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前言:大量的紫外线(ultraviolet,UV)照射可导致皮肤光损伤、免疫抑制、甚至皮肤癌的发生。皮肤组织病理学检查可发现日晒伤细胞、p53突变的细胞、朗格汉斯细胞减少或衰竭。同时UV照射可以加速皮肤光老化的过程,光老化表现为真皮胶原降解增多,弹性纤维变性,从而产生皱纹和皮肤弹性下降。基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs)是一类重要的蛋白水解酶类,通过水解、破坏细胞外基质,引起皮肤老化的临床表现,其中MMP-1在其中起着尤为重要的作用。研究证实MAPK信号转导通路(Mitogen activated kinase signal pathway)在调控细胞生长、MMP的表达及Ⅰ型前胶原的合成方面起着非常重要的作用。
绿茶、石榴、西兰花等植物提取物基于其含有的多种生物活性成分如多糖、黄酮、微量元素、维生素、激素及类激素等成分,在延缓皮肤衰老、抵抗光老化方面经研究发现具有一定的疗效。葡萄籽提取物原花青素(Grape SeedProanthocyanidin Extract,GSPE)是植物多酚类物质,从葡萄籽中提取而来,含低聚原花青素达95%以上,是一种天然抗氧化物质,近年来备受关注,在心血管、抗肿瘤、抗衰老方面已经开展了大量的研究,目前尚无GSPE防护紫外线照射皮肤方面的研究。本研究分别以人体及成纤维细胞为靶细胞,观察GSPE对紫外线照射皮肤日晒伤细胞、朗格汉斯细胞、突变型p53和MMP-1表达及MAPK信号通路的影响,初步探讨GSPE的应用价值和可能的作用机制。
方法:
本实验包括人体实验和细胞学实验两个部分。
人体实验招募十名志愿者,以10名志愿者的背部作为受试部位,共分为四组(四个皮肤区域):其中G1组不作任何处理;G2组连续三天单纯接受2倍最小红斑量(Minimal Erythema Dose,MED)值日光模拟器连续照射;G3组先外用基质处理,30分钟后再接受2倍MED值UVB照射;G4组局部先外用含GSPE的样品,30分钟后再接受2倍MED值UVB照射;连续3天均同样处理。经以上处理后照相,皮肤活检进行HE染色和免疫组织化学染色,观察表皮厚度的变化,测定皮肤损伤和免疫方面的相关指标:日晒伤细胞、p53及朗格汉斯细胞与皮肤老化相关指标-MMP-1的表达,判定皮肤接受2MED的紫外线照射后皮肤损伤的情况及GSPE对皮肤损伤的影响。
细胞学实验中,实验分为四组:正常对照组、加药组(在培养基中加GSPE)、单纯紫外线照射组,加药(在培养基中加GSPE)+紫外线照射处理组。紫外线照射采用长波紫外线(ultraviolet A,UVA)光源照射3-5代人体皮肤成纤维细胞,连续照射3天,总照射剂量为5-7J/cm2,实验组采用GSPE加药干预后再进行照射。CCK-8法检测紫外线照射剂量和GSPE浓度对细胞增殖活性的影响,β-半乳糖苷酶染色判定细胞的老化程度。蛋白印迹法(Western blot法)检测MMP-1表达和MAPK信号转导通路中ERK、JNK和p38磷酸化蛋白和总蛋白的表达情况。
结果:
1.组织病理结果显示:皮肤经2MED紫外线照射后,表皮明显变厚,表皮中日晒伤细胞明显增多,外用GSPE的皮肤再接受照射的皮肤显著变薄,表皮中日晒伤细胞显著减少。
2.免疫组织化学结果显示,皮肤经2MED紫外线照射后,突变型p53阳性细胞明显增多,朗格汉斯细胞明显减少,MMP-1表达升高。接受GSPE外用后的皮肤p53阳性细胞明显减少,MMP-1表达下降,同时朗格汉斯细胞的数目接近正常。以上变化经分析差异有统计学意义。
3.GSPE的紫外线吸收峰值为275nm左右,SPF值为2,说明GSPE尚具有一定的吸收紫外线作用。
4.细胞β-半乳糖苷酶染色结果显示紫外线照射后细胞老化明显,而加用GSPE干预后能够逆转这一老化过程。
5.免疫细胞化学结果显示,细胞经紫外线照射后,MMP-1表达增强,MMP-1表达积分明显增加;加用GSPE干预后,MMP-1表达明显减弱,MMP-1表达积分明显下降,差异有统计学意义。
6.Western blot结果显示经紫外线照射后的细胞,磷酸化ERK1/2、JNK1/2及p38表达均明显上调,而加用GSPE培养的细胞磷酸化ERK1/2表达明显减弱,JNK1/2及p38表达无明显变化,说明GSPE可能通过抑制MAPK/ERK信号通路磷酸化而起作用。
结论:
1.GSPE可以减少紫外线损伤后日晒伤细胞的生成,能抑制紫外线损伤皮肤引起的突变型p53的表达,拮抗紫外线照射所引起的朗格汉斯细胞减少:GSPE尚能吸收部分紫外线。
2.GSPE能够抑制紫外线照射后人体皮肤和成纤维细胞MMP-1的表达。
3.GSPE可能通过抑制MAPK/ERK信号通路磷酸化而抑制MMP-1表达。