玫瑰根提取物（Rosa rugosa root extract，RR-r）作为功能性食品成分，通过调控MAPK/AP-1与AGE-RAGE通路减轻UVB诱导的皮肤老化

《Food Science & Nutrition》：Rosa rugosa Root Extract as a Functional Food Ingredient, Mitigating UVB-Induced Skin Aging Through MAPK/AP-1 and AGE-RAGE Pathway Modulation

　　

玫瑰根提取物（Rosa rugosa root extract，RR-r）在东亚医学中用于治疗代谢紊乱，包括糖尿病和酒精性肝毒性。尽管已证实RR-r具有抗炎和抗氧化特性，但仍需进一步研究以阐明其对紫外线B（ultraviolet B，UVB）诱导的皮肤光老化的保护作用。本研究采用高效液相色谱（high-performance liquid chromatography，HPLC）鉴定芦丁（rutin）为RR-r的主要指示性化合物。利用UVB诱导皮肤损伤的小鼠模型评价RR-r的光保护活性。小鼠在UVB照射期间经口给予RR-r（100或200 mg/kg），持续8周。RR-r显著减轻UVB诱导的皱纹形成、表皮增厚和胶原纤维降解。通过组织学染色（H&E和Masson三色染色）、皱纹与水分分析以及酶联免疫吸附试验（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）定量透明质酸（hyaluronic acid，HA），对皮肤形态和水合状态进行评估。蛋白质印迹（Western blotting）显示，RR-r增加I型前胶原（pro-collagen type I）、金属蛋白酶组织抑制因子1（tissue inhibitor of metalloproteinases 1，TIMP1）、透明质酸和胶原-1，同时降低基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）家族成员、透明质酸酶1（hyaluronidase 1，HYAL1）和透明质酸酶2（hyaluronidase 2，HYAL2）。进一步的机制分析显示，RR-r抑制UVB诱导的丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路组分磷酸化及下游激活蛋白-1（activator protein-1，AP-1）因子。此外，RR-r显著抑制UVB诱导的晚期糖基化终产物（advanced glycation end products，AGEs）蓄积及其受体RAGE的表达。综上，这些结果表明口服RR-r通过调节皱纹相关蛋白、增强皮肤水合以及调控MAPK/AP-1和AGE-RAGE信号传导，有效防止UVB诱导的光老化。因此，RR-r可能成为皮肤抗衰老干预的一种有前景的天然候选物。

研究背景：随着预期寿命延长和老年人口增加，人们对包括皮肤健康在内的年龄相关生理变化及影响生活质量的疾病日益关注。皮肤既受紫外线（UV）、吸烟、环境污染物等外部应激因素影响，也受遗传性衰老等内在因素影响，因此天然来源的抗衰老、光防护化妆品及功能性食品需求上升。UV辐射是皮肤光老化的主要外源性因素，过度慢性UV暴露通过产生活性氧（reactive oxygen species，ROS）诱导氧化应激，激活MAPK与AP-1，上调MMP，促进胶原、弹性蛋白、纤连蛋白和蛋白聚糖等细胞外基质（extracellular matrix，ECM）成分降解，导致皱纹形成和结构完整性丧失，其中MMP被视为皮肤老化的皱纹调节因子；UVB还可通过改变透明质酸合酶（hyaluronan synthases，HASs）和透明质酸酶（hyaluronidases，HYALs）扰乱HA代谢而破坏皮肤水合。近年来证据提示AGEs及其受体RAGE激活可加剧UV诱导的皮肤损伤，AGE-RAGE轴促进慢性炎症与氧化应激，形成加速光老化的正反馈循环。Rosa rugosa（蔷薇科）在东亚广泛分布，其根提取物RR-r传统用于治疗糖尿病和酒精性肝毒性等，既往报道其具有抗氧化、抑制脂质蓄积、减轻淀粉样蛋白β神经毒性及调节氧化应激和衰老相关通路的作用，但RR-r对UVB诱导皮肤光老化的保护作用尚未系统研究，尚无研究考察其在UVB诱导皮肤损伤中对AGE-RAGE轴的调控，体内证据亦有限。因此，本研究旨在利用HR-1无毛小鼠模型在体内考察RR-r是否防止UVB诱导的皮肤光老化，并阐明其分子机制，重点关注胶原代谢、皮肤水合和皱纹形成，以及此前未在RR-r介导光防护中探索的MAPK/AP-1与AGE-RAGE信号轴。

主要技术方法：研究采用雄性6周龄无毛小鼠（来源为Central Lab. Animal Inc.，首尔，韩国），随机分为正常对照（NC）、UVB对照（Con）、RR-r 100 mg/kg（R100）、RR-r 200 mg/kg（R200）及阳性对照磷脂酰丝氨酸（Phosphatidylserine，50 mg/kg）组，每组n＝8，灌胃给药，UVB照射9周。方法包括：HPLC分析RR-r中芦丁含量并进行方法学验证（线性、检测限与定量限、日内日间精密度、重复性、稳定性、回收率）；UVB诱导光老化模型（UVP CL-1000M，302 nm，每周3次共9周，剂量递增，累积5220 mJ/cm²）；皮肤厚度、皱纹及水分比率测定；组织学染色（H&E、Masson三色）及AGEs免疫组化（immunohistochemistry，IHC）；ELISA检测血清AST、ALT及皮肤TIMP1、HYAL1、HYAL2和透明质酸；Western blotting检测相关蛋白；统计学采用单因素方差分析（one-way ANOVA）及Dunnett's事后检验，p<0.05为显著。作者说明人等效剂量（human equivalent dose，HED）按体表面积归一化估算，最高剂量200 mg/kg/day约相当于16.2 mg/kg/day，即60 kg成人约0.973 g/day。

研究结果：
3.1 RR-r提取物的HPLC分析：RR-r中参照化合物芦丁浓度为2.2166%，所建HPLC方法经线性、检测限与定量限、日内日间精密度、重复性、稳定性和回收率验证，表明该方法适用于分析RR-r成分；芦丁标准曲线浓度范围为0.125–0.5 μg/mL（均值±SD）。
3.2 RR-r提取物对体重和肝功能的影响：各组小鼠体重无显著差异，血清ALT和AST水平组间亦无显著差异，提示RR-r未影响体重或血清AST、ALT水平。
3.3 RR-r减轻UVB照射引起的皮肤皱纹形成和厚度增加：UVB对照组较NC组出现明显皱纹；RR-r灌胃组皱纹形成呈减少趋势，R200组总皱纹长度（36%）和皱纹面积（44.6%）较UVB对照显著降低（p＝0.037和p＝0.010），平均皱纹深度无显著差异；H&E显示R200组表皮厚度显著降低30.8%（p＝0.001），基础皮肤厚度显著降低23.1%（p＝0.004），表明RR-r可防止UVB诱导的皱纹形成和皮肤厚度增加。
3.4 RR-r对UVB照射下胶原及皮肤皱纹相关蛋白的调控：Masson三色染色显示UVB对照组胶原纤维面积较NC组减少，口服RR-r可防止胶原纤维降解；R200组I型前胶原A1较UVB对照组显著升高2.25倍（p＝0.003）；TIMP1在R100和R200组均升高1.57倍（p＝0.005和p＝0.005）；MMP1、MMP3和MMP9蛋白在R200组分别下降37.7%、51.1%和66.1%（p＝0.0313、p<0.001和p<0.001），提示RR-r减轻UVB光老化所致皱纹形成。
3.5 RR-r对UVB照射下皮肤水合调控蛋白的影响：R100和R200组皮肤水分比率较UVB对照组分别显著提高21.1%和21.2%（p＝0.010和p＝0.009）；皮肤透明质酸水平呈剂量依赖性显著升高1.44倍和2.08倍（p＝0.019和p<0.001）；R200组HYAL1和HYAL2分别显著降低41%和16.7%（p＝0.012和p＝0.002）；R200组HAS1、HAS2、HAS3、丝聚蛋白（filaggrin）和胶原-1分别升高2.4、4.1、1.5、16.4和2.5倍。结果表明RR-r通过刺激HAS酶、丝聚蛋白和胶原-1及透明质酸合成、抑制HYALs，有效调控皮肤水合相关蛋白。
3.6 RR-r对UVB照射下MAPK和AP-1表达的降低作用：UVB对照组p38、JNK和ERK磷酸化水平较NC组显著升高（p<0.001、p＝0.011和p＝0.007）；R200组p38和ERK磷酸化水平分别降低52.8%和66.2%（p<0.001和p＝0.0276），p-JNK无显著差异（p＝0.0146）；UVB对照组c-Fos和c-Jun磷酸化水平高于正常对照，c-Fos磷酸化差异显著（p＝0.001）；R200组c-Fos和c-Jun磷酸化分别降低40.3%和34.8%（p＝0.01和p＝0.016）。提示RR-r通过降低MAPK及c-Fos/c-Jun信号通路活化预防UVB诱导的皮肤损伤。
3.7 RR-r对UVB照射下AGE-RAGE表达的影响：IHC显示UVB对照组AGE强度较NC组增加，RR-r组较低；Western blotting显示UVB对照组AGE和RAGE表达较NC组分别显著升高1.71倍和1.85倍（p＝0.034和p＝0.016）；100和200 mg/kg RR-r使AGE表达分别显著降低39.4%和54.6%（p＝0.043和p＝0.008），RAGE表达分别显著降低37.6%和57.3%（p＝0.041和p＝0.005）。表明RR-r抑制UVB诱导的AGE-RAGE轴激活相关AGEs和RAGE表达。

讨论部分总结：RR-r是广泛用于多种疾病的传统药用植物，其花和果实研究较多，近年药理学研究日益关注根的生物活性；RR-r具有抗炎、抗氧化和保肝作用，但其抗光老化和皮肤科获益尚不明确。本研究首先以HPLC确认RR-r质量与一致性，芦丁为主要参照化合物（2.2166%），方法学验证保证可靠性，是标准化草药提取物的关键步骤。RR-r显著改善UVB诱导的皱纹形成、表皮增厚、胶原降解、皮肤脱水、氧化应激及促衰老信号通路激活，且未引起体重或AST、ALT显著变化，提示200 mg/kg以内口服耐受良好。皱纹和表皮增厚是光老化标志，RR-r减少总皱纹长度、面积和平均深度，组织学证实减轻表皮增生和基础皮肤增厚；UVB上调MMP1、MMP3、MMP9，RR-r降低MMP并升高TIMP-1、恢复I型前胶原A1，提示调节基质降解与再生平衡、维护真皮完整性。RR-r增加皮肤水分含量及HAS酶、丝聚蛋白、胶原-1表达，降低HYAL1和HYAL2，提示通过增强透明质酸合成、减少降解促进皮肤保水。MAPK（p38、JNK、ERK）是UVB皮肤损伤的主要介质，其激活刺激c-Fos、c-Jun等AP-1转录因子上调MMP和炎性细胞因子，RR-r显著抑制MAPK及下游AP-1组分磷酸化。AGEs因慢性UV暴露在皮肤蓄积并与RAGE作用导致氧化应激、炎症和细胞衰老，RR-r经IHC和Western blotting证实显著抑制AGEs蓄积和RAGE表达。作者指出具体活性成分尚未完全明确，需临床试验确认疗效与安全性，RR-r通过多靶点途径发挥保护作用，可能由包括芦丁等黄酮类在内的多种生物活性成分协同介导。局限性包括：仅采用单一HR-1无毛小鼠UVB光老化模型，物种差异可能限制向人类直接转化；缺乏人类临床或离体皮肤实验；虽证实MAPK/AP-1和AGE-RAGE通路调控，仍需额外机制研究确定直接分子靶点。

结论翻译：RR-r通过减少皱纹形成、恢复胶原稳态和增强皮肤水合，减轻HR-1无毛小鼠UVB诱导的皮肤光老化。这些保护作用与MAPK/AP-1和AGE-RAGE信号通路的调控相关，提示多靶点作用机制。尽管具体活性成分尚待鉴定且需临床验证，本研究结果为RR-r作为减轻UVB诱导皮肤老化的天然候选物提供了实验证据。未来研究应聚焦于表征活性化合物，并在实际应用于功能性食品或药妆成分前，在人类模型中确认其疗效和安全性。