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目的:黑色素对于防止皮肤受到紫外线辐射损伤具有重要作用,但是当皮肤局部黑素生成过多或分布不均,就会出现各种色素沉着性疾病,如黄褐斑,雀斑,脂溢性角化斑以及炎症后色素沉着等,影响美观。部分传统美白药物的机理功效以及对黑素细胞的毒性还不明确,与一些新颖的天然提取美白成分尚缺乏明确的比较和分析。本研究通过比较观察熊果苷,甘草黄酮及新型内皮素拮抗剂对体外培养B16鼠黑素瘤细胞黑素生成的影响,探讨黑素合成机制,评估药物安全性,为新一代美白药物的研发提供理论思路和实践方向。
方法:实验使用B16小鼠黑素瘤细胞株(B16 cell)作为试验对象。在第一部分,取对数生长期的B16细胞,选择31.25、62.5、125、250、500μg/ml5种浓度的熊果苷,甘草黄酮和内皮素拮抗剂作用72小时后,观察细胞大体形态变化,用MTT法检测三种药物对B16细胞增殖率的影响,比较药物的细胞毒性。实验第二部分,收获系列浓度梯度的三种药物处理后的B16细胞,台盼蓝染色计数活细胞数后,分别测定细胞酪氨酸酶活性和黑素含量。实验第三部分,选择0.5μg/ml内皮素,200μg/ml内皮素拮抗剂作用于细胞,以熊果苷为对照,观察内皮素对B16鼠黑素瘤细胞增殖的影响,检测细胞酪氨酸酶活性的变化,同时与内皮素拮抗剂组作比较,观察内皮素拮抗剂对内皮素的特异性拮抗作用。
结果:实验第一部分的结果显示:甘草黄酮及熊果苷均能抑制细胞增殖,125μg/ml甘草黄酮作用48h,可见细胞分布稀疏,数量减少,增殖分化受到明显抑制,内皮素拮抗剂与空白对照组相比,细胞形态无特殊变化。用MTT比色法分别检测31.25、62.5、125、250和500μg/ml5种浓度甘草黄酮,熊果苷和内皮素拮抗剂对体外培养B16细胞增殖率的影响,结果发现,甘草黄酮随药物浓度的增加,对细胞增殖的抑制作用增加,甘草黄酮浓度在500μg/ml时,由于细胞毒性强,24h换液时,细胞全部脱落死亡。熊果苷浓度超过250μg/ml呈现明显的细胞增殖抑制。31.25~500μg/ml内皮素拮抗剂对细胞增殖率无明显抑制作用(p>0.05)。实验第二部分的结果显示:甘草黄酮能够显著抑制酪氨酸酶活性和黑素合成,且呈浓度依赖性,与空白对照组相比较,浓度为31.25、62.5、125、250μg/ml的甘草黄酮作用72小时后,B16细胞酪氨酸酶活性分别为78.41%、69.04%、52.13%、39.01%,黑素含量分别为81.70%、67.42%、58.39%、46.25%,甘草黄酮浓度在500μg/ml时,由于存活细胞数少,未测出。熊果苷显示有抑制黑素生成和抑制酪氨酸酶活性的作用,高浓度作用明显,但无明显浓度依赖性,与空白对照组比较,浓度为31.25、62.5、125、250和500μg/ml的熊果苷作用72小时后,B16细胞酪氨酸酶活性分别为90.19%、78.03%、56.45%、63.72%和43.70%,黑素含量分别为87.69%、89.08%、74.86%、62.07%和33.78%,结果与甘草黄酮相比,差异具有统计学意义(p<0.05)。新型内皮素拮抗剂单独作用于B16细胞,对其黑素合成和酪氨酸酶活性无明显作用。浓度为31.25、62.5、125、250和500μg/ml的内皮素拮抗剂作用72小时后,B16细胞酪氨酸酶活性分别为103.04%、100.55%、103.75%、98.14%和96.30%,黑素含量分别为100.31%、98.33%、102.55%、99.97%和98.26%。实验第三部分的结果显示:单独加入内皮素0.5μg/ml作用48h,与空白组相比,细胞增殖加快,数量明显增多,酪氨酸酶活性升高(p<0.01),说明内皮素有促进B16细胞增殖,提高酪氨酸酶活性,增加黑素生成的作用。同时加入内皮素拮抗剂200μg/ml,作用48h,细胞数量和酪氨酸酶活性未见明显升高。与内皮素组比较,差异有统计学意义(p<0.05),说明内皮素拮抗剂具有拮抗内皮素的作用。对照组熊果苷与内皮素组相比,结果无统计学差异(p>0.05)。单独加入内皮素0.5μg/ml作用24h,细胞数量较空白组明显增多,再加入拮抗剂200μg/ml作用24h后,仍能显示酪氨酸酶活性降低(p<0.05),说明即使先加入内皮素一段时间后再加拮抗剂,拮抗剂仍能对抗内皮素对酪氨酸酶活性的激活作用,使细胞酪氨酸酶活性恢复至空白对照水平左右。
结论:熊果苷和甘草黄酮证实均有抑制黑素生成的作用,甘草黄酮对黑素瘤细胞酪氨酸酶活性呈浓度依赖性抑制,高浓度呈现细胞毒性。熊果苷对酪氨酸酶活性具有抑制作用,但没有明显的剂量-效应关系。对内皮素引起的酪氨酸酶活性升高,未见明显拮抗作用。提示黑素合成的调节机制复杂。内皮素拮抗剂对体外培养的黑素瘤细胞酪氨酸酶活性和黑素合成没有明显的作用。但能特异性抑制内皮素对黑素细胞分化和酪氨酸酶的激活作用,该内皮素拮抗剂200μg/ml即可拮抗0.5μg/ml内皮素的作用,使酪氨酸酶活性降低至正常水平附近。与甘草黄酮和熊果苷相比,细胞毒性较小。