【摘要】：紫外線(ultraviolet,UV)輻射引起的皮膚老化稱為皮膚光老化,皮膚光老化是長波紫外線(ultraviolet A,UVA)和中波紫外線(ultraviolet B,UVB)共同作用的結(jié)果。以往的研究中,更多集中于UVA在皮膚光老化中的作用,而UVB對于皮膚光老化的影響關(guān)注較少。近年來,隨著人們生活水平的提高和戶外活動的增加,皮膚光老化的防護逐漸受到人們重視。植物抗氧化劑等有效成分抗光老化作用的研究較為引人注目。反式玉米素(trans-Zeatin,tZ)是從玉米種子中提取的一種植物激素,具有抗氧化、抗凋亡和抗炎等生物學活性。對自然老化的皮膚成纖維細胞有延緩其衰老的作用。反式玉米素是否對皮膚光老化具有防護作用?目前,國內(nèi)外尚未有研究報道。本研究分三個部分探討中波紫外線輻射對人皮膚成纖維細胞(human skin fibroblasts,HSFs)表達基質(zhì)金屬蛋白酶-1 ( matrix metalloproteinase-1 , MMP-1 )、基質(zhì)金屬蛋白酶-3 ( matrix metalloproteinase-3, MMP-3)和Ⅰ型前膠原(type I procollagen)的影響,反式玉米素對此影響的保護作用及分子機制。 研究目的:第一部分探討中波紫外線(UVB)輻射對體外培養(yǎng)的人皮膚成纖維細胞產(chǎn)生MMP-1和MMP-3的影響;反式玉米素對此影響的保護作用。第二部分探討反式玉米素干預UVB輻射人皮膚成纖維細胞表達MMP-1的信號轉(zhuǎn)導通路機制。第三部分探討UVB對體外培養(yǎng)的人皮膚成纖維細胞表達、合成Ⅰ型前膠原的影響,反式玉米素的干預作用及機制。 研究方法:用MTT方法檢測反式玉米素對人皮膚成纖維細胞以及對UVB輻射的人皮膚成纖維細胞活性的影響;用ELISA方法檢測細胞培養(yǎng)上清中MMP-1、MMP-3的分泌量,Ⅰ型前膠原蛋白合成的變化;用RT-PCR方法檢測人皮膚成纖維細胞Ⅰ型前膠原mRNA表達;用Western blot方法檢測MMP-1和MMP-3的蛋白表達水平,細胞內(nèi)絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPKs)(ERK1/2、JNK、p38)、c-Jun蛋白磷酸化表達水平,以及細胞內(nèi)TGFβ、Smad3、Smad7蛋白表達量的變化。 研究結(jié)果:第一部分:在150μM濃度以下,反式玉米素對人皮膚成纖維細胞活性無影響,在600μM濃度,反式玉米素對人皮膚成纖維細胞活性有明顯影響,具有細胞毒性作用;反式玉米素(20μM、40μM、80μM)呈劑量依賴性提高UVB輻射后的皮膚成纖維細胞活性;UVB輻射可顯著增加皮膚成纖維細胞MMP-1和MMP-3的蛋白表達水平;反式玉米素預處理,呈劑量依賴性,明顯抑制UVB輻射的皮膚成纖維細胞MMP-1的蛋白表達量,而對MMP-3的蛋白表達則沒有明顯影響;未經(jīng)UVB輻射,反式玉米素預處理后,對皮膚成纖維細胞MMP-1和MMP-3的蛋白表達量均無明顯影響。 第二部分:UVB輻射后,細胞內(nèi)ERK1/2、JNK、p38 MAPK和c-Jun蛋白磷酸化活化,與未輻射對照組比較,磷酸化蛋白表達水平顯著增加。反式玉米素在80μM濃度時,顯著抑制UVB輻射后ERK1/2磷酸化活化;不同濃度反式玉米素(20μM、40μM、80μM)呈劑量依賴性,顯著抑制JNK和c-Jun磷酸化活化;反式玉米素在40μM和80μM濃度時,呈劑量依賴性抑制UVB輻射后p38 MAPK磷酸化活化。MAPK信號抑制劑(PD98059,ERK1/2信號抑制劑、SP600125,JNK信號抑制劑、SB203580,p38 MAPK信號抑制劑)分別能顯著抑制UVB輻射后ERK1/2、JNK、p38 MAPK磷酸化蛋白表達水平。PD98059(20μM)、SP600125(10μM)、SB203580(10μM)及反式玉米素(80μM)能明顯抑制UVB輻射后皮膚成纖維細胞MMP-1蛋白表達。 第三部分:與未輻射對照組比較,UVB輻射后,細胞Ⅰ型前膠原mRNA表達和蛋白分泌量,及細胞內(nèi)TGFβ、Smad3蛋白表達量均顯著減少,而Smad7蛋白表達量則明顯增加;反式玉米素在40μM、80μM濃度,呈劑量依賴性,明顯增加UVB輻射后皮膚成纖維細胞Ⅰ型前膠原mRNA表達和蛋白分泌量;細胞未經(jīng)紫外線輻射,僅在不同濃度反式玉米素處理條件下,對細胞Ⅰ型前膠原mRNA表達和蛋白分泌量均無明顯影響;反式玉米素呈劑量依賴性上調(diào)UVB輻射后皮膚成纖維細胞TGFβ、Smad3蛋白表達,下調(diào)Smad7蛋白表達。 研究結(jié)論:UVB輻射,可以上調(diào)人皮膚成纖維細胞MMP-1和MMP-3的蛋白表達水平,抑制人皮膚成纖維細胞Ⅰ型前膠原mRNA表達和蛋白合成;UVB輻射,通過MAPK(ERK1/2、JNK、p38)/AP-1(c-Jun)信號傳導通路,促進人皮膚成纖維細胞MMP-1蛋白表達;反式玉米素通過MAPK(ERK1/2、JNK、p38)/AP-1(c-Jun)信號傳導通路,抑制UVB輻射的人皮膚成纖維細胞表達MMP-1;反式玉米素通過TGFβ/Smad信號傳導通路,上調(diào)UVB輻射的人皮膚成纖維細胞Ⅰ型前膠原表達和蛋白合成,從而對皮膚光老化具有防護作用。
【學位授予單位】：南京醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：R758.1
【圖文】：

紫外線致MMP表達的作用模式圖

南京醫(yī)科大學博士學位論文紫外線致皮膚光老化的信號分子機制，和MAPKs信號通路相關(guān)。Oh等[11]最新研究發(fā)現(xiàn)，紫外線還可通過PTEN/AKT信號轉(zhuǎn)導通路途徑激活AP-1，促使靶基因高表達。皮膚光老化發(fā)生機制中，一方面和MMPs表達、合成增多，加速膠原降解有關(guān)；另一方面，還存在紫外線使皮膚成纖維細胞減少膠原蛋白合成的可能性。目前已知[12,13]，引起前膠原蛋白表達和合成減少的信號分子機制和核轉(zhuǎn)錄因子AP-1有關(guān)，也和TGFβ/Smad信號通路密切相關(guān)。當配體TGFβ等和細胞膜表面TGFβⅡR結(jié)合后，使細胞內(nèi)下游信號Smad2、Smad3活化，和Smad4結(jié)合形成復合體，轉(zhuǎn)位到細胞核內(nèi)，結(jié)合于前膠原轉(zhuǎn)錄啟動子部位，促使前膠原轉(zhuǎn)錄和蛋白合成（圖2）。

南京醫(yī)科大學博士學位論文13于前膠原蛋白轉(zhuǎn)錄因子啟動子，使得前膠原表達和合成減少(圖3)。圖3 紫外線對TGFβ/Smad信號作用的模式圖紫外線致皮膚光老化的機制復雜，雖然目前已有較多的研究和探討，但更多集中于UVA對于皮膚光老化的作用機制。對于UVB的輻射損傷以及具體的信號分子機制，還需要更多研究進一步去闡明和證實。隨著人們生活水平的提高和戶外活動的增加，皮膚光老化的防護逐漸受到人們重視。尋找安全、有效的防治藥物是皮膚科學研究的重點。外用遮光劑和抗氧化劑如VitE、VitC對紫外線誘導的皮膚光損傷有防護作用。Fisher等[3,7]研究發(fā)現(xiàn)，全反式維甲酸可以抑制核轉(zhuǎn)錄因子活性，減少MMPs的產(chǎn)生，減輕紫外線引起的皮膚膠原蛋白和彈性蛋白的損傷。近年來，植物有效成分抗光老化作用的研究較為引人注目，對綠茶多酚及其主要活性單體成分EGCG的研究發(fā)現(xiàn)[8,14]，EGCG可以抑制AP-1及NF-κB活化

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 夏濟平,畢志剛;皮膚光老化機制研究進展[J];國外醫(yī)學.皮膚性病學分冊;2002年05期

2 王小勇,畢志剛;表沒食子兒茶酚沒食子酸酯對UVA抑制真皮成纖維細胞膠原合成影響的研究[J];臨床皮膚科雜志;2005年09期

3 楊曉紅;陳曉陽;劉克鋒;;細胞分裂素對植物衰老的延緩作用[J];熱帶亞熱帶植物學報;2006年03期

本文編號：2782137