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为探究大蒜来源的 N - 苄基 - N - 甲基癸胺(BMDA)能否改善 UVB 诱导的皮肤光老化,釜山国立大学的研究人员开展相关研究,发现 BMDA 可通过多种机制减轻光老化,有望成为有效抗光老化分子。
皮肤作为人体的第一道防线,时刻面临着各种外界因素的挑战,其中紫外线(UV)的威胁尤为突出。在日常生活中,皮肤长期暴露于阳光下,不可避免地会接触到 UV。而 UV 中的紫外线 B(UVB,280 - 320nm)对皮肤的危害极大,它就像一个隐藏在暗处的 “破坏者”,不仅能直接损伤皮肤细胞的 DNA,形成环丁烷嘧啶二聚体(CPDs),还能间接诱导产生 8 - 羟基 - 2'- 脱氧鸟苷(8-OHdG)这种氧化 DNA 损伤标记物 。UVB 引发的一系列连锁反应,如活性氧(ROS)的大量产生、炎症细胞因子的释放,会导致皮肤出现细胞衰老、细胞周期停滞、黑色素合成增加等问题,最终使得皮肤出现皱纹、松弛等光老化现象,严重影响皮肤的健康和美观。
面对 UVB 对皮肤的重重伤害,寻找一种有效的抗光老化物质迫在眉睫。在此背景下,釜山国立大学的研究人员展开了一项关于大蒜来源的 N - 苄基 - N - 甲基癸胺(BMDA)的研究,旨在探究其是否能成为对抗 UVB 诱导皮肤光老化的有力武器。该研究成果对于开发新型抗光老化产品、保护皮肤免受 UVB 损伤具有重要的理论和实践意义。
研究人员为了深入探究 BMDA 的抗光老化作用,采用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,利用人永生化角质形成细胞(HaCaT)和小鼠黑色素瘤细胞(B16F1)进行体外培养,通过 MTT 法检测细胞活力,以此确定 BMDA 的合适实验浓度。借助 DCF-DA 探针检测细胞内 ROS 水平,免疫印迹法检测 γ-H2AX 蛋白表达来评估 DNA 损伤情况。同时,运用 β- 半乳糖苷酶染色检测细胞衰老,流式细胞术分析细胞周期。在动物实验中,选用 SKH-1 无毛小鼠构建皮肤光老化动物模型,通过对小鼠皮肤进行组织学染色,观察表皮和真皮厚度变化;采用免疫荧光显微镜和 qRT-PCR 技术检测炎症细胞因子的表达。
研究结果如下:
- BMDA 减少 ROS 产生和 DNA 损伤:研究人员首先优化了 BMDA 对 HaCaT 细胞的作用浓度,确定在 UVB 照射下 1 - 2μg/mL 的 BMDA 对细胞无毒。利用 DCF-DA 探针检测发现,UVB 照射明显增加了细胞内 ROS 产生,而 BMDA 的加入则呈现剂量依赖性地降低绿色荧光亮度,表明其能有效减少 ROS 生成,且效果与作为阳性对照的叶酸相似。此外,由于 DNA 损伤会导致组蛋白 H2AX 磷酸化形成 γ-H2AX,研究人员通过免疫印迹法检测发现,UVB 辐射使 γ-H2AX 蛋白表达升高,而 BMDA 处理后,即使在 UVB 照射下,γ-H2AX 蛋白表达水平也显著降低,这说明 BMDA 能够减轻 UVB 诱导的 DNA 损伤。
- BMDA 抑制细胞衰老和细胞周期停滞:β- 半乳糖苷酶检测结果显示,UVB 单独照射使细胞呈现更多蓝色,表明衰老细胞数量增加,而 BMDA 的存在则减弱了蓝色的强度,减少了蓝色细胞的数量,且呈剂量依赖性,这表明 BMDA 可以抑制 UVB 诱导的细胞衰老。细胞周期分析结果表明,正常未受 UVB 照射的细胞群体中,G0/G1 期、S 期和 G2/M 期的细胞比例分别为 44.6%、24.4% 和 30.9%;受 UVB 照射的细胞群体中,S 期细胞比例降至 18.3%;而经 UVB + BMDA(2μg/mL)处理的细胞群体,S 期细胞比例回升至 25.8%,接近正常细胞群体水平,这说明 BMDA 能够克服 UVB 照射引起的细胞周期停滞。
- BMDA 间接抑制黑色素合成:研究人员在研究 BMDA 对黑色素合成的影响时,使用了 B16F1 黑色素瘤细胞和促进黑色素合成的 IBMX。实验发现,在不影响细胞活力的浓度下,BMDA 在 2μg/mL 和 4μg/mL 时分别能使黑色素合成减少约 33% 和 40%。进一步研究发现,即使在 4μg/mL 的高浓度下,BMDA 也不影响酪氨酸酶(黑色素合成的关键酶)的活性,这表明 BMDA 可能是通过间接方式抑制黑色素合成。
- BMDA 减轻无毛小鼠光老化:在 SKH-1 无毛小鼠实验中,研究人员发现重复 UVB 照射导致小鼠皮肤皱纹形成加剧,胶原蛋白水平降低,而局部应用 BMDA 能显著减轻这些症状,其效果与叶酸相当。通过对小鼠皮肤进行组织学染色发现,重复 UVB 照射增加了表皮和真皮的厚度,而 BMDA 处理则有效抑制了这种增厚。这表明 BMDA 在体内具有抗光老化作用,能够保护皮肤免受 UVB 损伤。
- BMDA 抑制炎症细胞因子表达:考虑到氧化应激与炎症之间的密切关系,研究人员通过 qRT-PCR 检测了皮肤中炎症细胞因子 TNF-α、IL-1β、IL-4 和 IL-6 的转录水平。结果显示,重复 UVB 照射会使这些炎症细胞因子的转录水平升高,而 BMDA 处理则能显著降低它们的表达。免疫荧光显微镜检测结果也证实,BMDA 或叶酸处理能减少皮肤中 TNF-α 和 IL-1β 蛋白的表达,这表明 BMDA 能够抑制 UVB 诱导的炎症反应。
综上所述,该研究表明 BMDA 具有显著的抗光老化作用。它不仅能够减少 UVB 诱导的 ROS 产生,减轻 DNA 损伤,抑制细胞衰老和细胞周期停滞,还能间接抑制黑色素合成,减轻皮肤皱纹形成,抑制炎症细胞因子表达。然而,研究人员也指出,虽然 BMDA 展现出了良好的抗光老化效果,但目前对于其抑制氧化应激的具体分子机制仍不明确,未来需要进一步深入研究。这一研究为开发基于 BMDA 的抗光老化产品提供了理论基础,有望为皮肤光老化的预防和治疗带来新的突破。