شيخوخة الجلد هي عملية طبيعية لانخفاض وظائف وخصائص الجلد، بما في ذلك فقدان الصلابة والمرونة وزيادة الترهل. يتسارع ذلك بعوامل خارجية، مثل التعرض للأشعة فوق البنفسجية (UV) والتلوث، التي تضر الخلايا وتسبب تغييرات على المستوىالجزيئي 1. وقد تم وصف هذه التغيرات بشكل جيد من خلال أبحاث حديثة وتم تحديدها كعلامات مميزة للشيخوخة، بما في ذلك عدم الاستقرار الجيني، فقدان التيلوميرات، التغيرات اللاجينية، فقدان البروتين، الالتهام الذاتي الكبير المعيب، استشعار العناصر الغذائية غير المنظم، خلل الميتوكوندريا، شيخوخة الخلايا، إرهاق الخلايا الجذعية، تغير التواصل بين الخلايا، التهاب مزمن، وخلل الحيوي2. تفسر هذه الميزات كيف يترجم الضرر تحت الخلوي إلى خلل في الأنسجة، مما يفضل عملية الشيخوخة. ومن المثير للاهتمام أن هذه التغيرات لا تعمل بشكل مستقل بل تشكل توقيعا شبكيا مترابطا. يتراكم الضرر الأولي، مثل التلف الجيني أو التغيرات فوق الجينية في النهاية ويسبب شيخوخة الخلية. في حالة الجلد، يكون هذا سببه بشكل رئيسي تلف الأشعة فوق البنفسجية، حيث يكون التقدم في العمر الضوئي هو السبب الرئيسي في صفات شيخوخة الجلد3. تظهر الخلايا المتقدمة في الشيخوخة زيادة في إنتاج السيتوكينات الالتهابية، وبروتينات المصفوفة، وعوامل النمو، والتي تعرف أيضا بالنمط الإفرازي المرتبط بالشيخوخة (SASP) وتشمل IL6، IL8، MMP1، MMP3، TNFA، أو IL1A، من بين أخرى4،5،6. هذه العوامل المفرزة لا تؤثر فقط على الخصائص الهيكلية للجلد، مثل المصفوفة الخارجية الجلدية، بل تعطل أيضا وظيفة الخلايا المحيطة. يشمل ذلك إطلاق السيتوكينات التي تحفز تنشيط الخلايا الميلانوسينية لتحفيز فرط التصبغ الجلدي المرتبط بالعمر (مثل عامل الخلايا الجذعية أو IL18) أو بروتينات ضارة أخرى تغير وظيفة الخلايا الليفية السليمة المحيطة، مما يضر بوظيفتها ويساهم في تعزيز تضخيم النمط الظاهري المسن 7,8,9,10,11. نتيجة لذلك، فإن الالتهاب المزمن وتغير التواصل بين الخلايا هما من العوامل الرئيسية للحالة الضارة التي تترجم هذه التغيرات الجزيئية إلى علامات بصرية لشيخوخة الجلد، مثل التجاعيد، الترهل، بقع الشيخوخة، أو فقدان الصلابة.
يمكن دراسة البروتينات المحددة التي تساهم في التأثيرات الضارة ل SASP من خلال تقنيات معروفة مثل اختبار التوربنت المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA)، لومينيكس، تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الحقيقي (qRT-PCR)، أو Western Blot، وغيرها 5,12. ومع ذلك، فإن هذا النهج مفيد لتحديد البروتينات المحددة من منظور فردي وتوصيف آلية عمل محددة، لكنه لا يأخذ في الاعتبار تأثيرات SASP الكامل على الخلايا المجاورة. هنا، يقترح بروتوكول في المختبر لدراسة تأثير SASP الناتج عن الأرومات الليفية الجلدية المسننة الناتجة عن UVB على الأرومات الليفية المجاورة السليمة، مما يحاكي العلامة المميزة للتواصل بين الخلايا المتغيرة للشيخوخة. كما ذكر سابقا، الأشعة فوق البنفسجية هي المحرك الرئيسي لشيخوخة الخلايا في الجلد. لذا، يتم اختيار تلف الأشعة فوق البنفسجية كمصدر ضرر بدلا من الشيخوخة المتكررة أو الناتجة عن الجينات المسرمة لبناء النموذجالحالي 3. لذلك، يستخدم الوسط الذي يحتوي على العوامل التي تفرزها الخلايا الليفية القديمة (الوسط المحالف)، ويتم قياس مؤشرات وظيفة الخلية في الخلايا الليفية السليمة التي تحضن مع هذا الوسط. بموجب هذا البروتوكول، بمجرد نقل الوسط المكيف من الخلايا القديمة إلى الخلايا السليمة، يتم جمع الخلايا الليفية المسننة الناتجة عن UVB لقياس الخصائص الجزيئية، مثل الجينات المشاركة في الإشارات الالتهابية والإشارات الباراكرينية. ثانيا، يتم جمع الأرومات الليفية السليمة التي تعالج بوسط مكيف من الخلايا الليفية القديمة لتوصيف تأثير SASP على الخلايا المجاورة، مما يحدد الجينات المشاركة في المصفوفة خارج الخلية، وعوامل النمو، وتنشيط الخلايا الليفية. وبالتالي، يتم تحليل تأثير المركبات ذات الاهتمام (COI) في البداية في الخلايا الليفية المتقدمة في السن ثم في الأرومات الليفية الصحية التي عولجت بالوسط المكيف. فيما يتعلق بهذه المركبات، أظهرت أبحاث سابقة أن مضادات الأكسدة فعالة في الحماية من وتصحيح علامات الشيخوخة الناتجة عن الشيخوخة الضوئية. وبالتالي، يستخدم مزيج من مضاددين للأكسدة (فيتامين C وأيديبينون) لعكس بعض التغيرات التي سببها UVB، سواء في الخلايا المتقدمة في السن أو في الخلايا السليمة التي تم حضانها بوسط مكيف من الخلايا المسننة 13,14,15
بشكل عام، تم تصميم هذا البروتوكول لدراسة تأثيرات SASP على خلايا الجلد وتحديد جزيئات أو تدخلات جديدة تعيد التواصل بين الخلايا المتغير، مما يجعلها مناسبة للمنتجات التجديدية والمحفزة حيويا في الطب التجميلي والأمراض الجلدية التجديدية.