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人参提取物通过调节VMP1介导的内质网应激预防UVB诱导的皮肤光损伤

期刊:PhytomedicineDOI:10.1016/j.phymed.2024.156010

该文档属于类型a,即报告了一项原创性研究的科学论文。以下是针对该研究的学术报告:


作者及机构
本研究由Jieli Chen、Meiling Tai、Jiawen Chen等共同完成,主要作者来自复旦大学药学院药理学系(Department of Pharmacology, School of Pharmacy, Fudan University)、无限极(中国)有限公司研发中心(R&D Center, Infinitus (China) Company Ltd)以及复旦大学免疫炎症性疾病新药开发教育部创新中心(MOE Innovative Center for New Drug Development of Immune Inflammatory Diseases, Fudan University)。论文于2024年8月30日发表在期刊*Phytomedicine*(第134卷,文章编号156010)。


学术背景
本研究聚焦于皮肤光损伤(photodamage)的机制与治疗策略,属于药理学与皮肤医学交叉领域。紫外线B(UVB)辐射是导致皮肤光老化和光致癌的关键环境因素,其通过诱导内质网应激(endoplasmic reticulum stress, ER stress)加剧细胞损伤。尽管已有研究表明ER stress是UVB毒性的核心信号通路,但针对ER stress的天然抑制剂及其作用机制尚未明确。本研究旨在筛选具有抑制ER stress潜力的植物提取物,并阐明其光保护作用的分子机制,最终发现人参提取物(Panax ginseng extract)通过调控VMP1(vacuole membrane protein 1)介导的ER stress缓解UVB诱导的皮肤损伤。


研究流程
1. 植物提取物筛选与体外模型建立
- 研究对象:从13种植物中提取的14种提取物,包括人参(Panax ginseng)、梅(Prunus mume)和山茶花(Camellia japonica)。
- 方法:采用UVB(6 mJ/cm²)照射人角质形成细胞(keratinocytes),通过qRT-PCR和Western blot检测ER stress标志物(ATF4、CHOP、BIP)的表达水平。筛选出人参、梅和山茶花提取物具有显著抑制ER stress的效果。
- 创新点:首次系统性筛选天然提取物对UVB诱导ER stress的抑制作用,并确定人参提取物的高效性。

  1. 体外光毒性保护机制研究

    • 实验设计:UVB照射后,用不同浓度人参提取物(10–40 μg/mL)处理角质形成细胞,检测凋亡(annexin V/PI染色)、衰老(SA-β-gal活性)及胶原降解(MMP-1表达)。
    • 结果:人参提取物显著降低Bax/Bcl2比例,减少细胞凋亡,并抑制衰老标志物(p53、p16、p21)和炎症因子(如IL-6)的表达。
  2. 动物模型验证

    • 样本量:60只雌性BALB/c小鼠,分为对照组、UVB照射组、低/中/高剂量人参提取物组(1/2/4 mg/g)及维生素E阳性对照组(每组n=10)。
    • 处理流程:UVB照射9周(累计剂量300 mJ/cm²),局部涂抹人参提取物后评估皮肤表观损伤、表皮厚度(H&E染色)、胶原含量(Masson染色)及凋亡(TUNEL检测)。
    • 关键数据:高剂量人参提取物使表皮厚度减少42%,胶原沉积增加1.8倍,凋亡细胞比例降低60%。
  3. 分子机制解析

    • 钙稳态与VMP1作用:通过Fluo-4 AM荧光探针发现人参提取物抑制UVB诱导的ER钙泄漏;Western blot显示人参提取物逆转UVB对VMP1的下调。
    • 基因沉默验证:siRNA敲低VMP1后,人参提取物对ER stress和光损伤的保护作用完全消失,证实VMP1是其关键靶点。

主要结果
- 筛选阶段:人参提取物在14种植物中表现出最强的ER stress抑制能力(ATF4表达降低70%)。
- 体外实验:40 μg/mL人参提取物使UVB照射的角质形成细胞凋亡率从35%降至12%。
- 动物实验:高剂量组皮肤胶原纤维排列恢复接近正常水平,且衰老相关蛋白p53表达下降50%。
- 机制层面:VMP1依赖的钙稳态调控是人参提取物抑制ER stress的核心途径(VMP1沉默后CHOP表达恢复至UVB单独照射水平)。


结论与价值
1. 科学价值:首次揭示人参提取物通过VMP1-ER stress轴缓解UVB光损伤的分子机制,为天然产物在光防护领域的应用提供理论依据。
2. 应用价值:人参提取物可作为化妆品或药物开发的候选成分,尤其适用于预防慢性光老化。
3. 观点创新:提出VMP1是ER钙稳态的新调控因子,为UVB相关皮肤病治疗提供潜在靶点。


研究亮点
1. 多维度验证:结合体外细胞模型、动物实验和分子机制解析,形成完整证据链。
2. 技术创新:采用UPLC-QTOF-MS精准分析人参提取物成分(鉴定出39种化合物,其中28种为ginsenosides)。
3. 临床意义:明确人参提取物的剂量效应关系(4 mg/g为最优剂量),为后续转化研究奠定基础。


其他有价值内容
- 研究对比了人参提取物与其单体ginsenoside Rg3的效果,发现提取物的综合效应优于单一成分,提示植物提取物的多靶点协同作用。
- 实验设计严格,包括阳性对照(维生素E)和阴性对照(空白基质),确保数据可靠性。
- 补充材料中提供了详细的提取物制备流程(如85℃水提、减压浓缩等),可供工业化生产参考。


(注:全文约2000字,涵盖研究全貌,重点突出机制解析与转化意义。)

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