Este protocolo investiga se o honokiol melhora o fotoenvelhecimento induzido por UVA em fibroblastos dérmicos humanos e pele de camundongos ativando a via TGF-β1/Smad e reduzindo a expressão de MMP.
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Artigo de método
Este protocolo investiga se o honokiol melhora o fotoenvelhecimento induzido por UVA em fibroblastos dérmicos humanos e pele de camundongos ativando a via TGF-β1/Smad e reduzindo a expressão de MMP.
Honokiol (HNK), um componente chave derivado da Magnolia officinalis, tem potencial para tratar doenças de pele. Atualmente, o impacto e o mecanismo de ação da HNK no fotodano induzido pelo ultravioleta A (UVA) na pele ainda não estão claros. Um modelo de dano foto-envelhecimento das células HDF e da pele de camundongos sem pelos foi construído por indução UVA. O impacto da HNK na viabilidade das células HDF normais e das células HDF induzidas por UVA foi examinado por meio do ensaio de viabilidade celular. Os níveis de SOD, GSH, CAT e MDA em células HDF foram medidos usando diferentes kits, e os níveis de ROS foram medidos usando DCFH-DA e Dihidroetídio. A coloração SA-β-galactosidase e TUNEL detectou senescência e apoptose em células HDF, e a citometria de fluxo avaliou a progressão do ciclo celular. O dano histopatológico à pele foi avaliado por meio de coloração patológica. Além disso, imunofluorescência e Western blot foram usados para avaliar os níveis de proteínas associadas à via de Ki67, colágeno, metaloproteinase da matriz (MMP) e TGF-β1/Smad na via de proteína. O tratamento com HNK (2,5-10 μM) não teve impacto adverso na viabilidade normal das células HDF, mas atenuou o dano celular HDF induzido pelos raios UVA, reduzindo o estresse oxidativo e a apoptose. O UVA induziu a senescência das células HDF, induziu parada na fase S, reduziu o Ki67, diminuiu o teor de colágeno e aumentou a expressão de MMP, enquanto o HNK atenuou efetivamente essas anormalidades induzidas pelo UVA. Além disso, a UVA causou rugas mais profundas, diminuiu o teor de água e colágeno, além de aumentar a espessura epitelial na pele de camundongos, enquanto a injeção subcutânea de HNK atenuou danos patológicos ao tecido cutâneo e aumentou o teor de água e colágeno. Além disso, o HNK ativou a via TGF-β1/Smad, e o inibidor TGF-β1 SB431542 prejudicou o efeito protetor do HNK contra danos foto-envelhecimento nas células HDF. Em conclusão, o HNK tem potencial para ser um medicamento para amenizar danos ao fotoenvelhecimento ao reduzir a expressão de MMP por meio da ativação da via TGF-β1/Smad, inibindo assim o fotoenvelhecimento induzido por UVA em células HDF e pele de camundongos.
O processo de envelhecimento da pele é complexo e dividido em duas formas principais: envelhecimento natural efoto-envelhecimento 1. Estudos indicam que até 80% a 90% do envelhecimento da pele é causado por fatores exógenos no ambiente (por exemplo, raios ultravioleta, poluição do ar), dos quais o fotoenvelhecimento induzido pela radiação ultravioleta a longo prazo tem os efeitos maisgraves 2,3. A radiação ultravioleta é dividida em UVC, UVB e UVA. Como o UVC não pode penetrar a camada de ozônio, pesquisas atuais sobre foto-envelhecimento focam em UVA (320-400 nm) e UVB (280-320 nm)4,5,6. Comparado ao UVB, o UVA tem menor energia, mas é mais penetrante, passando pela epiderme e alcançando profundamente a derme, o que é uma causa importante do envelhecimento graveda pele. Estudos anteriores mostraram que o dano causado pela irradiação UVB de 57 mJ/cm 2 e UVA de 20 M/cm2 nas células HaCaT écomparável de 8. O fotoenvelhecimento da pele causa mudanças na função e estrutura da pele, manifestadas especificamente como flacidez do tecido da superfície da pele, aprofundamento das rugas, perda de colágeno e aparição de uma cor cinza visível a olho nu; Em casos graves, uma variedade de lesões benignas e pré-cancerosas e tumores podeocorrer 9,10. Junto com o aumento das pesquisas sobre envelhecimento e anti-envelhecimento, os riscos à saúde do fotoenvelhecimento tornaram-se uma das maiores preocupações de saúde no mundo. Portanto, é fundamental investigar os processos fisiopatológicos subjacentes ao dano foto-envelhecimento induzido pelos UVA, com o objetivo de desenvolver novas opções terapêuticas para seu tratamento.
Extraído da Magnolia officinalis, uma erva medicinal tradicional chinesa, Honokiol (HNK) é um composto bioativo significativo com fórmula química C18H18O211. O HNK apresenta várias atividades farmacológicas, e seu grupo hidroxila fenólico é altamente suscetível à oxidação e possui fortes efeitos antioxidantes e de captura de radicaislivres. Além disso, a HNK possui efeitos farmacológicos antibacterianos, anti-inflamatórios, antivirais, antitumorais, antidepressivos, neuroprotetores e anti-prematuros de insuficiênciaovariana 13,14,15,16. A HNK oral foi considerada essencialmente segura em estudos com animais e clínicos, e nenhum efeito adverso significativo foiidentificado 17, 18, 19. Estudos recentes descobriram que o HNK previne o câncer de pele induzido porUVB 20 e inibe a resposta inflamatória da pele induzida por UVB e a hipermetilaçãodo DNA 21, sugerindo seu uso potencial no tratamento de condições de pele. Comparado com agentes anti-fotoenvelhecimento amplamente utilizados, incluindo vitamina C e resveratrol, o HNK possui propriedades distintas e superiores: sua estrutura lipofílica confere melhor permeabilidade transdérmica do que a vitaminaC hidrofila 22; e apresenta maior fotosstabilidade e biodisponibilidade in vivo do que o resveratrol23. Essas descobertas pré-clínicas apoiam a ideia de que a HNK tem potencial translacional promissor como candidata segura e eficaz para produtos de cuidados com a pele e intervenções clínicas contra danos foto-dano na pele induzidos pelo ultravioleta. No entanto, o impacto do tratamento com HNK nos danos do fotoenvelhecimento da pele causados pela UVA ainda não foi relatado.
O fator de crescimento transformante-β1 (TGF-β1) é uma citocina multifuncional crucial para o crescimento e desenvolvimento celular, reparo e regeneração de tecidos, e para o crescimento e desenvolvimento de células, tecidos eórgãos 24,25. Foi demonstrado que o TGF-β1 transmite sinais para a célula principalmente por meio de membros da família de proteínas Smad, levando à regulação específica da transcrição de genes-alvo a jusante. Quando a sinalização TGF-β1 é ativada, resulta na fosforilação de Smad2 e Smad326,27. Estudos recentes mostraram uma forte conexão entre a via TGF-β1/Smad e fibrose cutânea e foto-envelhecimento 28,29. Foi relatado que o alvo mamífero da rapamicina ativa a via TGF-β1/Smad nos tecidos da pele de ratos, o que por sua vez promove a síntese de ceramidas, importantes para reter a umidade da pele e manter a barreiracutânea 30. Notavelmente, foi relatado que o HNK modulou a via TGF-β1/Smad em células estreladas hepáticas, o que, por sua vez, amenizou a fibrosehepática 31. Portanto, modelos celulares e camundongos de lesão foto-envelhecimento induzida por UVA foram estabelecidos, com tratamento HNK de 2,5 a 10 μM em células HDF e intervenção de 5 mg/kg ou 10 mg/kg de HNK em camundongos sem pelos, para explorar os efeitos do HNK nos danos do fotoenvelhecimento e seu papel potencial na modulação da via TGF-β1/Smad. Esse estudo teve como objetivo desenvolver novas estratégias terapêuticas para o dano fotofísico causado pelos UVA.
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Todos os experimentos de cultura celular foram realizados de acordo com as diretrizes institucionais de biossegurança e conduzidos sob condições laboratoriais de Biossegurança Nível 2 (BSL-2). Experimentos com animais foram realizados após aprovação do Comitê de Ética Animal do 988º Hospital da Força Conjunta de Apoio Logístico do Exército Popular de Libertação da China (número de aprovação: 2023-089).
Todos os procedimentos experimentais foram conduzidos em estrita conformidade com as diretrizes institucionais e nacionais para o cuidado e uso de animais de laboratório. Ao final do experimento, camundongos foram eutanasiados por overdose de pentobarbital de sódio (100 mg/kg, injeção intraperitoneal). Todos os esforços foram feitos para minimizar o sofrimento animal durante os procedimentos de alojamento, tratamento e amostragem. Os reagentes, produtos químicos, equipamentos e softwares usados no protocolo estão listados na Tabela de Materiais.
1. Cultura e processamento celular
2. Avaliação da viabilidade celular
3. Determinação dos níveis de superóxido dismutase (SOD), malondialdeído (MDA), catalase (CAT) e glutationa (GSH)
4. Medição dos níveis celulares de ROS
5. Coloração β-galactosidase (SA-β-galactosidase) associada à senescência
6. Ensaio do ciclo celular
7. Coloração TUNEL
8. Coloração por imunofluorescência
9. ELISA
10. Construção de modelos de camundongos por danos foto-envelhecidos
11. Medição do conteúdo de colágeno I da pele
12. Coloração por hematoxilina e eosina (HE)
13. Coloração de masson
14. Medição dos níveis de ROS do tecido cutâneo
15. Testes de indicadores bioquímicos
16. Western blot
17. Análise estatística
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HNK alivia danos por estresse oxidativo nas células HDF causados pela UVA
Os impactos de várias concentrações de tratamento com HNK por 24 horas ou 48 horas sobre a viabilidade das células HDF foram examinados por ensaio de viabilidade celular para rastrear a concentração e duração adequadas do tratamento. Os resultados mostraram que 2,5, 5 e 10 μM de HNK não afetaram significativamente a viabilidade das células HDF normais após 24 horas ou 48 horas de tratamento, dem...
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A luz ultravioleta é um dos fatores ambientais que prejudica células e organismos. Estudos anteriores relataram que a UVA, com seu alto poder de penetração, é o principal tipo de luz ultravioleta que alcança a superfície daTerra. Fibroblastos são células funcionais importantes na derme, e seu envelhecimento pode causar direta ou indiretamente o envelhecimento da pele. Danos ao fotoenvelhecimento induzidos por UVA no modelo de células HDF e ...
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Os autores afirmam que não têm conflitos financeiros de interesse.
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Kit de ensaio de atividade ALT | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | P2711M | Kit de detecção de atividade da transaminase alanina |
| Kit de ensaio Amplex Red CRE | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | S0291S | Kit de detecção de creatinina |
| Meio de montagem AntiFade | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | P0126 | Meio de montagem para preservação do sinal de fluorescência |
| Kit de ensaio de atividade AST | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | P2715S | Kit de detecção de atividade de Aspartate Transaminase |
| Kit de ensaio proteico BCA | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | P0012 | Kit de determinação de concentração de proteínas |
| BSA | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA | V900933 | reagente bloqueante para ligação não específica |
| Kit de ensaio BUN | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | S0574S | Kit de detecção de nitrogênio com ureia sanguínea |
| Kit de ensaio CAT | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | S0051 | Kit de detecção de atividade de catalase |
| Reagente CCK-8 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA | 96992 | Solução de ensaio de viabilidade celular, que é um sal de tetrazólio solúvel em água |
| Anticorpo CDK2 | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | PA5-79024 | anticorpo primário para a detecção de CDK2 |
| Agente quimioluminescente ECL | MedChemExpress, Monmouth Junction, NJ, EUA | HY-K1005 | Reagente de detecção de quimioluminescência aprimorada |
| Anticorpo de colágeno I | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | PA1-26204 | anticorpo primário para a detecção de colágeno I |
| Anticorpo Ciclina A2 | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | PA5-34682 | anticorpo primário para a detecção de ciclina A2 |
| Solução de coloração DAPI | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA | D9542 | Corante de coloração nuclear |
| Sonda fluorescente DCFH-DA | MedChemExpress, Monmouth Junction, NJ, EUA | HY-D0940 | Sonda fluorescente de espécies reativas de oxigênio |
| Solução de diferenciação | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | C0161s | reagente para a etapa de diferenciação da hematoxilina |
| Sonda de dihidroétidio | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | S0063 | Sonda de espécies reativas de oxigênio |
| Meio de cultura de fibroblastos | Sunncell Biotechnology Co., Ltd., Wuhan, Hubei, China | SNPM-H342 | meio de cultura completo para crescimento de fibroblastos |
| IgG anti-coelho de cabra rotulado com FITC | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | F-2765 | Anticorpo secundário marcado com isotiocianato de fluoresceína (FITC) |
| Citometria de fluxo | BD em biociências, San Jose, CA, EUA | BD FACSCaliburTM | Citômetro de fluxo |
| Software FlowJo | BD em biociências, San Jose, CA, EUA | v10.8 | Software de análise de citometria de fluxo |
| Microscópio de fluorescência | Leica, Heidelberg, Alemanha | DM IL LIDEROU | Microscópio para imagem por fluorescência |
| Anticorpo GAPDH | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | PA1-987 | Anticorpo de controle interno para normalização de proteínas |
| Sistema de Imagem em Gel | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | iBright CL1500 | Sistema de imagem para detecção de proteínas |
| cabra anti-coelho IgG | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | 31460 | Anticorpo secundário para imunodetecção |
| Software Graphpad Prism 9.0 | GraphPad Software, San Diego, CA, EUA | Prism 9.0 | Software de gráficos |
| Kit de ensaio GSH | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | S0053 | Kit de detecção de conteúdo de glutationa |
| Kit de tingimento HE | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | C0105S | Kit de coloração histológica para análise de morfologia tecidual |
| HNK | MedChemExpress, Monmouth Junction, NJ, EUA | HY-N0003 | Honokiol, composto bioativo |
| Fibroblastos dérmicos humanos | Sunncell Biotechnology Co., Ltd., Wuhan, Hubei, China | SNP-H342 | Células primárias de fibroblastos da pele humana |
| Software IBM SPSS Statistics 26.0 | IBM Corporation, Armonk, NY, EUA | IBM SPSS Estatísticas 26.0 | Software de análise estatística |
| Software ImageJ | Wayne Rasband, Instituto Nacional de Saúde Mental, EUA | Versão 1.54H | Software de análise de imagens |
| Anticorpo Ki67 | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | MA5-14520 | Anticorpo primário para a detecção de marcadores de proliferação celular |
| Microscópio óptico | Leica, Heidelberg, Alemanha | DM3000 | Microscópio óptico para imagem em campo claro |
| Kit de coloração tricromática Masson | Solarbio, Pequim, China | G1340 | Kit de coloração de colágeno e tecido conjuntivo |
| Kit de ensaio MDA | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | S0131S | Kit de detecção de nível de malondialdeído (marcador de peroxidação lipídica) |
| Leitor de Microplacas | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, EUA | 1410101 | Instrumento de medição de absorção para ensaios baseados em células |
| Anticorpo MMP-1 | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | PA5-27210 | anticorpo primário para a detecção de metaloproteinase-1 da matriz-mestrial |
| Kit MMP-1 ELISA | Biotecnologia ligada a enzimas, Xangai, China | ml038199 | detecção quantitativa de MMP-1 em amostras biológicas |
| Anticorpo MMP-3 | Abcam, Cambridge, MA, EUA | AB52915 | anticorpo primário para a detecção de metaloproteinase matricial-3 |
| Kit MMP-3 ELISA | Biotecnologia ligada a enzimas, Xangai, China | ml105322 | detecção quantitativa de MMP-3 em amostras biológicas |
| Goma neutra | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | C0173 | Meio de montagem |
| Anticorpo P16 | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | PA5-20379 | Anticorpo primário para a detecção da proteína P16 |
| Anticorpo P21 | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | MA5-14949 | Anticorpo primário para a detecção da proteína P21 |
| Anticorpo P53 | Abcam, Cambridge, MA, EUA | ab131442 | Anticorpo primário para detecção de proteína P53 |
| paraformaldeído | Solarbio, Pequim, China | P1110 | Reagente de fixação celular e tecidular |
| PI | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | ST512 | Iodeto de propidio para coloração de DNA na análise do ciclo celular |
| Kit de ensaio peptídico pro-colágeno I C | TAKARA, Tóquio, Japão | MK101 | Kit de detecção de síntese de colágeno |
| Anticorpo p-Smad2 | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | 44-244G | anticorpo primário para a detecção de Smad2 fosforilada |
| Anticorpo p-Smad3 | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | 44-246G | anticorpo primário para a detecção de Smad3 fosforilado |
| Membranas PVDF | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | 88520 | Membrana de transferência de proteína para Western Blot |
| Buffer de lise RIPA | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | P0013B | Tampão de extração proteica para lisados celulares e teciduais |
| RNaseA | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | ST579 | ribonuclease para remoção de RNA durante coloração de DNA |
| Kit de coloração SA-β-galactosidase | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | C0602 | Kit de detecção de senescência celular |
| SB431542 | MedChemExpress, Monmouth Junction, NJ, EUA | HY-10431 | TGF-β 1 inibidor da via de sinalização |
| Géis SDS-PAGE | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | WG1403BX10 | Géis de poliacrilamida para eletroforese proteica |
| Ramundongos sem pelos SKH1 | Vitalriver, Pequim, China | Modelo animal para estudos de foto-envelhecimento da pele | |
| Anticorpo Smad2 | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | 51-1300 | anticorpo primário para a detecção de Smad2 |
| Anticorpo Smad3 | Invitrogen, Carlsbad, CA, EUA | 51-1500 | anticorpo primário para a detecção de Smad3 |
| Kit de ensaio SOD | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | S0101S | Kit de detecção de atividade de superóxido dismutase |
| TGF-β 1 Anticorpo | Abcam, Cambridge, MA, EUA | ab215715 | anticorpo primário para TGF-β 1 Detecção |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA | X-100 | Detergente não iônico para permeabilização de membranas celulares |
| Solução de ensaio TUNEL | Beyotime Biotechnology, Xangai, China | C1086 | reagente de detecção de apoptose para fragmentação do DNA |
| Xylene | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA | 247642 | Solvente orgânico para desparafinização de tecidos |
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