黑色素在黑素细胞中合成,成熟后储存在黑素小体中,然后通过树突转移到角质形成细胞中,从而决定皮肤的颜色。黑色素的合成受基因、蛋白质和酶的调控,即酪氨酸酶、小眼球相关转录因子(MITF)、酪氨酸酶相关蛋白-1(Trp-1;5,6-二羟基吲哚-2-羧酸氧化酶)和多巴色素互变酶(Trp-2)[1,2]。角质形成细胞分泌因子或激素,与黑素细胞上的特定受体结合,启动黑色素合成,包括刺激黑素细胞刺激激素(α-MsHs)的分泌,与黑素皮质素1受体(Mc1R)结合,并激活环腺苷酸,环腺苷酸将三磷酸腺苷转移到环磷酸腺苷(CAMP)。CAMP的激活增加了MITF的表达,从而上调酪氨酸酶、Trp-1和Trp-2的表达,促进黑素细胞的黑色素合成[3,4]。黑色素的类型和数量受到各种外在和内在因素的影响,主要是激素、炎症和紫外线照射。
芝麻酚是芝麻种子中的一种活性成分。有研究表明:(1)芝麻酚具有强大的抗氧化剂和清除自由基的活性[5,6],(2)芝麻酚具有抗炎活性,(3)芝麻酚可降低UVB辐射诱导的细胞毒性、细胞内ROS生成、脂质过氧化、DNA氧化损伤和凋亡形态学改变,(4)芝麻酚可通过减少黑素细胞中酪氨酸酶、Trp-1、Trp-2、MITF和MC1R的表达来抑制黑色素的生物合成[7]。
研究结果
1.黑色素指数
经MexameterMX18测量可知,芝麻酚可降低UVB照射后雌性C57BL/6小鼠耳部皮肤的黑色素指数,3%芝麻酚的效果类似于相同浓度的熊果苷。结果表明芝麻酚能显著减少紫外线诱导的小鼠皮肤色素沉着。
图1芝麻酚对UVB辐射后第4周C57BL/6小鼠耳部皮肤黑色素指数的影响:与对照组相比有显著性差异:###,p0.,与紫外线照射组相比有显著性差异:***,p0.
2.皮肤亮度
使用光谱比色计测量各组C57BL/6小鼠耳部皮肤的皮肤亮度,L*值代表亮度,L*值越高,皮肤越亮。如图2所示,暴露于紫外线4周后L*值下降,在1%和3%芝麻酚处理4周后,L*值分别增加到53.2±1.8和52.6±2.3,同时可以看出芝麻酚的效果与熊果苷相似,表明芝麻酚可提高皮肤亮度。通过图3的实物图也可以直观看出。
图2芝麻酚对UVB辐射后第4周C57BL/6小鼠耳廓皮肤亮度值的影响:与对照组相比有显著性差异:###,p0.,与UVB治疗组相比有显著性差异:***,p0.
图3照片显示芝麻酚局部应用4周后对C57BL/6小鼠UVB辐射诱导的色素过度沉着的皮肤增白效果
3.黑色素含量
通过Fontana-Masson染色,如图4、5显示:紫外线诱导黑色素合成(如箭头所示),而芝麻酚处理降低了小鼠耳朵表皮的黑色素含量。芝麻酚的抗黑色素生成作用与熊果苷相似。
图4Cont图5芝麻酚对UVB辐射诱发C57BL/6小鼠耳皮肤色素沉着的影响:与对照组相比有显著性差异:###,p0.,与UVB治疗组相比有显著性差异:***,p0.
4.皮肤厚度
根据(HE)染色结果,如图6、7所示:UVB辐射导致表皮增生,但芝麻酚逆转了这种效应,可以保护皮肤免受UVB诱导的表皮增厚和皮肤损伤。
图6Cont图7芝麻酚对UVB辐射诱发C57BL/6小鼠耳部皮肤组织病理学改变的影响:与对照组相比有显著性差异:###,p0.,与UVB治疗组相比有显著性差异:***,p0.
5.真皮中的胶原蛋白含量、密度
Masson三色染色(马森氏三色染色)又称马松染色,是结缔组织染色中最经典的一种方法,是胶原纤维染色权威而经典的技术方法。真皮中的胶原蛋白被马森氏三色染色为蓝色。根据图8我们可以很明显耳真皮中胶原蛋白的含量和密度在紫外线照射后降低,而芝麻酚的局部应用恢复了耳真皮中的胶原蛋白水平,图9显示3%芝麻酚与3%熊果苷的效果相似,两者差异以及两者与正常对照也无统计学意义。
图8Cont图9芝麻酚对UVB辐射诱发C57BL/6小鼠耳真皮中的胶原蛋白含量的影响
6.相关蛋白表达
免疫组化结果显示:UVB辐射后,小鼠皮肤表皮酪氨酸酶、TRP1、TRP2、MITF水平增加,而应用芝麻酚处理后可降低以上蛋白水平的表达。(详见图10-16)
图10Cont
图11芝麻酚对UVB辐射诱发C57BL/6小鼠表皮酪氨酸酶表达的影响:与对照组相比有显著性差异:###,p0.,与UVB治疗组相比有显著性差异:***,p0.
图12Cont
图13芝麻酚对UVB辐射诱发C57BL/6小鼠表皮TRP1表达的影响:与对照组相比有显著性差异:###,p0.,与UVB治疗组相比有显著性差异:***,p0.
图13Cont
图14芝麻酚对UVB辐射诱发C57BL/6小鼠表皮TRP2表达的影响:与对照组相比有显著性差异:###,p0.,与UVB治疗组相比有显著性差异:***,p0.图15Cont图16芝麻酚对UVB辐射诱发C57BL/6小鼠表皮MITF表达的影响:与对照组相比有显著性差异:###,p0.,与UVB治疗组相比有显著性差异:***,p0.
综上:芝麻酚可降低小鼠皮肤黑色素指数、黑色素含量,提高小鼠皮肤的亮度,逆转因UVB照射导致的表皮增厚,增加真皮中的胶原蛋白含量,还可抑制小鼠皮肤中MITF、酪氨酸酶、色氨酸-2和色氨酸-1的表达。
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