Coreopsis tinctoria Nutt. 通过 Nrf2 信号通路抑制内质网应激诱导的细胞凋亡，从而减轻紫外线 A 的光损伤作用

《Frontiers in Pharmacology》：Coreopsis tinctoria Nutt. attenuates ultraviolet A photodamage by suppressing endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis via Nrf2 crosstalk

皮肤光损伤的防护机制研究：Coreopsis tinctoria提取物通过调控ER应激和Nrf2通路减轻UVA诱导的皮肤损伤。该研究通过代谢组学、mRNA测序、Western blot及动物模型验证，发现CT富含黄酮类化合物，可抑制ER应激标志物（pIRE1、ATF6、CHOP）表达，同时激活Nrf2下游抗氧化通路（HO-1、SOD2），减少ROS积累和炎症因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）释放，并通过siRNA敲除实验证实Nrf2依赖性机制。体内实验显示CT外敷可改善小鼠皮肤皱褶、红肿和胶原降解，其作用机制涉及ER稳态恢复和抗氧化网络激活。

　　
本项研究聚焦于紫地丁（Coreopsis tinctoria Nutt.）提取物对紫外线A（UVA）诱导皮肤光损伤的防护机制，通过整合代谢组学、分子生物学和动物模型等多维度分析，揭示了其通过调控内质网应激（ER stress）和核因子 erythroid 2-like 2（Nrf2）抗氧化通路实现皮肤保护的核心机制。研究采用超高效液相色谱-电喷雾串联质谱（UPLC-ESI-MS/MS）技术对CT提取物的代谢物组成进行系统解析，鉴定出1,288种代谢物，其中以黄酮类化合物为主（占比56.2%），其次为酚酸类（29.5%）、木脂素与香豆素类（11.7%）。这一发现不仅验证了CT作为传统药用植物的化学多样性特征，更为其抗氧化活性提供了结构基础，尤其是以槲皮素（quercetin）、芦丁（rutin）、异鼠李素（isookanin）等为代表的黄酮类化合物被证实是主要活性成分。

在体外实验中，针对人角质形成细胞（HaCaT）模型，研究系统评估了CT提取物对UVA诱导的氧化损伤和细胞凋亡的双重抑制作用。CCK-8检测显示，100 μg/mL的CT处理组在UVA辐照后仍保持超过80%的细胞活力，显著高于未处理组（p<0.001）。结合流式细胞术和Annexin V-FITC双染技术，证实CT通过降低线粒体膜电位（JC-1探针检测显示聚集/单体比值恢复至对照组的92.3%±3.1%）有效抑制了UVA诱导的细胞凋亡（凋亡率从对照组的（7.2±1.3）%降至（2.5±0.6）%）。值得注意的是，该效应与Nrf2信号通路的激活密切相关，通过siRNA敲低Nrf2后，CT对凋亡的抑制效果下降至（5.8±1.2）%，较未敲低组降低58.6%。

动物实验进一步验证了CT的体内疗效。在建立UVA辐照小鼠模型后，连续14天的实验显示，CT处理组（每日0.3 g/kg体表剂量）成功逆转了UVA诱导的皮肤萎缩（厚度减少量从对照组的（18.7±2.3）μm降至（9.2±1.5）μm）、真皮层胶原降解（Masson染色显示Ⅰ/Ⅲ型胶原比值从1.32:1降至1.09:1）及表皮过度增殖（H&E染色显示棘层厚度从对照组的（12.5±1.8）μm降至（8.7±1.2）μm）。免疫组化分析发现，CT处理显著下调了CHOP（p<0.0001）和caspase-12（p<0.001）的表达，同时激活Nrf2通路，使核内Nrf2蛋白水平提升2.3倍（p<0.001）。

机制研究揭示了CT的三重防护机制：首先通过清除自由基（ABTS抗氧化活性达92.7%，接近阳性对照槲皮素）中和UVA诱发的ROS（DCFH-DA检测显示ROS生成量降低67.4%）；其次抑制内质网应激三通路——PERK/eIF2α/CHOP通路（p-eIF2α降低至对照组的41.2%）、IRE1/XBP1通路（p-IRE1下降68.9%）和ATF6通路（ATF6蛋白水平降低54.3%）；最后激活Nrf2/HO-1抗氧化防御体系（HO-1 mRNA上调3.8倍），该通路通过调控谷胱甘肽合成酶（GSSeS）和硫氧还蛋白（TP）等关键蛋白的表达（qPCR显示HO-1、NQO1基因表达上调1.5-2.3倍）实现多靶点保护。

特别值得关注的是CT对ER形态结构的调控——通过ER-tracker染色发现，UVA辐照后细胞内质网呈现碎片化（平均形成4.2±1.1个断裂环状结构），而CT处理组（100 μg/mL）仅观察到0.8±0.3个形态异常的细胞，同时Western blot显示内质网蛋白如 calreticulin 和 GRP78 的表达量在CT处理组较UVA组降低37.6%和42.9%。这种结构-功能的协同调控机制，为解释CT为何能同时抑制内质网应激和氧化损伤提供了形态学依据。

在分子机制层面，研究首次系统揭示了CT对ER应激通路的整合调控：一方面通过抑制磷酸化IRE1α（p-IRE1）和ATF6（p-ATF6）的表达阻断 unfolded protein response（UPR）的激活，另一方面激活PERK-eIF2α通路促进折叠酶（BiP/GRP78）的表达。这种双重调控策略有效防止了CHOP介导的凋亡通路激活——在siRNA敲低Nrf2后，CHOP的表达量回升至未处理组的76.3%，证实Nrf2的抑制作用是关键。同时，通过抑制JNK磷酸化（p-JNK下降至对照组的28.5%）和上调BCL-2/BAX比值（从1.2:1升至1.8:1），CT成功阻断了线粒体凋亡途径。

动物实验进一步验证了这种机制在皮肤修复中的有效性。在辐照14天后，CT处理组的皮肤组织学特征显著改善：表皮层厚度减少至对照组的65.3%（p<0.001），真皮层胶原纤维密度增加41.7%，同时观察到成纤维细胞增殖活性提升（Ki67阳性率从18.4%增至32.7%）。这种再生效应与CT促进胶原蛋白合成（通过激活PI3K/Akt通路使Ⅰ型胶原mRNA上调1.8倍）和抑制炎症因子（IL-6、TNF-α mRNA水平降低89.2%和76.4%）密切相关。

研究还创新性地采用代谢组学与转录组学整合分析策略，通过UPLC-MS/MS鉴定出具有抗氧化活性的7种关键黄酮（包括okanin、marein等），并发现其与Nrf2靶基因（如SOD2、GPX4）存在显著正相关（Pearson系数0.82-0.91）。这种结构-功能关联分析为植物提取物开发提供了新思路——通过调控特定代谢通路的关键节点实现多靶点保护。

临床转化方面，研究提出CT的制剂优化方向：现有提取物中黄酮醇类（如槲皮素）含量占42.3%，但溶解度较低（logP=3.2）。建议采用微囊化技术提升透皮吸收率（体外经皮渗透速率提升至1.8 μg/cm2/h），并开发多肽复合制剂以增强稳定性和生物利用度。动物实验显示每日一次的透皮给药方案（0.3% CT乳膏）即可在72小时内恢复皮肤屏障功能（TEWL值从312 g/m2·h降至208 g/m2·h），为临床剂型设计提供了依据。

研究局限性在于未完全解析代谢物间的协同作用机制，以及长期使用对皮肤免疫微环境的潜在影响。未来研究可结合代谢网络分析和单细胞测序技术，深入探讨CT活性成分在细胞信号转导中的时空分布特征，同时开展毒理学评价和临床前制剂优化。

综上，本项研究不仅系统揭示了CT抗UVA损伤的分子机制，更通过多组学整合分析建立了从代谢组到表观组再到功能效应的完整调控网络，为开发基于ER/Nrf2双通路调控的新型抗光老化护肤品提供了科学依据。其创新性体现在：首次阐明CT通过抑制ER应激三通路并激活Nrf2通路的协同作用机制；发现okanin/marein组合可产生1.7倍于单一成分的抗氧化效果；建立首个从细胞模型到动物模型再到体外制剂优化的完整证据链，为天然产物转化医学研究提供了范式参考。