Bletilla striata多糖通过激活Nrf2/HO-1信号通路并抑制铁死亡(ferroptosis),从而保护皮肤免受UVA引起的损伤

《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》:Bletilla striata polysaccharide protects against UVA-induced skin damage by activating Nrf2/HO-1 signaling and inhibiting ferroptosis

【字体: 时间:2025年09月15日 来源:Carbohydrate Polymer Technologies and Applications 6.5

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  Bletilla striata多糖(BSP)通过激活Nrf2/HO-1抗氧化通路和抑制铁死亡,显著减轻UVA诱导的体外角质形成细胞损伤及小鼠皮肤表皮增厚、氧化损伤和铁蓄积,为天然光保护剂开发提供新证据。

  
王梅|张一越|焦静淼|Charareh Pourzand|林毅|林晨曦|崔建洲|张振清|李仲茹
国家创新与人才引进“111”基地,教育部生物流变科学技术重点实验室,重庆大学生物工程学院,中国重庆

摘要

Bletilla striata多糖(BSP)是一种天然提取的葡甘露聚糖,因其优异的生物相容性和多种生物活性而受到越来越多的关注。在本研究中,我们探讨了BSP作为光保护剂对抗紫外线A(UVA)诱导的皮肤损伤的潜力。结构分析证实,BSP是一种线性β-(1→4)-葡甘露聚糖,分子量约为30.5 kDa,主要由甘露糖和葡萄糖单元组成。体外实验表明,BSP处理显著提高了UVA照射后的角质形成细胞的存活率。体内实验中,在UVA诱导的光损伤小鼠模型中,给予BSP有效减轻了表皮增厚,增加了水分含量,并改善了组织完整性。机制上,BSP通过激活Nrf2/HO-1信号通路恢复抗氧化能力,并通过上调GPX4和FTH1抑制铁死亡(ferroptosis),减少脂质过氧化并减轻铁积累。多组学和免疫荧光分析进一步揭示了细胞类型特异性的反应以及Nrf2激活在介导BSP保护作用中的核心作用。总体而言,这些发现表明BSP是一种有前景的天然多糖,可用于预防UVA诱导的氧化性皮肤损伤,并推动功能性光保护生物材料的开发。

部分内容摘录

缩写列表

    BSP
    Bletilla striata多糖
    UV
    紫外线
    UVR
    紫外线辐射
    UVA
    紫外线A
    Nrf2
    核因子红细胞2相关因子2
    Keap1
    Kelch样ECH相关蛋白1,E3泛素连接酶复合物的底物适配蛋白
    HO-1
    血红素加氧酶1
    GSTs
    谷胱甘肽S-转移酶
    NQO1
    NAD(P)H:醌氧化还原酶-1
    SOD
    超氧化物歧化酶
    CATs
    过氧化氢酶
    ROS
    活性氧
    FTL/FTH1
    铁蛋白的轻链和重链
    GPX4
    谷胱甘肽过氧化物酶4
    ACSL4
    长链酰基辅酶A合成酶

材料与抗体

BSP购自贵州贵安精准医学有限公司(中国贵阳)。BSP通过热水提取(80°C,2小时)后进行乙醇沉淀和冻干处理。本研究中使用的抗体包括一级抗体Nrf2(AF7623)和β-actin(AF1186),均来自贝泰美(中国上海);HO-1(66743–1-Ig)、ACSL4(R24265)和SLC7A11(26864–1-AP)购自普罗泰克(中国武汉);GPX4购自Zenbioscience(成都)。

转录组分析揭示了UVA响应通路和细胞类型特异性反应

为了解UVA诱导的皮肤损伤的分子机制,我们对暴露于UVA辐射的人类成纤维细胞和小鼠皮肤进行了转录组分析。差异表达分析显示,两种物种之间存在明显但重叠的反应模式(图1A、B,补充表1)。在人类成纤维细胞中,我们观察到应激反应基因(IL6、FOS、HSPA1A)和光损伤相关基因(PTGS2、ATF3)的显著上调;而在小鼠皮肤中则表现出...

讨论

紫外线是影响皮肤健康的主要环境风险因素。过度暴露于紫外线会导致皮肤损伤、早衰(Kammeyer & Luiten, 2015)和皮肤癌(de Gruijl, 1999)。作为氧化还原敏感的转录因子,Nrf2主要调节细胞对环境压力(包括紫外线辐射)的抗氧化防御(Kahremany et al., 2022)。先前的研究报告指出,Nrf2在保护皮肤免受紫外线介导的氧化损伤方面具有积极作用。

CRediT作者贡献声明

王梅:撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,方法学研究,资金获取,概念构思。张一越:研究工作,数据分析。焦静淼:研究工作,数据分析。Charareh Pourzand:撰写——审稿与编辑。林毅:研究工作。林晨曦:软件操作,方法学研究。崔建洲:撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,软件操作,方法学研究,概念构思。张振清:撰写——审稿与编辑,撰写——

出版同意

所有作者均已审阅手稿并同意发表。

资助

本研究得到了国家重点研发计划(2023YFC2508200)和国家自然科学基金(82260788、82373501、82373461)、贵州省科技支持计划(重点项目)(Qiankehe Support [2023] 428)以及大学生创新与创业培训计划(ZYDC202202299、ZYDC202301087)和中国留学基金委(CSC 202208520057)的支持。此外,还获得了基础研究基金的资助。

利益冲突声明

作者声明与本研究无任何利益冲突。
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