이 프로토콜은 호노키올이 인간 피부 섬유아세포와 마우스 피부에서 UVA에 의해 유도된 광 노화를 완화하는지, TGF-β1/Smad 경로를 활성화하고 MMP 발현을 감소시키는지 조사합니다.
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이 프로토콜은 호노키올이 인간 피부 섬유아세포와 마우스 피부에서 UVA에 의해 유도된 광 노화를 완화하는지, TGF-β1/Smad 경로를 활성화하고 MMP 발현을 감소시키는지 조사합니다.
목 련(Magnolia officinalis)에서 유래한 핵심 성분인 호노키올(HNK)은 피부 질환 치료에 잠재력이 있습니다. 현재 HNK가 피부에서 자외선 A(UVA)로 인한 광손상에 미치는 영향과 작용 기전은 명확하지 않습니다. UVA 유도를 통해 HDF 세포와 무모 생쥐 피부의 광 노화 손상 모델을 구축했습니다. HNK가 정상 HDF 세포와 UVA 유도 HDF 세포의 생존력에 미치는 영향은 세포 생존성 분석법을 통해 조사되었습니다. HDF 세포 내 SOD, GSH, CAT, MDA 수치는 다양한 키트를 사용해 측정하였고, ROS 수치는 DCFH-DA와 디하이드로에티듐을 사용해 측정하였습니다. SA-β-갈락토시다아제와 TUNEL 염색은 HDF 세포에서 노화와 세포자사멸사를 검출했으며, 유세포분석은 세포 주기 진행을 평가했습니다. 병리학적 염색을 통해 피부의 조직병리학적 손상을 평가하였다. 또한 면역형광 및 웨스턴 블롯을 사용하여 Ki67, 콜라겐, 기질 금속단백효소(MMP), TGF-β1/Smad 경로 관련 단백질 수준을 평가하였습니다. HNK(2.5-10 μM) 처리는 정상 HDF 세포 생존력에 부정적인 영향을 미치지 않았으나, UVA에 의한 HDF 세포 손상을 완화하여 산화 스트레스와 세포자멸사를 감소시켰습니다. UVA는 HDF 세포의 노화를 유도하고, S상 정지를 유도하며, Ki67을 하향 조절하고, 콜라겐 함량을 감소시키고, MMP 발현을 증가시켰으며, HNK는 이러한 UVA 유발 이상을 효과적으로 완화시켰다. 또한 UVA는 생쥐 피부에서 주름이 깊어지고, 수분 함량과 콜라겐 함량을 감소시키며, 상피 두께를 증가시킨 반면, HNK 피하 주사는 피부 조직의 병리학적 손상을 완화하고 수분과 콜라겐 함량을 증가시켰습니다. 더 나아가, HNK는 TGF-β1/Smad 경로를 활성화했고, TGF-β1 억제제는 HDF 세포에서 광노화 손상에 대한 HNK의 보호 효과를 SB431542했습니다. 결론적으로, HNK는 TGF-β1/Smad 경로를 활성화하여 MMP 발현을 감소시켜 HDF 세포와 마우스 피부에서 UVA 유도 광 노화를 억제함으로써 광노화 손상을 완화할 잠재력을 가지고 있습니다.
피부 노화 과정은 복잡하며 두 가지 주요 형태로 나뉩니다: 자연 노화와 광 노화1. 연구에 따르면 피부 노화의 80%에서 90%가 환경 내 외부 요인(예: 자외선, 대기 오염)에 의해 발생하며, 그중 장기간 자외선에 의한 광노화가 가장 심각한 영향을 미친다고 합니다 2,3. 자외선은 UVC, UVB, UVA로 나뉩니다. UVC가 오존층을 통과할 수 없기 때문에, 현재 광 노화 연구는 UVA(320-400 nm)와 UVB(280-320 nm)에 집중되어 있습니다. UVB와 비교했을 때 UVA는 에너지가 낮지만, 표피를 통과해 진피 깊숙이 침투하는 데 더 강합니다. 이는 심각한피부 노화의 중요한 원인입니다. 이전 연구들은 HaCaT 세포에 57 mJ/cm 2 UVB 및 20 J/cm 2 UVA 조사가 초래하는 손상이 비교할 만한 수준임을 보여주었다. 피부 광노화는 피부의 기능과 구조에 변화를 일으키며, 특히 피부 표면 조직이 처지고, 주름이 깊어지며, 콜라겐 손실, 육안으로 보이는 회색 피부 색 현상으로 나타납니다; 심한 경우에는 다양한 양성 전암성 병변과 종양이 발생할 수 있습니다 9.10. 노화와 노화 방지에 관한 연구가 증가함에 따라, 광노화의 건강 위험은 전 세계적으로 가장 중요한 건강 문제 중 하나가 되었습니다. 따라서 UVA로 인한 광노화 손상의 병태생리학적 과정을 조사하여 이를 위한 새로운 치료 옵션을 개발하는 것이 매우 중요합니다.
전통 중국 약초인 목련 오피시나리스(Magnokiol officinalis)에서 추출한 호노키올(HNK)은 화학 화학식인 C18H18O211의 중요한 생리활성 화합물입니다. HNK는 다양한 약리학적 활성을 보이며, 그 페놀 하이드록실기는 산화에 매우 민감하고 강한 항산화 및 자유 라디칼 청소 효과를 보인다12. 또한 HNK는 항균, 항염증, 항바이러스, 항종양, 항우울제, 신경보호 및 조기 난소 부전 약리학적 효과 13,14,15,16을 가지고 있습니다. 경구 HNK는 동물 실험과 임상 연구에서 본질적으로 안전하다고 판단되었으며, 유의미한 부작용은 확인되지 않았습니다17, 18, 19. 최근 연구들은 HNK가 UVB로 인한피부암을 예방하고, UVB로 인한 피부 염증 반응과 DNA 과메틸화를 억제하며, 피부 질환 치료에 잠재적 활용 가능성을 시사합니다. 비타민 C와 레스베라트롤 등 널리 사용되는 광노화 방지제와 비교할 때, HNK는 뚜렷하고 우수한 특성을 가지고 있습니다: 지친성 구조가 친수성 비타민 C22보다 더 우수한 경피 투과성을 제공합니다. 또한 레스베라트롤23보다 더 높은 광안정성과 생체 내 생체이용률을 보입니다. 이러한 전임상 결과는 HNK가 자외선 유발 피부 광손상에 대한 안전하고 효과적인 스킨케어 제품 및 임상 중재로서 유망한 중개 가능성을 지니고 있음을 뒷받침합니다. 하지만 UVA로 인한 피부 광노화 손상에 대한 HNK 치료의 영향은 아직 보고되지 않았습니다.
성장 인자 변형 인자-β1(TGF-β1)은 세포 성장과 발달, 조직 복구 및 재생, 세포, 조직, 장기의 성장과 발달에 중요한 다기능 사이토카인입니다24,25. TGF-β1은 주로 Smad 단백질 계열의 구성원을 통해 세포에 신호를 보내며, 이는 하위 표적 유전자의 전사를 특이적으로 조절하는 것으로 나타났습니다. TGF-β1 신호가 활성화되면 Smad2와 Smad3의 인산화가 일어납니다26,27. 최근 연구들은 TGF-β1/Smad 경로와 피부 섬유증 및 광노화 사이에 강한 연관성을 보여주었습니다28,29. 포유류에서 라파마이신을 표적으로 삼는 것이 쥐 피부 조직에서 TGF-β1/Smad 경로를 활성화하여, 피부 수분 유지와 피부 장벽 유지에 중요한 세라마이드 합성을 촉진한다는 보고가있습니다. 특히, HNK가 간별 세포에서 TGF-β1/Smad 경로를 조절하여 간섬유증을 완화시켰다는 보고가 있습니다. 따라서 HDF 세포에서 2.5–10 μM HNK 처리와 무모 마우스에서 5 mg/kg 또는 10 mg/kg HNK 개입을 통해 UVA 유발 광노화 손상의 세포 및 마우스 모델이 구축되어, HNK가 광 노화 손상에 미치는 영향과 TGF-β1/Smad 경로를 조절하는 잠재적 역할을 탐구하였습니다. 이 연구는 UVA로 인한 피부 광손상에 대한 새로운 치료 전략을 개발하는 것을 목표로 했습니다.
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모든 세포 배양 실험은 기관 생물안전 지침에 따라 수행되었으며, 생물안전 레벨 2(BSL-2) 실험실 조건 하에서 수행되었습니다. 동물 실험은 중국 인민해방군 합동 물류지원군 988병원 동물윤리위원회(승인번호: 2023-089)의 승인을 받아 수행되었다.
모든 실험 절차는 실험동물의 관리 및 사용에 관한 기관 및 국가 지침을 엄격히 준수하여 수행되었습니다. 실험 종료 시점에 쥐들은 복막 내 주사 100 mg/kg의 펜토바르비탈 과다복용으로 안락사되었습니다. 수용, 치료, 샘플링 과정에서 동물의 고통을 최소화하기 위한 모든 노력이 이루어졌습니다. 프로토콜에 사용되는 시약, 화학물질, 장비 및 소프트웨어는 재료표에 나열되어 있습니다.
1. 세포 배양 및 가공
2. 세포 생존성 평가
3. 초산화물 디스뮤타아제(SOD), 말론디알데히드(MDA), 카탈라아제(CAT), 글루타티온(GSH) 수치 측정
4. 세포 ROS 수치 측정
5. 노화 연관 β-갈락토시다제(SA-β-갈락토시다제) 염색
6. 세포주기 분석
7. 튠 착색
8. 면역형광 염색
9. 엘리사
10. 사진 노화 손상 마우스 모델 구성
11. 피부 콜라겐 I 함량 측정
12. 헤마톡실린과 에오신(HE) 염색
13. 매손 염색
14. 피부 조직 ROS 수치 측정
15. 생화학적 지표 검사
16. 서부 블롯
17. 통계 분석
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HNK는 UVA에 의해 발생하는 HDF 세포의 산화 스트레스 손상을 완화합니다
24시간 또는 48시간 동안 다양한 농도의 HNK 처리가 HDF 세포의 생존력에 미치는 영향을 세포 생존성 검사를 통해 적절한 농도와 치료 기간을 선별하기 위해 조사되었습니다. 결과는 2.5, 5, 10 μM의 HNK가 24시간 또는 48시간 치료 후 정상 HDF 세포의 생존 능력에 유의미한 영향을 미치지 않으며, 이 용량에서 HNK가 정상 세포에 무독성임을 입증했습니다. 특히, 2.5, 5, 10 μM 농도에서 HNK는 UVA로 인한 HDF 세포 생존력 저하를 완화하여, HNK가 HDF 세포를 UVA 손상으로부터 보호하며, 24시간 처리 효과가 48시간 때보다 더 우수함을 시사합니다. HNK 농도를 20 및 40 μM으로 올렸을 때, 정상 HDF 세포와 UVA 처리 HDF 세포 모두의 생존 가능성이 현저히 감소하여, 높은 농도의 HNK(20-40 μM)가...
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자외선은 세포와 유기체에 해를 끼치는 환경 요인 중 하나입니다. 이전 연구들은 UVA가 높은 투과력을 가진 자외선이지구 표면에 도달하는 주요 자외선 유형이라고 보고했습니다. 섬유아세포는 진피에서 중요한 기능적 세포이며, 노화가 직접적이든 간접적이든 피부 노화를 유발할 수 있습니다. HDF 세포 모델과 무모 쥐 모델에서 UVA에 의해 유발된 광노화 손상은 피부 광노화 연구에 널리 사용되고 있습니다40,41. 따라서 UVA에 의한 광노화 손상의 세포 및 동물 모델은 이전 연구들을 참고하여 구축되었습니다(HDF 세포는 8일 연속 하루 5 J/cm2, 쥐는 8주간 0.35 J/cm2)32,
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저자들은 재정적 이해 충돌이 없다고 주장합니다.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
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