פוטנציאל דפיגמנטציה של תמציות חזזיות שהוערך על ידי בדיקות חוץ גופיות ו-in Vivo חלק 2

על פי מחקרים רלוונטיים,cistancheהוא צמח נפוץ המכונה "עשב הנס מאריך חיים". המרכיב העיקרי שלו הואcistanoside, בעל השפעות שונות כגוןנוגד חמצון, אנטי דלקתי, וקידום תפקוד חיסוני. המנגנון בין cistanche והלבנת העור טמון בהשפעה נוגדת החמצון של cistancheגליקוזידים. המלנין בעור האדם מיוצר על ידי חמצון של טירוזין המזוזז על ידיטירוזינאז, ותגובת החמצון דורשת השתתפות של חמצן, ולכן הרדיקלים החופשיים בחמצן בגוף הופכים לגורם חשוב המשפיע על ייצור המלנין. Cistanche מכיל ציסטאנוסיד, שהוא נוגד חמצון ויכול להפחית את יצירת הרדיקלים החופשיים בגוף, ובכךעיכוב ייצור המלנין.

בנוסף, ל-cistanche יש גם תפקיד של קידום ייצור קולגן, מה שיכול להגביר את הגמישות והברק של העור ולסייע בשיקום תאי עור פגומים. Cistancheפנילטנול גליקוזידיםיש השפעה מווסתת משמעותית על פעילות טירוזינאז, וההשפעה על טירוזינאז הוכחה כעיכוב תחרותי והפיך, מה שיכול לספק בסיס מדעי לפיתוח וניצול מרכיבי ההלבנה ב-Cistanche. לכן, ל-cistanche יש תפקיד מפתח בהלבנת עור. זה יכול לעכב את ייצור המלנין כדי להפחית שינוי צבע וקהות; ולקדם את ייצור הקולגן כדי לשפר את גמישות העור וזוהר. בשל ההכרה הרווחת של השפעות אלה של cistanche, עור רביםהַלבָּנָהמוצרים החלו להחדיר מרכיבים צמחיים כגון Cistanche כדי לענות על דרישת הצרכנים, ובכך להגדיל את הערך המסחרי של Cistanche במוצרי הלבנת עור. לסיכום, תפקידו של cistanche בהלבנת העור הוא מכריע. השפעתו נוגדת החמצון והאפקט מייצר הקולגן יכולים להפחית את שינוי הצבע והקהות, לשפר את גמישות העור והברק, וכך להשיג אפקט הלבנה. כמו כן, היישום הרחב של Cistanche במוצרי הלבנת עור מוכיח שאי אפשר לזלזל בתפקידו בערך המסחרי.

לחץ על מה לאכול להלבנה

למידע נוסף:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

זיהוי של עיכוב טירוזינאז על ידי TLC ביואוטוגרפיה

פרופיל TLC איפשר להציג את החומרים העיקריים הכלולים בכל תמצית. זיהוי החומרים הללו אינו מטרה של עבודה זו, אך, כדוגמה, נקודת החומצה הוולפינית (צהובה באור נראה) בתמצית המתנולית של L. vulpina ניכרת (Huneck & Yoshimura, 1996) (איור 2). נתוני ביו-אוטוגרפיה גילו כי מספר תרכובות מפעילות השפעות מעכבות על פעילות טירוזינאז. במיוחד, הפעילות המעכבת של תמצית כלורופורם-מתנול C. islandica הופצה בין להקות שונות המכסות מגוון רחב של קוטביות (איור 2A). לעומת זאת, הפעילות המעכבת tyrosinase של תמצית מתנול L. vulpina מרוכזת ברצועה אחת הנודדת קרוב לפס הצהוב הגדול המקביל לחומצה וולפינית (איור 2B).

השפעות דה-פיגמנטציה של תמצית חזזיות על תאי MeWO

שורת תאי המלנומה האנושית MeWo שימשה כמודל חוץ-גופני כדי לחקור השפעות של דה-פיגמנטציה של חזזיות. כשלב ראשון, תאים עברו בדיקת כדאיות תאים לאחר חשיפה למשך 48 שעות לריכוזים גדלים של L. vulpina מתנול ותמציות C. islandica כלורופורם-מתנול. עקומות מינון-תגובה של כדאיות התא אפשרו לגזור ערכי IC50 של 88 מיקרוגרם/מ"ל (95 אחוז CI [68-113 מיקרוגרם/מ"ל]) עבור L. vulpina ו-264 מיקרוגרם/מ"ל (95 אחוז CI [213-328 מיקרוגרם/מ"ל] ) לסי אילנדיקה. ערכי סף IC05 היו 19 מיקרוגרם/מ"ל (95 אחוז CI [9-40 מיקרוגרם/מ"ל]) ו-51 מיקרוגרם/מ"ל (95 אחוז CI [31-85 מיקרוגרם/מ"ל]), בהתאמה.

לאחר מכן, בדיקת המלנין שבוצעה על תאי MeWo, לאחר חשיפה של 72 שעות לריכוזי תמצית חזזיות שונים, הראתה ירידה חדה בנוגע לבקרות שנגרמו על ידי שתי התמציות. בניסויים אלה, ארבוטין (8 mM) שימש כביקורת חיובית, והפחית את תכולת המלנין בתאים לכ-50 אחוז מהביקורת. תמצית המתנול של L. vulpina גרמה להפחתת מלנין דומה לזו של ארבוטין, שהתרחשה כבר בריכוז נמוך של 10 מיקרוגרם/מ"ל (איור 3). ריכוז זה נמוך מהסף להשפעות ציטוטוקסיות הנמדדות עבור תמצית זו, מה שמאפשר לשלול אפשרות של השפעות מזיקות ספציפיות על תאים. השפעה דומה על תכולת המלנין בתאים נצפתה גם עבור תמצית C. islandica כלורופורם-מתנול, אך רק בריכוז של 50 מיקרוגרם/מ"ל (איור 3). עם זאת, גם הריכוז היעיל של תמצית זו היה נמוך מהסף להשפעות ציטוטוקסיות.

הערכה מבוססת פנוטיפ של השפעות דה-פיגמנטציה של תמציות חזזיות באמצעות דג זברה

מודלים של דג זברה שימשו כדי לבסס עוד יותר in vivo את ההשפעות של עיכוב המלנוגנזה על ידי C. islandica ו-L. vulpina. כדי להגדיר את הריכוז האופטימלי לשימוש, העוברים הראשונים עברו בדיקת רעילות לאחר חשיפה למשך 48 שעות לריכוזים גדלים של L. vulpina מתנול ותמציות C. islandica כלורופורם-מתנול.

לאחר מכן, ראינו שכאשר טופלו במינונים תת-רעילים של C. islandica ו-L. vulpina, לזחלים של דג הזברה הייתה הפחתה בפיגמנטציה (איורים 4 ו-5). התמצית של L. vulpina הראתה פעילות מעכבת גבוהה יותר מאשר C. islandica, כפי שמצוין על ידי נתונים מניתוח תמונה. עקומות רגרסיה לוגיסטיות הניבו ערכי IC50 של 44 מיקרוגרם/מ"ל (42-47 מיקרוגרם/מ"ל) לתמצית הכלורופורם-מתנול של C. islandica, ו-30 מיקרוגרם/מ"ל (25-36 מיקרוגרם/מ"ל) לתמצית המתנול של L. vulpina (איור 6). לבסוף, פעילות הפיגמנטציה של תמציות C. islandica ו-L. vulpina הוערכה גם בעוברי דג הזברה על ידי בדיקת מלנין (מידע משלים).

דִיוּן

המחקר שלנו הדגיש קומפלקס של השפעות דה-פיגמנטציה במבחנה וב-in vivo עקב חזזיות ספציפיות וממיסי מיצוי. האסטרטגיה לבחור מיצויים נפרדים עם מגוון קוטביות ממס, במקום מיצוי עוקב עם ממסים בעלי קוטביות גוברת, הוכתבה על ידי ההיבט החלוצי של החקירה. המחקר נועד לחשוף מיני חזזיות זמינות באופן נרחב שניתן לנצל עבור השפעות הפיגמנטציה שלהם, עם פיסת ידע מוגבל מאוד על נוכחות אפשרית של עקרונות פעילים והאינטראקציות ביניהם. לכן, אימצנו שיטת חלוקה של תמצית שיכולה לכלול חפיפה מסוימת של הרכב בין שברים, אך ממקסמת את ביצועי הפיגמנטציה שלהם, אולי גם בגלל השפעות סינרגטיות.

באשר לעיכוב טירוזינאז בניסויים ללא תאים, התוצאות שלנו מאשרות נתונים של Higuchi et al. (1993), המראה שיעורי עיכוב טירוזינאז של 40.4 אחוזים עבור L. vulpina ו-13.8 אחוז עבור C. islandica, בנוגע ל-86.2 אחוזים ו-42.6 אחוזים שלנו, בהתאמה, אולי בגלל השימוש בחזזיות מתורבתות ומיצוי שונה מֵמֵס. הראינו את הפעילות החזקה ביותר עבור תמצית המתנול של L. vulpina, ואחריה תמציות כלורופורם-מתנול של C. islandica. לפיכך, נעשה שימוש בתמציות אלה כדי לחקור את הפעילות האנטי-מלנוגנית של תאי מלנומה וזחלי דג הזברה. נתונים שהתקבלו מבדיקות אלה אישרו את אלה מניסויים ללא תאים, ובכל המקרים, תמצית המתנול של L. vulpina גרמה להשפעה החזקה ביותר.

בנוסף, בדיקת ביואוטוגרפיה מצביעה על כך שחומרים שונים הכלולים בחזזיות אלה מפעילים עיכוב טירוזינאז. למרות שלא ביצענו אפיון מלא של התמציות, אנו מכירים מהספרות את חומרי החזזיות העיקריים המאפיינים את החזזיות הללו: L. vulpina מכילה אטרנורין וחומצה וולפינית, בעוד ש-C. islandica מכיל חומצה ליצ'סטרנית, פרוטוליצסטרנית ופומרפרוטו-צטררית (Culberson, 1969). . עם זאת, המידע לגבי פעילות האנטי-טירוזינאז של חומרי חזזיות בספרות דל יחסית, בעוד שרק במקרים בודדים ניתן היה להבהיר את מנגנוני העיכוב. לאחרונה, Brandão et al. (2017) בודדה חומצה fumarprotocetraric מהחזזית Cladonia verticillate והראתה עיכוב לא תחרותי, מעורב-סוג בפעילות טירוזינאז שעלתה בריכוז עולה, ב-0.6 mM החומצה עיכבה את פעילות טירוזינאז ב-39.8 אחוזים.

יסוד שהופך השוואות בין מיני חזזיות שונות למשימה קשה הוא השונות הגבוהה של ההרכב הכימי, אשר נתון גם לשונות של פרמטרים סביבתיים, בית גידול ומאפיינים מיקרו אקלימיים (למשל, זמינות של מים ואור) (Matteucci et al. , 2017). הבדלים אלו עשויים לעמוד בבסיס הבדלים ניכרים בפעילות הביולוגית של פיטואקומפלקסים של חזזיות בהן ההרכב לא אופיין כמותית. לכן, נדרשת עבודה נוספת כדי לבודד ולכמת תרכובות פעילות מהתמציות כדי להגדיר טוב יותר את הרכיבים בעלי פעילות אנטי טירוזינאז. עד כה, מספר עבודות חקרו את הפעילות האפשרית של אנטי טירוזינאז של תרכובות חזזיות (למשל, Kwong et al., 2020; Honda et al., 2016; Lopes, Coelho & Honda, 2018). לדוגמה, Kim & Cho (2007) קבעו שתמציות מתנוליות של Usnea longissima ו- Usnea esculent השפיעו על יצירת המלנין ללא תלות בפעולתם נוגדת החמצון. לגבי המבנה הפנולי שלהם, סביר להניח שמרכיבים שונים הם מעכבי טירוזינאז חזקים, עם IC50 נמוך בהרבה ביחס לזה של התמצית כולה.

לסיכום, המחקר שלנו מספק עדויות להשפעות של דה-פיגמנטציה של תמציות חזזיות ספציפיות, החל מעיכוב טירוזינאז בניסויים ללא תאים להשפעות דה-פיגמנטציה במבחנה על תאים מתורבתים ו-in vivo על זחלי דג הזברה. נתונים אלו מצביעים על כך שתמציות חזזיות L. vulpina ו-C. islandica הן מועמדות פוטנציאליות לפיתוח מוצרים פרמצבטיים וקוסמטיים להלבנת עור. יתרה מכך, נתונים גם מצביעים על כך ש-L. vulpina יכול להיות מקור טוב לבידוד של תרכובות בעלות תכונות דה-פיגמנטציה חזקות. יעדים עתידיים בכיוון זה יהיו אפיון כימי של תמציות החזזיות והערכת הפעילות של המרכיבים המבטיחים ביותר שלהם.

מידע והצהרות נוספים

מימון

עבודה זו נתמכה על ידי אוניברסיטת ג'נובה (FRA2018). למממנים לא היה תפקיד בתכנון המחקר, איסוף הנתונים, הניתוח, ההחלטה לפרסם או הכנת כתב היד.

גילויי מענק

מידע המענק הבא נחשף על ידי המחברים: אוניברסיטת ג'נובה: FRA2018.

אינטרסים מתחרים

פאולו ג'ורדני הוא עורך אקדמי של PeerJ.

תרומות מחברים

אתיקה של בעלי חיים

המידע הבא סופק בנוגע לאישורים אתיים (כלומר, גוף מאשר וכל מספרי אסמכתא):

זמינות נתונים

המידע הבא נמסר לגבי זמינות הנתונים:

המדידות הגולמיות של עיכוב טירוזינאז זמינות בקובץ משלים.

מידע משלים

מידע משלים למאמר זה ניתן למצוא באינטרנט.

הפניות

1. Behera BC, Adawadkar B, Makhija U. 2004. היכולת של כמה חזזיות גרפידיות לסלק סופראוקסיד ועיכוב של פעילות טירוזינאז וקסנטין אוקסידאז. מדע נוכחי 87:83–87.

2. Boustie J, Tomasi S, Grube M. 2011. מטבוליטים של חזזיות ביו-אקטיביות: בתי גידול אלפיניים כמקור לא מנוצל. 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. השפעות של חומצה fumarprotocetraric, דפסידון מהחזזית cladonia verticillaris, על פעילות טירוזינאז. Orbital - The Electronic Journal of Chemistry 9:256–260

4. Cheli Y, Ohanna M, Balotti R, Bertolotto C. 2010. חיפוש בן חמש עשרה שנים אחר גנים של מטרת גורמי שעתוק הקשורים למיקרופתלמיה. מחקר תאי פיגמנט ומלנומה 23:27–40.

5. Cornara L, Pastorino G, Borghesi B, Salis A, Clericuzio M, Marchetti C, Damonte G, Burlando B. 2018. תמצית אתנולית מטמאת Posidonia oceanic (L.) מווסתת את פעילות התא עם יישומים לבריאות העור. סמים ימיים 16:21.

6. קרופורד SD. 2015. חזזיות בשימוש ברפואה מסורתית, במטבוליטים משניים של חזזיות: תכונות ביו-אקטיביות ופוטנציאל תרופתי. בתוך: ברניסלב רנקוביץ'. באזל: Springer International Publishing, 27–80.

7. קולברסון CF. 1969. מדריך כימי ובוטני למוצרי חזזיות. Chapel Hill: הוצאת אוניברסיטת צפון קרוליינה.

8. Culberson CF, Kristinsson HD. 1970. שיטה סטנדרטית לזיהוי מוצרי חזזיות. Journal of Chromatography A 46:85–93.

9. Devkota S, Chaudhary RP, Werth S, Scheidegger C. 2017. ידע ילידים ושימוש בחזזיות על ידי הקהילות הטכנופיליות של ההימלאיה של נפאל. כתב עת לאתנוביולוגיה ואתנורפואה 13:15.

10. D'Mello SAN, Finlay GJ, Baguley BC, Askarian-Amiri ME. 2016. מסלולי איתות במלנוגנזה. International Journal of Molecular Sciences 17(7):1144.

11. Einarsdóttir E, Groeneweg J, Björnsdóttir GG, Harethardottir G, Omarsdóttir S, Ingólfsdóttir K, Ogmundsdóttir HM. 2010. מנגנונים סלולריים של ההשפעות האנטי-סרטניות של תרכובת החזזיות אוסניק חומצה. פלנטה מדיקה 76:969–974.

12. Gül¸cin I, Oktay M, Küfrevioğlu OI, Aslan A. 2002. קביעת הפעילות נוגדת החמצון של החזזית 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. עיכוב פעילות טירוזין על ידי רקמות וחזזיות מתורבתות. פלנטה מדיקה 59:253–255.

14. Honda NK, Gon¸calves K, Brandão LFG, Coelho RG, Micheletti AC, Spielmann AA, Canêz LS. 2016. סקר תמציות חזזיות באמצעות עיכוב ורעילות של טירוזינאז נגד ארטמיה סלינה. Orbital: The Electronic Journal of Chemistry 8:181–188–188.

15. Huneck S, Yoshimura I. 1996. זיהוי חומרי חזזיות. בתוך: זיהוי חומרי חזזיות. ברלין: ספרינגר.

16. Kim MS, Cho HB. 2007. השפעות מעכבות מלנוגנזה של תמציות מתנוליות של טבור אסקולנט ו-usnea longissima. כתב עת למיקרוביולוגיה 45:578–582.

17. Kondo T, שמיעה VJ. 2011. עדכון על ויסות תפקוד המלנוציטים של יונקים ופיגמנטציה של העור. סקירת מומחה דרמטולוגיה 6:97–108.

18. Kwong SP, Wang H, Shi L, Huang Z, Lu B, Cheng X, Chou G, Ji L, Wang C. 2020. זיהוי של נגזרות מפורקות בפוטו של חומצה usnic עם פרופיל רעילות משופר והגנה מפני UVA/UVB באדם רגיל L02 hepatocytes ומלנוציטים אפידרמיס. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 205:111814.

19. Leyden JJ, Shergill B, Micali G, Downie J, Wallo W. 2011. אפשרויות טבעיות לניהול היפרפיגמנטציה. כתב העת של האקדמיה האירופית לדרמטולוגיה ו-וונרולוגיה 25:1140–1145.

20. Li WJ, Lin YC, Wu PF, Wen ZH, Liu PL, Chen CY, Wang HM. 2013. מרכיבים ביו-פונקציונליים מ-liriodendron tulipifera עם נוגדי חמצון ותכונות אנטי-מלנוגניות. כתב העת הבינלאומי למדעים מולקולריים 14:1698–1712.

21. Lin C-HV, Ding HY, Kuo SY, Chin LW, Wu JY, Chang TS. 2011. הערכת פעילות דה-פיגמנטציה במבחנה וב-in vivo של קטון פטל מ-Rheum officinale. International Journal of Molecular Sciences 12:4819–4835.

22. Lo CY, Liu PL, Lin LC, Chen YT, Hseu YC, Wen ZH, Wang HM. 2013. אנטי מלנומה ואנטי טירוזינאז ממרכיבי Alpinia galangal. The Scientific World Journal 2013: מאמר 186505.

23. Lopes TIB, Coelho RG, Honda NK. 2018. עיכוב פעילות טירוזינאז פטריות על ידי אורסלינאטים. עלון כימי ותרופות 66:61–64.

24. Matteucci E, Occhipinti A, Piervittori R, Maffei ME, Favero-Longo SE. 2017. השונות המורפולוגית, המטבולית המשנית וה-ITS (rDNA) בתוך חזזית המכילה חומצה usnic של xanthoparmelia נחקרה בקנה מידה מקומי של מחשוף הסלע ב-W-Alps. כימיה ומגוון ביולוגי 14:e1600483.

25. Muggia L, Schmitt I, Grube M. 2009. חזזיות כתיבות אוצר של מוצרים טבעיים. חדשות סים 85–97.

26. Mukherjee PK, Biswas R, Sharma A, Banerjee S, Biswas S, Katiyar CK. 2018. אימות של צמחי מרפא לפוטנציאל אנטי טירוזינאז. כתב עת לרפואת צמחים 14:1–16.

27. נאש ג' ת'. 2006. ביולוגיה חזזית. קיימברידג': הוצאת אוניברסיטת קיימברידג'.

28. Parvez S, Kang M, Chung HS, Bae H. 2007. מעכבי טירוזינאז המתרחשים באופן טבעי: מנגנון ויישומים בתעשיות בריאות העור, הקוסמטיקה והחקלאות. Phytotherapy Research 21:805–816.

29. Pastorino G, Marchetti C, Borghesi B, Cornara L, Ribulla S, Burlando B. 2017. פעילויות ביולוגיות של גידולי הקטניות Melilotus officinalis ו-Lespedeza capitata לטיפוח העור ויישומים פרמצבטיים. גידולים ומוצרים תעשייתיים 96:158–164.

30. Phinney NH, Solhaug KA, Gauslaa Y. 2018. התחייה המהירה של chlorolichens באוויר לח: מסת תלוס ספציפית מניעה קינטיקה של rehydration ו-reactivation. בוטניקה סביבתית וניסויית 148:184–191.

31. צוות ליבה R. 2013. R: שפה וסביבה למחשוב סטטיסטי. חבילת R גרסה 3.0.1. וינה: קרן R למחשוב סטטיסטי.

32. Ranković B, Kosanić M. 2015. חזזיות כמקור פוטנציאלי של מטבוליטים משניים ביו-אקטיביים. בתוך: Ranković B, ed. מטבוליטים משניים של חזזיות. צ'אם: Springer International Publishing, 1–26.

33. Solano F. 2014. מלנינים: פיגמנטים בעור ועוד הרבה יותר - סוגים, מודלים מבניים, פונקציות ביולוגיות ודרכי היווצרות. New Journal of Science 2014:1–28.

34. Souza LF, Caputo L, Inchausti De Barros IB, Fratianni F, Nazzaro F, De Feo V. 2016. Pereskia aculeata Muller (Cactaceae) עלים: הרכב כימי ופעילויות ביולוגיות. כתב העת הבינלאומי למדעים מולקולריים 17(7):1478.

35. Takayama A, Hata Y, Itakura K, Murase M, Shoji M, Ito M, Sasaki H. 2010. סוכני להבהרת עור, מעכבי יצירת מלנין, ומוצרי קוסמטיקה להבהרת עור המכילים תרבויות או תמציות של חזזיות ספציפיות. קוד פטנט: JP 2010150173 A 20100708.

36. Wang HM, Chou YT, Hong ZL, Chen HA, Chang YC, Yang WL, Chang HC, Mai CT, Chen CY. 2011. מרכיבים ביולוגיים מגבעולים של Synsepalum dulcificum Daniell (Sapotaceae) מעכבים את התפשטות המלנומה האנושית, מפחיתים את פעילות טירוזינאז פטריות, ובעלי תכונות נוגדות חמצון. כתב העת של מכון טייוואן למהנדסים כימיים 2:204–211.

37. Wangthong S, Tonsiripakdee I, Monhaphol T, Nonthabenjawan R, Wanichwecharun-gruang SP. 2007. Post TLC בפיתוח טכניקה לזיהוי מעכבי טירוזינאז. כרומטוגרפיה ביו-רפואית 21:94–100.

38. White FJ, James PW. 1985. מדריך חדש לטכניקות מיקרוכימיות לזיהוי חומרי חזזיות. בתוך: עלון החזזיות הבריטית. נ. 57 (מוסף). לונדון: British Lichen Society.

למידע נוסף: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501