人参皂苷 CK 与视黄醇协同抗 UVA 诱导皮肤光老化的机制探秘

【字体: 时间:2025年05月14日 来源:Scientific Reports 3.8

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  在皮肤抗老化研究中,视黄醇虽有抗老化作用但易引发皮肤不耐受。研究人员探究人参皂苷 CK 与视黄醇(Retinol)及其衍生物对 UVA 诱导皮肤光老化的协同作用。结果显示其组合有良好抗老化和减刺激效果,为抗老化应用提供新思路。

  阳光中的紫外线是导致皮肤老化的重要因素,其中 UVA 具有很强的穿透力,能够直达皮肤真皮层,破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维,引发皮肤的老化和衰老。目前,市场上的抗老化产品众多,但大多存在效果不佳或副作用明显的问题。视黄醇(Retinol)及其衍生物虽有抗老化的潜力,却容易引起皮肤的不耐受反应,这让人们在追求美丽的道路上陷入了困境。因此,寻找一种安全有效的抗皮肤光老化方法成为了科研人员亟待解决的问题。
为了攻克这一难题,广州广雅新汉方化妆品科技有限公司、广州广雅新汉方生物技术有限公司、广州广雅生命科学研究合伙企业以及西北大学制药工程系的研究人员展开了深入研究。他们将目光聚焦在人参皂苷 CK(Ginsenoside CK)与视黄醇及其衍生物羟丙基丙酮酸视黄酯(HPR)、棕榈酸视黄酯(VAPA)的协同作用上,试图揭示它们在预防和治疗 UVA 辐射诱导的皮肤光老化方面的奥秘。研究成果发表在《Scientific Reports》杂志上。

研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,通过培养人永生化角质形成细胞(HaCaT 细胞),对其进行不同剂量的 UVA 照射,构建光老化细胞模型。之后,用 β - 半乳糖苷酶染色、蛋白质免疫印迹法(Western blot analysis)检测细胞衰老和相关蛋白表达水平;利用活性氧(ROS)检测试剂盒和商业检测试剂盒测定细胞内氧化应激指标;采用转录组测序(RNA - seq assay)探究人参皂苷 CK 抗光老化的潜在机制。此外,还运用分子对接技术研究人参皂苷 CK 与相关蛋白的结合情况,并通过斑马鱼实验评估药物组合的体内毒性和刺激性。

在研究结果部分,首先,研究人员发现视黄醇与人参皂苷 CK 的组合制剂能够缓解 UVA 对 HaCaT 细胞光老化增殖的抑制作用,降低细胞衰老比例。通过 MTT 实验表明,在 UVA 辐射后,低浓度的人参皂苷 CK(0.005mg/mL 和 0.01mg/mL)能显著促进 HaCaT 细胞增殖,而视黄醇(0.01mg/mL)、HPR(0.05mg/mL)和 VAPA(0.1mg/mL)单独使用无法增加细胞增殖活性,与不同浓度梯度的人参皂苷 CK 组合后则能不同程度地促进细胞增殖。

其次,该组合能够减轻 UVA 诱导的 HaCaT 细胞衰老。β - 半乳糖苷酶染色结果显示,视黄醇、HPR 和 VAPA 与人参皂苷 CK 联合使用,可显著降低 UVA 照射组细胞的 β - 半乳糖苷酶染色水平,表明其能有效缓解细胞衰老。

再者,组合制剂还能调节衰老相关蛋白的表达水平。Western blot 分析发现,UVA 显著增加了 HaCaT 细胞衰老相关蛋白 P53 和 P21 的表达,而视黄醇、HPR、VAPA 与人参皂苷 CK 的组合则能显著下调 P53 和 P21 的表达,同时上调 P63 蛋白的表达。

另外,该组合可减少 UVA 诱导的 HaCaT 细胞凋亡。Western blot 检测凋亡通路相关蛋白结果显示,UVA 辐射诱导细胞过表达 caspase 8、caspase 9 和 PARP,而视黄醇、HPR、VAPA 与人参皂苷 CK 联合处理后,这些蛋白的表达呈剂量依赖性下调,表明该组合具有潜在的抗凋亡活性。

研究还发现,视黄醇与人参皂苷 CK 的组合能够促进光老化细胞中胶原蛋白和弹性蛋白的增加。UVA 照射会导致 HaCaT 细胞中 I 型胶原蛋白(Collagen - I)和弹性蛋白(Elastin)表达下调,而人参皂苷 CK 与视黄醇组合能以浓度梯度依赖的方式增加它们的表达。同时,该组合可降低基质金属蛋白酶(MMPs)的表达,抑制胶原蛋白和弹性蛋白的过度降解,从而起到抗皮肤光老化的作用。

在氧化应激方面,组合制剂能够有效减轻光老化细胞的氧化应激水平。实验结果表明,UVA 辐射后细胞内 ROS 显著增加,而人参皂苷 CK(0.01mg/mL)处理后 ROS 明显降低,与人参皂苷 CK 联合处理时,视黄醇(0.01mg/mL)、HPR(0.05mg/mL)和 VAPA(0.1mg/mL)组的 ROS 也显著降低。此外,人参皂苷 CK 还能恢复 UVA 照射导致的丙二醛(MDA)含量升高,防止超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)水平下降,增强细胞的抗氧化能力。

通过转录组学研究,研究人员发现人参皂苷 CK 抗光老化的潜在靶点。主成分分析(PCA)等结果显示,UVA 处理组与对照组相比有 2692 个差异表达基因(DEGs),人参皂苷 CK 处理组与 UVA 辐射组有 218 个交集转录本,其中包括 AKR1C1、AKR1C2、HSPA6 和 SCD。KEGG 通路富集分析表明,DEGs 主要集中在类固醇激素生物合成、活性氧、脂肪酸代谢等方面,与衰老等疾病相关。GO 分析提示人参皂苷 CK 可能通过影响这些生物学过程发挥抗光老化作用。

分子对接实验进一步证实,人参皂苷 CK 可以与 AKR1C1、AKR1C2、HSPA6 和 SCD 蛋白结合。其与 AKR1C1 通过 Ala27、Asn56 等残基形成氢键相互作用;与 AKR1C2 通过 Ala27、Tp227 等残基以氢键和疏水相互作用结合。结合自由能数据表明,人参皂苷 CK 与这些蛋白的结合具有一定亲和力,提示其可能通过占据 AKR1C1 和 AKR1C2 的结合位点发挥抗皮肤老化作用。

最后,斑马鱼实验表明,人参皂苷 CK 能够降低视黄醇及其衍生物在体内的毒性和刺激性。实验观察发现,视黄醇、HPR 和 VAPA 在高剂量时会显著影响斑马鱼胚胎的孵化率、致畸率和死亡率,而与人参皂苷 CK 联合处理后,斑马鱼胚胎的孵化率显著提高,死亡率和致畸率明显降低。

综上所述,研究人员通过一系列实验证实,人参皂苷 CK 与视黄醇、HPR、VAPA 联合使用,在体外和体内均具有良好的抗老化和减刺激效果。它们通过抗氧化、抗凋亡、抑制胶原蛋白降解等机制,协同增强抗光老化作用,同时降低了视黄醇的刺激性。这一研究成果为视黄醇在化妆品和外用药物中的抗老化应用提供了新的方向,有望推动皮肤抗老化领域的发展,为人们带来更安全、有效的抗老化产品。

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