Auswirkungen von FGIN-1-27 auf die Pigmentierung bei Zebrafischen

Laut einschlägigen StudienCistancheist ein weit verbreitetes Kraut, das als „Wunderkraut, das das Leben verlängert“ bekannt ist. Sein Hauptbestandteil ist Cistanosid, das verschiedene Wirkungen hat, wie z. B. antioxidative, entzündungshemmende und die Immunfunktion fördernde Wirkung. Der Mechanismus zwischen Cistanche undHautaufhellungliegt in derAntioxidansWirkung von Cistanche-Glykosiden.Melaninin der menschlichen Haut entsteht durch die Oxidation von Tyrosin, katalysiert durchTyrosinaseDa die Oxidationsreaktion die Beteiligung von Sauerstoff erfordert, werden die sauerstofffreien Radikale im Körper zu einem wichtigen Faktor, der die Melaninproduktion beeinflusst. Cistanche enthältCistanosid, das ein Antioxidans ist und somit die Entstehung freier Radikale im Körper reduzieren kannHemmung der Melaninproduktion.

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Zebrafische haben Melaninpigmente auf der Oberfläche, was eine einfache Beobachtung der Pigmentierung ohne komplizierte experimentelle Verfahren ermöglicht (Choi et al., 2007). PTU, ein wirksamer Inhibitor der Melanogenese, wird in der Zebrafischforschung häufig eingesetzt (Elsalini und Rohr, 2003). In der vorliegenden Studie wurde PTU als Positivkontrolle verwendet. Wie in Abbildung 6 gezeigt, hemmte FGIN-1-27 die Körperpigmentierung von Zebrafischen, ähnlich wie PTU.

FGIN-1-27 Reduzierte UVB-induzierte Hyperpigmentierung in der Haut von Meerschweinchen

Das Modell der UVB-induzierten Hyperpigmentierung bei braunen Meerschweinchen wurde verwendet, um die aufhellende Wirkung von FGIN-1-27 in vivo zu untersuchen. Wie in Abbildung 7A dargestellt, zeigten repräsentative Fotos von Meerschweinchenhaut, dass FGIN-1-27 (1 Prozent) die Pigmentierung im Vergleich zur Vehikelbehandlung deutlich unterdrückte. Um den Grad der Pigmentierung weiter zu beurteilen, haben wir den L-Wert (Helligkeitsindex) mit einem Spektralfotometer überprüft. Der ΔL-Wert der FGIN-1-27-Gruppe war nach dreiwöchiger Behandlung deutlich höher als der der Vehikelgruppe, was darauf hindeutet, dass FGIN-1-27 die UVB-induzierte Hyperpigmentierung in der Meerschweinchenhaut reduzierte (Abbildung 7B). Die Masson-Fontana-Ammoniaksilberfärbung von Hautgewebe zeigte, dass FGIN-1-27 die UVB-induzierte Pigmentierung in der epidermalen Basalschicht signifikant hemmte (Abbildung 7C). Die immunhistochemische Färbung eines Melanozyten-Markerproteins, S-100, ergab, dass die Melanozytenzahl durch FGIN-1-27 nicht beeinflusst wurde (Abbildungen 7D, E). Diese Ergebnisse zeigen, dass FGIN-1-27 aufhellende Wirkungen auf UV-induzierte Hyperpigmentierung in vivo hat.

DISKUSSION

Laut Global Industry Analysts wird der weltweite Bleaching-Markt bis 2024 ein Volumen von 31,2 Milliarden US-Dollar erreichen (Kim et al., 2019). Viele Forschungsgruppen konzentrieren ihre Bemühungen auf die Aufklärung neuartiger und wirksamer Bleichmittel. Obwohl zahlreiche Wirkstoffe entwickelt wurden, erwiesen sich aufgrund der Zytotoxizität und der schwachen Wirksamkeit nur wenige als therapeutisch wirksam (Kim et al., 2008; Singh et al., 2016). Daher ist es notwendig, weiterhin effizientere und sicherere Hautaufheller zu finden.

In der aktuellen Studie hemmte FGIN-1-27 die basale Melanogenese und kehrte den -MSH-, OAG- oder ET-1-induzierten Melaninanstieg um, ohne die Lebensfähigkeit der Zellen zu beeinträchtigen (Abbildungen 1 und 5). Tyrosinase, TRP-1 und TRP-2 sind die Schlüsselenzyme bei der Melanogenese, während -MSH und ET-1 die Pigmentierung fördern, indem sie die Expression dieser drei entscheidenden melanogenen Enzyme erhöhen (Rzepka et al. , 2016; Corre et al., 2004; Regazzetti et al., 2015). Unsere Ergebnisse legen nahe, dass FGIN-1-27 -MSH unterdrückte oder ET-1-induzierte Tyrosinase-, TRP-1- und TRP{16}}-Expressionserhöhungen (Abbildungen 2A, B). Die Tyrosinase-Aktivität ist entscheidend für die Melanogenese (Rzepka et al., 2016). 1-Oleoyl-2-acetyl-sn-glycerol (OAG) ist ein synthetisches, membrandurchlässiges Diacylglycerol (DAG)-Analogon, das nachweislich die Aktivität von Tyrosinase erhöht (Thébault et al., 2005). Interessanterweise hemmte FGIN-1-27 deutlich den Anstieg der OAG-induzierten Tyrosinase-Aktivität, und die Expression von Tyrosinase änderte sich nach 12-stündiger Behandlung nicht signifikant (Abbildungen 2C, D). Der Pilz-Tyrosinase-Aktivitätstest zeigte, dass FGIN-1-27 die Tyrosinase-Aktivität nicht direkt hemmte, was darauf hindeutet, dass FGIN-1-27 kein direkter Inhibitor der Tyrosinase war (Abbildung 2E). Der Mikrophthalmie-assoziierte Transkriptionsfaktor (MITF) ist ein Haupttranskriptionsfaktor für die Melanogenese und reguliert die Expression von Tyrosinase, TRP-1 und TRP-2 hoch (Levy und Fisher, 2011; Kawasaki et al., 2008) . Die vorliegenden Studien zeigten, dass FGIN-1-27 die Basal-, -MSH- und ET{39}}-induzierte MITF-Expressionssteigerung unterdrückte (Abbildung 3). Wie oben erwähnt, hemmt FGIN-1-27 die Melanogenese, indem es die Expression von MITF, Tyrosinase, TRP-1 und TRP-2 verringert und die Tyrosinaseaktivität hemmt, was im Widerspruch zu früheren Studien steht, die MDR nahelegten Aktivierung kann die Melanogenese steigern (Lv et al., 2019). Für diesen Effekt gibt es zwei mögliche Erklärungen. Angesichts der gegensätzlichen funktionellen Aktivitäten von FGIN-1-27 im Vergleich zu Diazepam spekulieren wir, dass FGIN-1-27 ein inverser MDR-Agonist ist und nicht allgemein als Agonist in Melanozyten angesehen wird. Darüber hinaus sind an der Wirkung von FGIN-1-27 auch viele Mechanismen beteiligt, die möglicherweise manchmal die Rolle der MDR-Aktivierung verschleiern. Weitere umfassende Studien sind erforderlich, um die Funktion und den zugrunde liegenden Mechanismus von FGIN-1-27 und MDR in Melanozyten aufzuklären.

Übermäßige UV-Strahlung gilt als eine wichtige Ursache für die Verdunkelung der Haut (Abdel-Naser et al., 2003). Nach der Einwirkung von UV-Strahlung wurden Keratinozyten und Melanozyten aktiviert und produzierten -Melanozyten-stimulierendes Hormon (-MSH), Diacylglycerin (DAG) und Endothelin-1 (ET-1) (D'Mello et al ., 2016; Bae-Harboe und Park, 2012). -MSH, ET-1 und DAG beeinflussen die Melaninsynthese über intrazelluläre Signalwege. Wenn das Melanozyten-stimulierende Hormon (-MSH) an den Melanocortin-1-Rezeptor (MC1R) bindet, wird der intrazelluläre cAMP-Spiegel erhöht und der PKA/CREB-Signalweg aktiviert, was schließlich die Melanogenese fördert (Corre et al., 2004; Rzepka et al., 2016). OAG könnte die PKC- aktivieren, die Serinreste auf der zytoplasmatischen Domäne der Tyrosinase phosphoryliert und diese aktiviert (Kim et al., 2006; Kawaguchi et al., 2012; Yuan und Jin, 2018). MAPK-Signalwege, einschließlich extrazelluläres p38, ERK und JNK, könnten die Melaninsynthese regulieren (Zhou et al., 2014). Die Aktivierung des p38-Signalwegs verringerte die Expression von MITF und förderte die Melanogenese (Hirata et al., 2007). Die Rolle des ERK- und JNK-Signalwegs bei der Melanogenese bleibt umstritten (Lee et al., 2013; Peng et al., 2014). Es wurde berichtet, dass Endothelin-1 (ET-1) die Melanogenese über die Aktivierung von ERK und p38 induziert (Park et al., 2015; Regazzetti et al., 2015). Darüber hinaus könnte die Wechselwirkung zwischen PKA und PKC- die melanogene Wirkung verstärken und MAPK bietet Treffpunkte für die Wechselwirkung zwischen diesen Signalwegen (Lee und Noh, 2013). Der Entwicklung neuartiger Hautaufheller, die die Melanogenese hemmen, indem sie pigmentierungsbezogene Signalwege regulieren, wird kontinuierlich große Aufmerksamkeit geschenkt. Kim et al. Untersuchungen ergaben, dass Piperlongumin die PKA/CREB-vermittelte Melanogenese hemmte, die PKC-vermittelte Melanogenese jedoch nicht beeinflusste (Kim et al., 2006). Darüber hinaus verringerte A die Melanogenese durch Beeinflussung der ERK-Signalwege, hatte jedoch keine Auswirkungen auf die PKA/CREB-Signalwege (Fujimoto et al., 1988). In der vorliegenden Studie verringerte FGIN-1-27 die Expression von PKC-, p-PKA cat, p-CREB, p-p38 und p-ERK (Abbildungen 4 und 5). Diese Ergebnisse legen nahe, dass alle drei der oben genannten Signalwege, die an der Melanogenese beteiligt sind, nach der Behandlung mit FGIN-1-27 gehemmt wurden. Dies kann erklären, warum FGIN-1-27 die -MSH-, ET-1- oder OAG-induzierte Melanogenese inhibierte.

Darüber hinaus untersuchten wir die Auswirkungen von FGIN-1-27 auf die Melanogenese von Zebrafischen. Der Zebrafisch ist ein äußerst nützlicher Modellorganismus für Wirbeltiere, da sein Organsystem und seine Gensequenz denen des Menschen ähneln (Choi et al., 2007). Darüber hinaus haben Zebrafische Melaninpigmente auf der Oberfläche, was eine einfache Beobachtung der Pigmentierung ohne komplizierte experimentelle Verfahren ermöglicht (Kim et al., 2008). In der vorliegenden Studie verringerte FGIN-1-27 die Körperpigmentierung bei Zebrafischen signifikant (Abbildung 6), was im Widerspruch zu früheren Studien steht, die darauf hinwiesen, dass die MDR-Aktivierung die Anzahl der Melanozyten in Zebrafischlarven leicht erhöhte (Allen et al., 2020). . Der mögliche Grund ist, dass es einen anderen Mechanismus in der anti-melanogenen Wirkung von FGIN-1-27 gibt. Weitere umfassende Forschung ist erforderlich, um die Rolle von FGIN-1-27 bei der Melanogenese und Melanozytenproduktion im Zebrafisch herauszufinden. Wir untersuchten auch die Auswirkungen von FGIN-1-27 auf die Melanogenese in der Haut von Meerschweinchen. Wie in Abbildung 7 dargestellt, stellten wir fest, dass die topische Anwendung von FGIN-1-27 auf die Rückenhaut eines Meerschweinchens, bei dem durch UVB-Exposition eine Hyperpigmentierung induziert worden war, zu wirksamen Aufhellungseffekten führte. Diese Ergebnisse legen nahe, dass FGIN-1-27 die Melaninproduktion in aktiven Melanozyten hemmt, jedoch nicht die Anzahl der Melanozyten verringert.

ERKLÄRUNG ZUR DATENVERFÜGBARKEIT

BEITRÄGE DES AUTORS

FINANZIERUNG

ERGÄNZUNGSMATERIAL

VERWEISE

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