Jäkäläuutteiden depigmentointipotentiaali, joka on arvioitu in vitro- ja in vivo -testeillä, osa 2

Asiaankuuluvien tutkimusten mukaancistancheon yleinen yrtti, joka tunnetaan nimellä "ihmeyrtti, joka pidentää elämää". Sen pääkomponentti oncistanosidi, jolla on erilaisia ​​vaikutuksia, kutenantioksidantti, tulehdusta ehkäiseväja immuunijärjestelmän toiminnan edistäminen. Cistanchen ja ihon valkaisun välinen mekanismi piilee cistanchen antioksidanttisessa vaikutuksessaglykosidit. Ihmisen ihossa oleva melaniini muodostuu tyrosiinin hapettumisesta, jota katalysoityrosinaasi, ja hapetusreaktio vaatii hapen osallistumista, joten kehon happivapaista radikaaleista tulee tärkeä melaniinin tuotantoon vaikuttava tekijä. Cistanche sisältää cistanosidia, joka on antioksidantti ja voi vähentää vapaiden radikaalien muodostumista kehossa, jotenestää melaniinin tuotantoa.

Lisäksi cistanchella on myös tehtävänä edistää kollageenin tuotantoa, mikä voi lisätä ihon kimmoisuutta ja kiiltoa sekä auttaa korjaamaan vaurioituneita ihosoluja. CistancheFenyylietanoliglykosiditniillä on merkittävä tyrosinaasiaktiivisuutta hidastava vaikutus, ja tyrosinaasin vaikutuksen on osoitettu olevan kilpailevaa ja palautuvaa estoa, mikä voi tarjota tieteellisen perustan Cistanchen valkaisevien ainesosien kehittämiselle ja hyödyntämiselle. Siksi cistanchella on keskeinen rooliihon valkaisuun. Se voi estää melaniinin tuotantoa vähentääkseen värjäytymistä ja tylsyyttä; ja edistää kollageenin tuotantoa parantaakseen ihon kimmoisuutta ja hehkua. Koska laajalti tunnustettu nämä vaikutukset cistanche, monet ihoavalkaisutuotteet ovat alkaneet infusoida kasviperäisiä ainesosia, kuten Cistanchea, vastatakseen kuluttajien kysyntään, mikä lisää Cistanchen kaupallista arvoa ihonvalkaisutuotteissa. Yhteenvetona voidaan todeta, että cistanchen rooli ihon valkaisussa on ratkaiseva. Sen antioksidanttinen vaikutus ja kollageenia tuottava vaikutus voivat vähentää värjäytymistä ja sameutta, parantaa ihon kimmoisuutta ja kiiltoa ja siten saavuttaa valkaisevan vaikutuksen. Myös Cistanchen laaja käyttö ihonvalkaisutuotteissa osoittaa, että sen roolia kaupallisessa arvossa ei voida aliarvioida.

Napsauta Mitä syödä valkaisuun

Lisätietoja:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Tyrosinaasin eston havaitseminen TLC-bioautografialla

TLC-profiili mahdollisti kunkin uutteen sisältämien pääaineiden näyttämisen. Näiden aineiden tunnistaminen ei ole tämän työn tavoitteena, mutta esimerkkinä vulpiinihapon (keltainen näkyvässä valossa) täplä L. vulpina -metanoliuutteessa on ilmeinen (Huneck & Yoshimura, 1996) (Kuva 2). Bioautografiset tiedot paljastivat, että useilla yhdisteillä on estäviä vaikutuksia tyrosinaasiaktiivisuuteen. Merkittävin C. islandica kloroformi-metanoliuutteen estoaktiivisuus jakautui eri vyöhykkeille, jotka kattavat laajan polaarisuusalueen (kuvio 2A). Sitä vastoin L. vulpina -metanoliuutteen tyrosinaasia estävä aktiivisuus on keskittynyt yhteen vyöhykkeeseen, joka kulkeutuu lähelle suurta keltaista vyöhykettä, joka vastaa vulpiinihappoa (kuvio 2B).

Jäkäläuutteen depigmentoivat vaikutukset MeWO-soluihin

Ihmisen MeWo-melanoomasolulinjaa käytettiin in vitro -mallina jäkälän depigmentointivaikutusten tutkimiseen. Ensimmäisenä vaiheena soluille suoritettiin solujen elinkelpoisuusmääritys altistamalla 48 tunnin ajan kasvaville pitoisuuksille L. vulpina -metanolia ja C. islandica kloroformi-metanoliuutteita. Solujen elinkelpoisuuden annos-vastekäyrät mahdollistivat IC50-arvojen johtamisen 88 µg/ml (95 % CI [68–113 µg/ml]) L. vulpinalle ja 264 µg/ml (95 % CI [213–328 µg/ml]). ) C. islandicalle. IC05-kynnysarvot olivat 19 µg/ml (95 % CI [9–40 µg/ml]) ja 51 µg/ml (95 % CI [31–85 µg/ml]).

Sen jälkeen MeWo-soluilla suoritettu melaniinin määritys 72 tunnin altistuksen jälkeen erilaisille jäkäläuutepitoisuuksille osoitti jyrkkää vähenemistä molempien uutteiden indusoimien kontrollien suhteen. Näissä kokeissa arbutiinia (8 mM) käytettiin positiivisena kontrollina, mikä alensi solujen melaniinipitoisuuden noin 50 prosenttiin kontrolleista. L. vulpinan metanoliuute indusoi melaniinin vähenemisen, joka oli samanlainen kuin arbutiini, esiintyen jo niinkin alhaisella pitoisuudella kuin 10 ug/ml (kuvio 3). Tämä pitoisuus on alhaisempi kuin tälle uutteelle mitattu sytotoksisten vaikutusten kynnys, mikä mahdollistaa tiettyjen soluihin kohdistuvien haitallisten vaikutusten mahdollisuuden sulkea pois. Samanlainen vaikutus solujen melaniinipitoisuuteen havaittiin myös C. islandica kloroformi-metanoliuutteella, mutta vain pitoisuudella 50 ug/ml (kuvio 3). Kuitenkin myös tämän uutteen tehokas pitoisuus oli alempi kuin sytotoksisten vaikutusten kynnys.

Jäkäläuutteiden depigmentointivaikutusten fenotyyppipohjainen arviointi seeprakalaa käyttämällä

Seeprakalamalleja käytettiin C. islandican ja L. vulpinan melanogeneesin eston vaikutusten lisäämiseen in vivo. Optimaalisen käytettävän pitoisuuden määrittämiseksi ensimmäiset alkiot altistettiin toksisuusmääritykselle, kun ne altistettiin 48 tunnin ajan kasvaville pitoisuuksille L. vulpina -metanolia ja C. islandica kloroformi-metanoliuutteita.

Sen jälkeen havaitsimme, että C. islandicaa ja L. vulpinaa subtoksisilla annoksilla käsiteltynä seeprakalan toukkien pigmentaatio oli vähentynyt (kuviot 4 ja 5). L. vulpinan uute osoitti korkeampaa estoaktiivisuutta kuin C. islandica, kuten kuva-analyysin tiedot osoittavat. Logistiset regressiokäyrät antoivat IC50-arvot 44 µg/ml (42–47 µg/ml) C. islandican kloroformi-metanoliuutteelle ja 30 µg/ml (25–36 µg/ml) L. metanoliuutteelle. vulpina (kuvio 6). Lopuksi C. islandica- ja L. vulpina -uutteiden depigmentointiaktiivisuus arvioitiin myös seeprakalan alkioissa melaniinimäärityksellä (lisätiedot).

KESKUSTELU

Tutkimuksemme korosti monimutkaisia ​​in vitro ja in vivo depigmentoivia vaikutuksia, jotka johtuvat erityisistä jäkäläistä ja uuttoliuottimista. Strategia valita erilliset uutot eri liuotinpolariteeteilla sen sijaan, että peräkkäinen uuttaminen liuottimilla, joilla on kasvava polariteetti, sanelee tutkimuksen uraauurtava näkökohta. Tutkimuksen tavoitteena oli paljastaa laajalti saatavilla olevia jäkälälajeja, joita voitaisiin hyödyntää niiden depigmentoivien vaikutusten vuoksi, ja joilla oli hyvin rajallista tietoa aktiivisten aineiden mahdollisesta esiintymisestä ja niiden vuorovaikutuksista. Siksi otimme käyttöön uutteen fraktiointimenetelmän, joka voi sisältää osittain päällekkäisyyttä fraktioiden välillä, mutta maksimoi niiden depigmentointikyvyn, mahdollisesti myös synergististen vaikutusten vuoksi.

Mitä tulee tyrosinaasin estoon soluttomissa kokeissa, tuloksemme vahvistavat Higuchin et ai. (1993), jotka osoittavat tyrosinaasin estoasteen L. vulpinalla 40,4 prosenttia ja C. islandicalla 13,8 prosentilla, mikä koskee meidän 86,2 prosenttia ja 42,6 prosenttia 42,6 prosenttia, mahdollisesti viljeltyjen jäkäläjen käytöstä ja erilaisesta uutosta. liuotin. Osoitimme voimakkaimman aktiivisuuden L. vulpinan metanoliuutteelle, jota seurasivat C. islandican kloroformi-metanoliuutteet. Siten näitä uutteita käytettiin tutkimaan melanoomasolujen ja seeprakalan toukkien melanogeenistä aktiivisuutta. Näistä testeistä saadut tiedot vahvistivat soluttomien kokeiden tulokset, ja kaikissa tapauksissa L. vulpinan metanoliuute aiheutti voimakkaimman vaikutuksen.

Lisäksi bioautografinen määritys osoittaa, että näiden jäkäläjen sisältämät erilaiset aineet estävät tyrosinaasia. Vaikka emme ole tehneet uutteiden täydellistä karakterisointia, tunnemme kirjallisuudesta tärkeimmät näille jäkäläille ominaiset jäkäläaineet: L. vulpina sisältää atranoriinia ja vulpiinihappoa, kun taas C. islandica sisältää lichesteriini-, protolichesteriini- ja fumarprotosetriinihappoa (Culberson, 1969) . Jäkäläaineiden antityrosinaasiaktiivisuuksista on kuitenkin kirjallisuudessa suhteellisen vähän tietoa, kun taas vain harvoissa tapauksissa oli mahdollista selventää estomekanismia. Äskettäin Brandão et ai. (2017) eristi fumarprotosetrarihapon jäkälä Cladonia verticillateista ja osoitti kilpailematonta, sekatyyppistä tyrosinaasiaktiivisuuden estoa, joka nousi pitoisuuden kasvaessa, pitoisuudella 0,6 mM happo esti tyrosinaasiaktiivisuutta 39,8 prosenttia.

Eräs tekijä, joka tekee vertailusta eri jäkälälajien välillä vaikeaa, on kemiallisen koostumuksen suuri vaihtelevuus, joka on myös alttiina ympäristöparametrien, elinympäristön ja mikroilmaston ominaisuuksien (esim. veden ja valon saatavuus) vaihtelulle (Matteucci et al. , 2017). Nämä erot voivat olla taustalla huomattavia eroja jäkäläfytokompleksien biologisessa aktiivisuudessa, joiden koostumusta ei ole kvantitatiivisesti karakterisoitu. Siksi lisätyötä tarvitaan aktiivisten yhdisteiden eristämiseksi ja kvantifioimiseksi uutteista, jotta voidaan paremmin määritellä komponentit, joilla on antityrosinaasiaktiivisuutta. Tähän mennessä useissa töissä on tutkittu jäkäläyhdisteiden mahdollista antityrosinaasiaktiivisuutta (esim. Kwong et al., 2020; Honda et al., 2016; Lopes, Coelho & Honda, 2018). Esimerkiksi Kim & Cho (2007) määritteli, että Usnea longissiman ja Usnea esculentin metanoliuutteet vaikuttivat melaniinin muodostumiseen niiden antioksidanttisesta vaikutuksesta riippumatta. Niiden fenolirakenteesta voidaan todeta, että eri aineosat ovat todennäköisesti vahvoja tyrosinaasin estäjiä, ja niiden IC50 on paljon alhaisempi koko uutteen vastaavaan verrattuna.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tutkimuksemme tarjoaa todisteita tiettyjen jäkäläuutteiden depigmentoivista vaikutuksista alkaen tyrosinaasin estämisestä soluttomissa kokeissa depigmentoiviin vaikutuksiin in vitro viljellyissä soluissa ja in vivo seeprakalan toukissa. Nämä tiedot osoittavat, että L. vulpina ja C. islandica jäkäläuutteet ovat mahdollisia ehdokkaita kehitettäessä farmaseuttisia ja kosmeettisia tuotteita ihon valkaisuun. Lisäksi tiedot viittaavat myös siihen, että L. vulpina voisi olla hyvä lähde sellaisten yhdisteiden eristämiseen, joilla on voimakkaita pigmenttiä poistavia ominaisuuksia. Tulevaisuuden tavoitteina tähän suuntaan ovat jäkäläuutteiden kemiallinen karakterisointi ja niiden lupaavimpien ainesosien aktiivisuuden arviointi.

LISÄTIEDOT JA ILMOITUKSET

Rahoitus

Tätä työtä tuki Genovan yliopisto (FRA2018). Rahoittajalla ei ollut roolia tutkimuksen suunnittelussa, tiedonkeruussa, analysoinnissa, julkaisupäätöksessä tai käsikirjoituksen valmistelussa.

Apurahan tiedot

Kirjoittajat ovat julkistaneet seuraavat apurahatiedot: Genovan yliopisto: FRA2018.

Kilpailevat kiinnostuksen kohteet

Paolo Giordani on PeerJ:n akateeminen toimittaja.

Tekijän panokset

Eläinten etiikka

Seuraavat tiedot annettiin liittyen eettisiin hyväksyntöihin (eli hyväksyvä elin ja mahdolliset viitenumerot):

Tietojen saatavuus

Tietojen saatavuudesta toimitettiin seuraavat tiedot:

Tyrosinaasin eston raakamittaukset ovat saatavilla lisätiedostossa.

Lisätiedot

Tämän artikkelin lisätiedot löytyvät verkosta.

VIITTEET

1. Behera BC, Adawadkar B, Makhija U. 2004. Joidenkin jäkäläjen kyky poistaa superoksidia ja estää tyrosinaasin ja ksantiinioksidaasin toimintaa. Current Science 87:83–87.

2. Boustie J, Tomasi S, Grube M. 2011. Bioaktiiviset jäkälämetaboliitit: alppien elinympäristöt hyödyntämättömänä lähteenä. Phytochemistry Reviews 10:287–307

3. Brandão LFG, Da Silva Santos NP, Pereira ECG, Da Silva NH, Matos M de FC, Bogo D, Honda NK. 2017. Fumarprotosetrarihapon, lichen cladonia verticillaris -jäkälän depsidonin, vaikutukset tyrosinaasiaktiivisuuteen. Orbital - The Electronic Journal of Chemistry 9:256–260

4. Cheli Y, Ohanna M, Ballotti R, Bertolotto C. 2010. Viidentoista vuoden etsintä mikroftalmiaan liittyvien transkriptiotekijöiden kohdegeeneihin. Pigment Cell & Melanoma Research 23:27–40.

5. Cornara L, Pastorino G, Borghesi B, Salis A, Clericuzio M, Marchetti C, Damonte G, Burlando B. 2018. Posidonia oceanic (L.) defile etanoliuute moduloi solujen toimintaa ihon terveyteen liittyvillä sovelluksilla. Marine Drugs 16:21.

6. Crawford SD. 2015. Perinteisessä lääketieteessä käytetyt jäkälät, jäkälän sekundaarimetaboliitit: bioaktiiviset ominaisuudet ja farmaseuttinen potentiaali. Julkaisussa: Branislav Rankovic. Basel: Springer International Publishing, 27–80.

7. Culberson CF. 1969. Kemiallinen ja kasvitieteellinen opas jäkälätuotteisiin. Chapel Hill: University of North Carolina Press.

8. Culberson CF, Kristinsson HD. 1970. Standardoitu menetelmä jäkälätuotteiden tunnistamiseen. Journal of Chromatography A 46:85–93.

9. Devkota S, Chaudhary RP, Werth S, Scheidegger C. 2017. Nepalin Himalajan teknofiilisten yhteisöjen alkuperäiskansojen tuntemus ja käyttö jäkäläistä. Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine 13:15.

10. D'Mello SAN, Finlay GJ, Baguley BC, Askarian-Amiri ME. 2016. Signaling pathways in melanogenesis. International Journal of Molecular Sciences 17(7):1144.

11. Einarsdóttir E, Groeneweg J, Björnsdóttir GG, Harethardottir G, Omarsdóttir S, Ingólfsdóttir K, Ogmundsdóttir HM. 2010. Jäkäläyhdisteen usniinihapon syövänvastaisten vaikutusten solumekanismit. Planta Medica 76:969-974.

12. Gül¸cin I, Oktay M, Küfrevioğlu OI, Aslan A. 2002. Jäkälän Cetraria islandica (L) Ach. Journal of Ethnopharmacology 79:325–329.

13. Higuchi M, Miura Y, Boohene J, Kinoshita Y, Yamamoto Y, Yoshimura I, Yamada Y. 1993. Tyrosiiniaktiivisuuden inhibointi viljeltyjen jäkäläkudosten ja bittien avulla. Planta Medica 59:253–255.

14. Honda NK, Gon¸calves K, Brandão LFG, Coelho RG, Micheletti AC, Spielmann AA, Canêz LS. 2016. Jäkäläuutteiden seulonta käyttämällä tyrosinaasin estoa ja toksisuutta artemia salinaa vastaan. Orbital: The Electronic Journal of Chemistry 8:181–188–188.

15. Huneck S, Yoshimura I. 1996. Jäkäläaineiden tunnistaminen. Julkaisussa: Jäkäläaineiden tunnistaminen. Berliini: Springer.

16. Kim MS, Cho HB. 2007. Melanogenesis estävät vaikutukset metanoliuutteet navan esculent ja usnea longissima. Journal of Microbiology 45:578–582.

17. Kondo T, kuuleva VJ. 2011. Päivitys nisäkkäiden melanosyyttien toiminnan ja ihon pigmentaation säätelystä. Expert Review of Dermatology 6:97–108.

18. Kwong SP, Wang H, Shi L, Huang Z, Lu B, Cheng X, Chou G, Ji L, Wang C. 2020. Usniinihapon valohajoavien johdannaisten tunnistaminen, joilla on parempi myrkyllisyysprofiili ja UVA/UVB-suoja normaalilla ihmisellä L02 hepatosyytit ja epidermaaliset melanosyytit. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 205:111814.

19. Leyden JJ, Shergill B, Micali G, Downie J, Wallo W. 2011. Luonnollisia vaihtoehtoja hyperpigmentaation hallintaan. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology 25:1140–1145.

20. Li WJ, Lin YC, Wu PF, Wen ZH, Liu PL, Chen CY, Wang HM. 2013. Liriodendron tulipiferan biofunktionaaliset ainesosat, joissa on antioksidantteja ja melanogeenisia ominaisuuksia. International Journal of Molecular Sciences 14:1698–1712.

21. Lin C-HV, Ding HY, Kuo SY, Chin LW, Wu JY, Chang TS. 2011. Rheum officinalen vadelmaketonin depigmentointiaktiivisuuden arviointi in vitro ja in vivo. International Journal of Molecular Sciences 12:4819–4835.

22. Lo CY, Liu PL, Lin LC, Chen YT, Hseu YC, Wen ZH, Wang HM. 2013. Antimelanooma ja antityrosinaasi Alpinia galangal -ainesosista. The Scientific World Journal 2013: Artikkeli 186505.

23. Lopes TIB, Coelho RG, Honda NK. 2018. Sienien tyrosinaasiaktiivisuuden estäminen orsellinaattien toimesta. Chemical and Pharmaceutical Bulletin 66:61–64.

24. Matteucci E, Occhipinti A, Piervittori R, Maffei ME, Favero-Longo SE. 2017. Ksantoparmelian usniinihappoa sisältävän jäkäläthallin morfologinen, sekundaarinen metaboliitti ja ITS (rDNA) vaihtelevuus tutkittiin paikallisella tasolla W-Alpeilla. Chemistry & Biodiversity 14:e1600483.

25. Muggia L, Schmitt I, Grube M. 2009. Jäkälät luonnontuotteiden aarrearkkuina. SIM-uutiset 85–97.

26. Mukherjee PK, Biswas R, Sharma A, Banerjee S, Biswas S, Katiyar CK. 2018. Lääkeyrttien validointi antityrosinaasipotentiaalin varalta. Journal of Herbal Medicine 14:1–16.

27. Nash III TH. 2006. Jäkäläbiologia. Cambridge: Cambridge University Press.

28. Parvez S, Kang M, Chung HS, Bae H. 2007. Luonnossa esiintyvät tyrosinaasin estäjät: mekanismi ja sovellukset ihon terveyteen, kosmetiikka- ja maatalousteollisuudessa. Phytotherapy Research 21:805–816.

29. Pastorino G, Marchetti C, Borghesi B, Cornara L, Ribulla S, Burlando B. 2017. Palkokasvien Melilotus officinalis ja Lespedeza capitata biologiset toiminnot ihonhoitoon ja farmaseuttisiin sovelluksiin. Teollisuuskasvit ja -tuotteet 96:158–164.

30. Phinney NH, Solhaug KA, Gauslaa Y. 2018. Klorolichenien nopea elpyminen kosteassa ilmassa: spesifinen tallusmassa ajaa rehydraatio- ja uudelleenaktivaatiokinetiikkaa. Environmental and Experimental Botany 148:184–191.

31. R-ydinryhmä. 2013. R: tilastollisen laskennan kieli ja ympäristö. R-paketin versio 3.0.1. Wien: R Foundation for Statistical Computing.

32. Ranković B, Kosanić M. 2015. Jäkälät mahdollisena bioaktiivisten sekundaaristen metaboliittien lähteenä. Julkaisussa: Ranković B, toim. Jäkälän sekundaariset metaboliitit. Cham: Springer International Publishing, 1–26.

33. Solano F. 2014. Melaniinit: ihon pigmentit ja paljon muuta – tyypit, rakennemallit, biologiset toiminnot ja muodostumisreitit. Uusi tiedelehti 2014: 1–28.

34. Souza LF, Caputo L, Inchausti De Barros IB, Fratianni F, Nazzaro F, De Feo V. 2016. Pereskia aculeata Muller (Cactaceae) Lehdet: kemiallinen koostumus ja biologinen aktiivisuus. International Journal of Molecular Sciences 17(7):1478.

35. Takayama A, Hata Y, Itakura K, Murase M, Shoji M, Ito M, Sasaki H. 2010. Ihoa vaalentavat aineet, melaniinin muodostumisen estäjät ja ihoa vaalentavat kosmetiikkatuotteet, jotka sisältävät tiettyjen jäkäläviljelmiä tai uutteita. Patenttikoodi: JP 2010150173 A 20100708.

36. Wang HM, Chou YT, Hong ZL, Chen HA, Chang YC, Yang WL, Chang HC, Mai CT, Chen CY. 2011. Synsepalum dulcificum Daniellin (Sapotaceae) varresta peräisin olevat bioaineosat estävät ihmisen melanooman lisääntymistä, vähentävät sienten tyrosinaasin aktiivisuutta ja niillä on antioksidanttisia ominaisuuksia. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 2:204–211.

37. Wangthong S, Tonsiripakdee I, Monhaphol T, Nonthabenjawan R, Wanichwecharun-gruang SP. 2007. Post TLC kehittää tekniikkaa tyrosinaasin estäjien havaitsemiseen. Biomedical Chromatography 21:94-100.

38. White FJ, James PW. 1985. Uusi opas mikrokemiallisiin tekniikoihin jäkäläaineiden tunnistamiseksi. Julkaisussa: British Lichen Society Bulletin. n. 57 (tarvike). Lontoo: British Lichen Society.

Lisätietoja: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501