩ) се инкубират в продължение на 60 минути при стайна температура. Протеиновите ленти се промиват отново с TBST и се визуализират с ECL комплект (Amersham Pharmacia Biotech, САЩ), използвайки UVP система за изображения (UVP, САЩ).
Статистически анализ
Всички резултати са докладвани като средно ± SD и експериментите са повторени три пъти. Сравненията между групите бяха оценени с помощта на ANOVA, последван от теста на Dunnett. Единични сравнения между две групи бяха направени чрез t-тест на Student. Всички статистически анализи бяха направени с помощта на софтуер SPSS (версия 16.0). Po0.05 обикновено се смяташе за статистически значимо.
Резултати
Mw и общите полизахариди на ECPS и CPS
Общото съдържание на полизахариди в ECPS и CPS, измерено чрез анализ на фенол-сярна киселина, е съответно 89,17 и 90,26 процента. Междувременно, Mw на ECPS и CPS бяха измерени от SEC-MALLS-RI. Mw на ECPS е 211.7 kDa, което е по-ниско от CPS (434.6 kDa). Фигура 1А показва относителния интензитет (RI) за ECPS и CPS; след ензимна хидролиза от маноза, пиковото време на задържане на ECPS е по-дълго от това на CPS. Както е показано на фигура 1B, диференциалните тегловни фракции на полизахаридите са представени като функция на моларната маса за пробите. Разпределението на моларната маса на полизахаридите се променя значително чрез ензимна хидролиза. Диференциалната тегловна фракция на ECPS в областта с ниско Mw се увеличава, което предполага, че CPS е ензимно разграден до полизахарид с ниско Mw.

Антиоксидантна активност на полизахаридите
Способностите на DPPH за отстраняване на свободните радикали на ECPS и CPS са докладвани на Фигура 2А. Дейностите за отстраняване на свободните радикали на полизахаридните проби и Vc показват зависима от дозата активност. В настоящото проучване способността на CPS за улавяне на свободните радикали е по-ниска от тази на ECPS. И двете обаче показват по-слаб ефект на улавяне на свободните радикали от положителната проба. Стойностите на IC50 на ECPS и CPS бяха съответно 0.39 и 0.51 mg/mL. Както е показано на Фигура 2B, общата антиоксидантна активност може да бъде оценена чрез тестване на мощността на редуциране на желязото. Концентрациите варират от 0,1 до 1 mg/mL; както полизахаридните проби, така и Vc показват антиоксидантна активност по дозозависим начин. Освен това стойността на абсорбцията на ECPS винаги е била по-висока от CPS при същата концентрация.
Ефект на ECPS и CPS върху активността на гъбичната тирозиназа и жизнеспособността на клетките
Както е показано на Фигура 2C, инхибиторната активност на тирозиназата на полизахаридите (0.1B1 mg/mL) представлява зависима от дозата зависимост. Освен това, инхибиторният ефект на ECPS винаги е бил по-висок от CPS при същата концентрация. МТТ анализът беше извършен за оценка на цитотоксичните ефекти на ECPS и CPS в B16F10 меланомни клетки. Както е показано на Фигура 2D, няма значителни промени в жизнеспособността на клетките B16F10 с различни концентрации (0B320 mg/mL) на ECPS и CPS. Въз основа на тези резултати използвахме тези диапазони на концентрация в
допълнителни изследвания.

Ефект на ECPS и CPS върху вътреклетъчната активност на тирозиназата и съдържанието на меланин

Ефект на ECPS върху протеиновите нива на тирозиназа, MITF и TRP-1 в клетки B16F10
Дискусия
Естествените полизахариди от C. chinensis са получили внимание, което се дължи на добрите им ефекти върху инхибирането на тирозиназата, улавянето на свободните радикали и защитата на кожата (25-27). Въпреки това, малко изследвания са фокусирани върху антимеланогенезната активност на ензимната модификация на полизахаридите. Предишни изследвания показват, че разградените полизахариди чрез процес на ензимна хидролиза показват превъзходен ефект на улавяне на свободните радикали (28). Освен това, биологичната активност на полизахаридите е тясно свързана с тяхното разпределение на Mw. Теоретично, полизахаридите с ниско Mw са по-активни от полизахаридите с високо Mw поради тяхното силно проникващо свойство върху клетъчните мембрани (29, 30). Въпреки това, антимеланогенезният ефект на ECPS върху B16F10 клетки все още не е проучен. Полизахаридът с ниско Mw се получава чрез ензимна хидролиза с маноза.
Оксидативният стрес може да произведе прекомерни свободни радикали и да доведе до оксидативно увреждане. Предишни проучвания са доказали, че кожните заболявания са тясно свързани с натрупването на свободни радикали (31). Освен това прекомерните свободни радикали играят жизненоважна роля в потискането на меланогенезата на меланомните клетки и растежа на меланоцитите (32). Тирозиназата е многофункционален оксидантен ензим, който съдържа бронз и е жизненоважен за насърчаване на биосинтезата на меланин (33). Пигментацията на кожата и различни кожни заболявания обаче са тясно свързани с натрупването на меланин и причиняват сериозен естетичен проблем (34).
Активните съставки с антиоксидантни и антитирозиназни способности могат да упражнят защита на кожата и да инхибират меланогенезата (35). Нашите резултати показват, че по-ниската Mw на ензимно модифицираните полизахариди показват по-добри антиоксидантни и антитирозиназни активности в сравнение с оригиналните полизахариди in vitro. Подобрението се дължи на по-голямата повърхностна площ и по-добрата разтворимост във вода, което е в съответствие с предишно проучване (17), което показва, че разграденият полизахарид от Sargassum fusiforme притежава превъзходна антитирозиназна активност и антиоксидантна активност от оригиналния полизахарид.

Благодарности
Препратки
23. Berker KI, Güc ¸lü K, Tor I˙, Apak R. Сравнителна оценка на анализи на антиоксидантен капацитет, базирани на намаляване на Fe(III) в присъствието на фенантролин, бат-хо-фенантролин, трипиридилтриазин (FRAP) и ферицианид реактиви. Таланта 2007; 72: 1157-1165, doi: 10.1016/j.talanta.2007.01.019.
24. Parejo I, Codina C, Petrakis C, Kefalas P. Оценка на почистващата активност, оценена чрез Co(II)/EDTA-индуцирана хемилуминесценция на луминол и DPPH ● (2,2-дифенил-1 пикрил хидроксил ) тест за свободни радикали. J Pharmacol Toxicol Methods 2000; 44: 507–512, doi: 10.1016/S1056-8719(01)00110-1.
35. Perluigi M, De Marco F, Foppoli C, Coccia R, Blarzino C, Luisa Marcante M, et al. Тирозиназата предпазва човешките меланоцити от ROS-генериращи съединения. Biochem Biophys Res Commun 2003; 305: 250–256, doi: 10.1016/S0006- 291X(03)00751-4.






