Orale Einnahme von Hühnerknochen-Kollagenpeptiden Anti-Hautalterung bei Mäusen durch Regulierung des Kollagenabbaus und der Kollagensynthese, Hemmung von Entzündungen und Aktivierung von Lysosomen Teil 1

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Abstrakt:Der Einfluss der Ernährung auf die Hautalterung ist zu einem interessanten Forschungsthema geworden. Frühere Studien konzentrierten sich hauptsächlich auf die vorteilhaften Wirkungen von Kollagenpeptiden aus Meeresorganismen auf die alternde Haut bei oraler Verabreichung, während die vorteilhaften Wirkungen von Kollagenpeptiden aus Geflügel auf alternde Haut selten berichtet wurden. In dieser Studie wurden Kollagenpeptide aus Hühnerknochen durch enzymatische Hydrolyse hergestellt und die Wirkung und Wirkungsweise von oral verabreichten Kollagenpeptiden auf die Linderung der UV-induzierten Hautalterung in Kombination mit D-Galactose untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass das Hühnerknochenkollagen typische Eigenschaften von Kollagen aufwies und die Hühnerknochenkollagenpeptide (CPs) hauptsächlich kleinmolekulare Peptide mit einem Molekulargewicht von waren<3000 da.="">cistanche lebensverlängerungIn-vivo-Experimente zeigten, dass CPs eine signifikante lindernde Wirkung auf alternde Haut hatten, was durch die Veränderungen in der Zusammensetzung und Struktur der alternden Haut, die Verbesserung des antioxidativen Gehalts der Haut und die Hemmung von Entzündungen angezeigt wurde; die entlastende Wirkung war positiv mit der CP-Dosis korreliert. Weitere Untersuchungen zeigten, dass CPs zunächst die Hautoxidation reduzieren, die Expression des Schlüsseltranskriptionsfaktors AP-1 (c-Jun und c-Fos) hemmen und dann den TGF-/Smad-Signalweg aktivieren, um die Kollagensynthese zu fördern , hemmen die Expression von MMP-1/3, um den Kollagenabbau zu hemmen, und hemmen Hautentzündungen, um die Hautalterung bei Mäusen zu lindern. Darüber hinaus stellte das Hauttranskriptom fest, dass Lysosomen, die nach oraler Verabreichung von CPs aktiviert wurden, ein wichtiger Weg für CPs bei der Anti-Hautalterung sein könnten und weiterer Forschung wert sind. Diese Ergebnisse legten nahe, dass CPs als funktionelle Anti-Aging-Ernährungskomponente verwendet werden könnten.

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Schlüsselwörter:Kollagenpeptide; Antialterung; Transkriptom der Haut; Kollagensynthese; Lysosomen

1. Einleitung

Das Gesundheitszeitalter, die genaue Einhaltung einer gesunden Ernährung, die Bestimmung der Rolle der Ernährung bei der Hautalterung und die Entscheidung, was zu essen ist, um eine jugendliche und gesunde Haut zu erhalten, sind schwierige Probleme. Die Haut ist das größte Organ des Körpers und besteht aus der Epidermis, Dermis und der subkutanen Schicht. Es wirkt als Barriere, um den Körper vor äußeren Einflüssen zu schützen, und spielt auch eine Rolle für Gesundheit und Schönheit[1]. Hautalterung ist ein komplexer Prozess, der in chronologische Alterung und Lichtalterung unterteilt wird und sowohl von inneren als auch von äußeren Faktoren beeinflusst wird. Zu den Hauptmerkmalen gehören die Akkumulation makromolekularer Schäden in der Zelle, der Rückgang der Stammzellfunktion (Förderung der Gewebeerneuerung) und der allmähliche Verlust der physikalischen Integrität der Haut [2]. Zu den wichtigsten molekularen Mechanismen, die Hautalterung verursachen, gehören hauptsächlich oxidativer Stress, Telomerverkürzung, DNA-Schäden, genetische Mutationen, Mikro-RNA-Regulierung, fortgeschrittene Glykationsendproduktakkumulation und Entzündungsalterung [3]. Lichtalterung ist Hautepidermishyperplasie, Austrocknung und Abbau der extrazellulären Matrix, die durch UV-Strahlung induziert werden.cistanche nzDie Hauptursache für Lichtalterung sind reaktive Sauerstoffspezies (ROS), die durch ultraviolette Strahlung erzeugt werden und die Expression von Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) und Typ-I-Prokollagen über Signalwege wie die Mitogen-aktivierte Proteinkinase (MAPK) vermitteln Stoffwechselweg, was zum Abbau der extrazellulären Matrix (ECM) in der Haut und zur Apoptose von Fibroblasten führt [4]. In den letzten Jahren ist die Erhaltung der Hautgesundheit und die Verzögerung des Alterns populär geworden, und die Suche nach natürlichen Inhaltsstoffen wie bioaktiven Peptiden und Polyphenolen mit antioxidativen und Anti-Aging-Funktionen ist zu einem Hotspot der Forschung geworden [5].

Kollagen hat jedoch ein großes Molekulargewicht und kann nur schwer direkt absorbiert und verwertet werden, während die kleinmolekularen Kollagenpeptide nach der Kollagenhydrolyse eine stärkere biologische Aktivität und eine hohe Absorptionsrate aufweisen [6]. Inzwischen hat die breite Anwendung von Kollagen in Lebensmitteln, Medizin, Gewebezüchtung, Kosmetik und anderen Bereichen Kollagenpeptide mit niedrigerem Molekulargewicht, höherer Absorptionseffizienz und stärkerer biologischer Aktivität zu einem neuen Favoriten in der funktionellen Ernährung und der medizinischen Forschung gemacht [{{1 }}]. Kollagenpeptide sind klein und enthalten 2-20 Aminosäurereste, die nach der Kollagenhydrolyse erhalten werden. Sie werden als Nahrungsergänzungsmittel zur Behandlung der Hautalterung aufgrund ihrer potenziellen entzündungshemmenden und antioxidativen Funktionen und Immunregulation sowie der Auswirkungen von Antioxidation und Proliferation auf Hautfibroblasten eingesetzt [10].

Cistanche kann Anti-Aging

Nach oraler Verabreichung werden Kollagenpeptide in Form kleiner Peptide absorbiert und schnell zum Blut und schließlich zu den Nieren, der Haut, den Gelenken und anderen Geweben transportiert, wo sie gelagert und verwendet werden. Nach 14 Tagen blieben die Radioaktivitätswerte in der Haut von Mäusen hoch, denen C14--markierte Kollagenpeptide per Magensonde verabreicht worden waren. Die Kollagenpeptide können vom Körper nahezu vollständig aufgenommen und verwertet werden, während die Aufnahme- und Verwertungsrate von Kollagen nur bei 50-60 Prozent liegt [6,11-13]. In den letzten Jahren wurde allgemein berichtet, dass Kollagenhydrolysate aus Fischhaut, Fischschuppen, Kuhknochen, Kuhhaut und Schweinehaut positive Wirkungen auf die Linderung der Hautalterung haben und von Forschern beträchtliche Aufmerksamkeit erhalten haben. Beispielsweise fördern Kollagenpeptide, die aus Silberkarpfenhaut isoliert wurden, die Prokollagensynthese und hemmen die AP-1-, MMP-1- und MMP-3-Proteinexpression, indem sie den TGF-/Smad-Weg aktivieren, um dies zu verhindern Kollagenabbau und Reparatur lichtgealterter Hautzellen [14]. Die orale Verabreichung von Rinderkollagenpeptiden kann die Hautentspannung verbessern, den Kollagengehalt und die antioxidative Enzymaktivität erhöhen, Kollagenfasern reparieren und das Kollagenverhältnis der Haut bei alternden Mäusen normalisieren [15]. Kollagenpeptide aus verschiedenen Quellen haben jedoch unterschiedliche Wirkungen. Die Menge und Struktur hochaktiver Peptide im Blut nach oraler Verabreichung von Kollagenpeptiden hängt von der Kollagenquelle ab[10]. Die Schutzwirkung des aus der Haut von Hühnern extrahierten Kollagenpeptids gegen UVA-induzierte Fibroblastenschädigung war der des aus Schweine-, Kuh- oder Tilapiahaut extrahierten Kollagenpeptids überlegen, und seine Wirkung war der von Kollagen abgeleiteten Tripeptide (Gly-Pro -Hyp)[16]. Religiöse Überzeugungen und Krankheitsbedenken (wie Rinderwahnsinn) haben die Menschen dazu veranlasst, die Richtung der Entwicklung von Kollagen und seinen Produkten allmählich von Landsäugetieren auf Geflügel und Meeresorganismen zu verlagern [17]. Als wichtigstes Nebenprodukt der Geflügelverarbeitung ist Hühnerknochen eine vielversprechende Quelle für Kollagenprodukte. Es reduziert nicht nur Ressourcenverschwendung und Umweltbelastung, sondern ermöglicht auch die effiziente Verwertung von Nebenprodukten. Daher haben wir in dieser Studie Kollagenpeptide aus Hühnerknochen als Rohmaterialien verwendet, wobei nackte Mäuse mit D-Galactose und UV behandelt wurden, um die Hautalterung zu induzieren, als Modell zur Bewertung der Wirkung der oralen Verabreichung des Kollagenpeptids auf die Linderung der Hautalterung in Mäuse und bestimmen den relevanten Mechanismus.

2. Materialien und Methoden

2.1. Materialien, Chemikalien und Tiere

Die Hühnerfarmen der Yunnan Agricultural University (Kunming, China) lieferten die ausgedienten Hühner, die getrennt, getrocknet und zerkleinert wurden, um das Hühnerknochenmehl zu erhalten. Su-Peroxid-Dismutase (SOD), Katalase (CAT) und Glutathionperoxidase (GSH-PX)-Kits wurden von Soleibao Biotechnology Co., Ltd. (Peking, China) bezogen. Hydroxyprolin (HYP), Interleukin-1 (IL-1 ), Matrix-Metalloproteinase-1/3 (MMP-1/3), Typ-I-Prokollagen und Hyaluronsäure( HA-Enzyme-linked Immunoassay (ELISA)-Kits wurden vom Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute (Nanjing, China) gekauft. Gesunde weibliche haarlose BALB/C-Mäuse (18 ± 2 g, sechs Wochen alt) wurden von Nanjing Junke Bioengineering Corporation, Ltd. (Nanjing, China) mit der Genehmigungsnummer: SCXK(SU)2016-0010 erworben. Pepsin und Papain wurden von Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd. (Shanghai, China) bezogen, und andere Chemikalien waren von Analysequalität. Alle Mäuse wurden gemäß den Vorschriften der Labortierpflege der Provinz Yunnan gehandhabt und vom Tierpflege- und Verwendungsausschuss der Yunnan Agricultural University genehmigt (Genehmigungs-ID: YAUACUC01).

2.2. Kollagenzubereitung und Aminosäurezusammensetzung

Die Extraktion und Aminosäurezusammensetzung von Hühnerknochenkollagen folgte dem von Lieut al. [18] mit leichten Modifikationen. Das Hühnerknochenpulver wurde gerührt und in 0,05 M NaOH, 10 Prozent n-Hexan und 0,25 MEDTA-Lösung (pH 7,5) eingeweicht ein Verhältnis von 1/10 (m/o). Bei jedem Schritt wurde die Probe 36 h lang behandelt, und die Einweichlösung wurde alle 6 h gewechselt, um das Knochenpulver aufzuquellen und Nicht-Kollagenproteine, Fett und Mineralien aus dem Knochenpulver zu entfernen. Die Probe wurde nach jedem Schritt mit reinem Wasser bis zur Neutralität gewaschen. Das vorbehandelte Hühnerknochenmehl wurde mit 0,5 M Eisessig, enthaltend 0,1 Prozent (w/v) Pepsin, in einem Feststoff-zu-Flüssigkeits-Verhältnis von 1:10 (w/v) gemischt und bei 4 Grad kontinuierlich gerührt und extrahiert 48 Std. Es wurde dann filtriert und das Filtrat wurde bei 15,000×g für 15 min bei 4 Grad zentrifugiert.Cistanche PenisgrößeDer Überstand wurde mit NaOH-Lösung auf 7,5-7,8 eingestellt und NaCl wurde bis zu einer Endkonzentration von 1,5 M zugegeben. Nachdem die Mischung 12 h ungestört bei 4°C zum Aussalzen gehalten wurde, wurde der Kollagenniederschlag zentrifugiert bei 15,000×g für 15 min bei 4 Grad, dann mit 0,5 M Essigsäure gelöst, in reinem Wasser dialysiert, gefriergetrocknet, und das fertige Produkt war Hühnerknochenkollagen.

Die Aminosäurezusammensetzung von Hühnerknochenkollagen wurde mit dem automatischen Aminosäureanalysator Sykam S433D (München, Deutschland) bestimmt. Eine bestimmte Menge der zu testenden Kollagenprobe wurde in ein verschlossenes Röhrchen gegeben, mit 1 0 ml 6 M HCl versetzt und 24 Stunden bei 110 Grad hydrolysiert. Das Hydrolysat wurde durch Stickstoffblasen konzentriert und in 20 ml Zitronensäurepuffer wieder gelöst. Nach der Mikrofiltration mit einer 0,22 μm mikroporösen Membran wurden 20 μl Hydrolysat zur Analyse des Aminosäurespektrums entnommen. Der Aminosäuregehalt in der Probe wurde in Prozent ausgedrückt.

2.3. Herstellung und Molekulargewichtsverteilung von Kollagenpeptiden (CPs)

Gemäß den Ergebnissen unseres vorherigen Optimierungsprozesses wurden CPs unter Verwendung von Papain bei einem Enzym-zu-Substrat-Verhältnis von 1:4 0 (Massenverhältnis) hergestellt. Nach Einstellen des pH auf 7 und enzymatischer Hydrolyse bei 63 Grad für 5 h wurde das Enzym in einem kochenden Wasserbad für 15 min inaktiviert. Das Enzymhydrolysat wurde entsalzt und lyophilisiert, wieder in 0,1 %iger Ameisensäurelösung gelöst und zentrifugiert, um den Überstand zu erhalten. AQ Exactive HF Orbitrap High-Resolution Mass Spectrometer-OE-HF (Thermo Fisher, Waltham, MA, USA), ausgestattet mit Elektrospray-Ionisation (ESI), wurde verwendet, um das Kollagenhydrolysat im Full-Scan-Modus von 350-1800 zu analysieren. m/z, und die Ergebnisse wurden mit dem Proteome Discoverer abgerufen und analysiert

2.1-Software

2.4.Tierversuch

Weibliche BALB/Chairless-Mäuse (n {{0}}) wurden in einem Raum unter kontrollierten Bedingungen von Temperatur (24 ± 1 Grad), Feuchtigkeit (60 ± 5 Prozent) und 12 gehalten h Tag-Nacht-Zyklus für eine Woche. Sie erhielten freien Zugang zu Nahrung und Wasser. Nach einer Woche der Anpassung wurden die Mäuse zufällig in die folgenden fünf Gruppen eingeteilt (n =11 pro Gruppe): (i). Normalgruppe (N): UV unbelichtet; orale Verabreichung von 0,4 ml Kochsalzlösung täglich. (ii). Modellgruppe (M): UV-exponiert plus D-Galactose (0,2 ml); orale Verabreichung von 0,4 ml Kochsalzlösung täglich. (ich). Gruppe der niedrig dosierten Kollagenpeptide (LCPs): UV-exponiert plus D-Galactose (0,2 ml); oral

Verabreichung von 0,4 ml CPs (Dosis: 200 mg kg-1 Körpergewicht) täglich. (iv). Gruppe der Collagenpeptide mittlerer Dosis (MCPs): UV-exponiert plus D-Galactose; Oral

Verabreichung von 0,4 ml CPs (Dosis: 500 mg:kg-1 Körpergewicht) täglich.

(v). Gruppe der hochdosierten Kollagenpeptide (HCPs): UV-exponiert plus D-Galactose; orale Verabreichung von 0,4 ml CPs (Dosis: 1000 mg·kg-1 Körpergewicht) täglich.

Die D-Galactose-Behandlung wurde durch die subkutane Injektion von 0,2 ml einer 10-prozentigen D-Galactose-Lösung in den Nacken der Maus durchgeführt (Dosis: 1,0 g/ kg-1Körpergewicht) täglich. Die UV-Bestrahlung erfolgte mit einer 40-W-UVA-340-LAMPE (O-Panel, Cleveland, USA, Spitzenwellenlänge: 340 nm), der Abstand zwischen der Lampe und dem Rücken der Mäuse betrug 30 cm (230 m J/ cm-), und die Bestrahlung dauerte sieben Wochen (49 Tage) lang jeden Tag 30 Minuten. Die Strahlungsintensität wurde mit einem UVA365--Radiometer (Xinbao Keyi Electronic Technology Co., Ltd., Xi'an, China) gemessen. Eine Stunde nach der D-Galactose- und UV-Behandlung wurden den Mäusen täglich 0,4 ml CPs oral verabreicht. Nach der letzten Bestrahlung wurden die Mäuse anästhesiert, gewogen und die Gewebe für die anschließende Analyse entnommen.

2.5.Hautfeuchtigkeit, Viszeralindex und Körpergewichtszunahme

Die Hautfeuchtigkeit wurde nach ISO 1442 bestimmt und der viszerale Index wurde unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet: viszeraler Index (g/kg)=viszerales Gewicht/Körpergewicht.

2.6.Oxidationsstress, HA- und HYP-Gehalt der Haut

Hautproben wurden mit der neunfachen Menge Kochsalzlösung (w/w) in einem Eisbad mit einem Gewebehomogenisator (TGrinder OSE-Y30, Tiangen Biochemical Technology Co., Ltd., Peking, China) homogenisiert und anschließend bei 2000 zentrifugiert ×g und 4 Grad für 10min. Die Aktivitäten von Superoxiddismutase (SOD), Katalase (CAT), Glutathionperoxidase (GSH-PX) und die Gehalte an Hyaluronsäure (HA) und Hydroxyprolin (HYP) im gesammelten Überstand wurden gemäß der in den Anweisungen beschriebenen Methode bestimmt entsprechend den jeweiligen Bausätzen.

2.7. Haut histologisch

Mäusehautproben wurden in 4-prozentiger Paraformaldehydlösung für 24 h fixiert, dehydriert, in Paraffin eingebettet und in Scheiben geschnitten. Die Hautschnitte wurden mit Hämatoxylin und Eosin (HE) gefärbt und mit einem ECLIPSE CI-E Vorwärts-Fluoreszenzmikroskop (Nikon, Japan) betrachtet. Die Dicke der Hautepidermis und -dermis wurde unter Verwendung der Software Halcon 13.0.1.1 (MVTec, München, Deutschland) bewertet.

2.8.Haut-Transkriptom-Sequenzierung

2.8.1. RNA-Extraktion, Bibliotheksaufbau und Transkriptom-Sequenzierung

Gesamt-RNA wurde aus der Haut von Mäusen unter Verwendung des RNeasy Mini Kits (Tiangen Biochemical Technology Co., Ltd., Peking, China) gemäß den Anweisungen des Herstellers extrahiert. Die Reinheit und Konzentration der RNA wurden mit dem kaiaoK5500 Spectrophotometer (Kaiao, Peking, China) überprüft; Die RNA-Integrität wurde unter Verwendung des RNA Nano 6000 Assay Kits und des Bioanalyzer 2100-Systems (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) bewertet. Die Transkriptionssequenzanalyse jeder Probe wurde von Biolinker Technology Company Limited (Kunming, China) durchgeführt.Cistanche-PulverKurz gesagt, das Clustering der indexcodierten Proben wurde auf einem cBot-Cluster-Generierungssystem unter Verwendung des HiSeq PE Cluster Kit v4-cBot-HS (Illumina) gemäß den Anweisungen des Herstellers durchgeführt. Nach der Cluster-Generierung wurden die Bibliotheken auf einer Illumina-Plattform sequenziert und 150-bp-Paired-End-Reads generiert.

2.8.2. Bioinformatische Analysen von RNA-Sequenzierungsdaten

Gene Ontology (GO) und Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) Anreicherungsanalyse von differentiell exprimierten Genen (DEGs) wurde unter Verwendung des R-Language-Cluster-Analyzer-Pakets durchgeführt. Wenn der p-Wert kleiner als 0,05 war, wurden die durch GO und KEGG angereicherten Items und Pfade als signifikant betrachtet.

2.8.3. Reverse Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (qRT-PCR)

QRT-PCR wurde wie zuvor beschrieben durchgeführt [19].

2.9.Wester1-Blot

Gemäß dem von Park et al. [20] wurde eine Western Blot (WB)-Analyse durchgeführt, um die Expression von mit der Hautalterung zusammenhängenden Proteinen bei Mäusen zu quantifizieren. Die Proteinkonzentration des Hautlysats in jeder Behandlungsgruppe wurde unter Verwendung des BCA-Kits quantifiziert, durch SDS-PAGE (10 Prozent Acrylamidgel) getrennt, auf eine PVDF-Membran übertragen, mit 5 Prozent Magermilch blockiert und mit einer geeigneten Menge Primärmilch inkubiert Antikörper (TGF-b1, c-Fos, c-Jun, Samd2/3 und -actin) bei 4 Grad über Nacht. Nach dem Waschen mit TBST wurden die Proben mit sekundären Antikörpern gemischt und 1 h bei Raumtemperatur inkubiert. Zum Nachweis spezifischer Proteine ​​wurde der Chemilumineszenz-Gel-Imager ChemiDoc XRS plus (BioRAD, Hercules, CA, USA) verwendet. Image ]-Software wurde verwendet, um die Expression des Zielproteins in jeder Behandlungsgruppe zu quantifizieren, und die Ergebnisse wurden durch die auf -Actin-Protein normalisierten Dichtewerte dargestellt.

2.10.ELISA

Die Expressionsniveaus von MMP-1, MMP-3, Typ-I-Pro-Kollagen und IL-1 in Hautlyseflüssigkeit wurden durch enzymgekoppelten Immunoassay bestimmt. Der Assay wurde gemäß den mit dem Kit gelieferten Anweisungen durchgeführt.

2.11. Statistische Analysen

Alle Ergebnisse wurden unter Verwendung der Software SPSS 21 (IBM Inc., Armonk, NY, USA) durch Einweg-Varianzanalyse (ANOVA) und Duncan-Mehrbereichstest analysiert, wobei das Signifikanzniveau auf p gesetzt wurde<0.05. originpro="" 2017="" (originlab,="" northampton,="" ma,="" usa)was="" used="" to="" plot="" the="" data.="" all="" data="" were="" expressed="" as="" the="" mean="" ±standard="" deviation="">

3. Ergebnisse und Diskussion

3.1. Aminosäurezusammensetzung von Kollagen

Die Aminosäurezusammensetzung von Hühnerknochenkollagen ist in Tabelle 1 gezeigt. Gly war die Hauptaminosäure in den Proben und machte fast ein Drittel (27,86 Prozent) der gesamten Aminosäuren aus, und Hyp war die spezielle Aminosäure in Kollagen, die 9,83 Prozent ausmacht. Die Hauptmerkmale von Kollagenmolekülen waren die wiederholten Gly-XY-Sequenzen und die einzigartige dreifach-helikale Struktur, die aus drei c-Ketten besteht. Gly machte etwa ein Drittel der gesamten Aminosäuren aus, X und Y waren oft Prolin und Hydroxyprolin oder konnten irgendein Rest sein [21]. Die Aminosäurezusammensetzung der Probe war ähnlich der von Hühnerknochenkollagen, über die in früheren Studien berichtet wurde, und hatte die typischen Eigenschaften von Kollagen [22].

3.2. Molekulargewichtsverteilung von CPs

Molecular weight distribution reflects the degree of collagen hydrolysis. The molecular weight of the CPs was mainly below 3000 Da(Figure 1), accounting for about 87.61%of all collagen hydrolysates, indicating that almost all of the CPs were small peptides. Many studies claim that collagen peptides with a lower molecular weight have better biological activity [23]. For example, Song et al. [24]. reported that lower molecular weight (200-1000 Da,65%)silver carp skin collagen peptides repaired UV-induced aging skin in mice more effectively than similar peptides with a higher molecular weight(>1000 Da, 72 Prozent). Das deutsche Unternehmen Gelita hat jedoch durch mehrere klinische Studien gezeigt, dass die Wirkung von Kollagenpeptiden hauptsächlich durch ihren Übereinstimmungsgrad mit den Eigenschaften der Kollagenpeptide nach dem Abbau von menschlichem Kollagen bestimmt wird, und nicht durch das Molekulargewicht der Kollagenpeptide. Sie fanden heraus, dass das Produkt VERISOL⑧ mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000 Da die stärkste stimulierende Wirkung auf Hautfibroblasten hat, während das Produkt FortigelTM mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 3000 Da eine besondere Wirkung auf die Knorpelreparatur hat [25-27].

3.3. Wirkung von oralen CPs auf die Linderung der Hautalterung

3.3.1. Körpergewicht und Organindex

Der Körpergewichtsindex und der Organindex sind wichtig und spiegeln den Gesundheitszustand von Mäusen wider. Das Gewicht der Mäuse in jeder Gruppe nahm während des Testzeitraums normal zu (Tabelle 2). Die durchschnittliche Gewichtszunahme der M-Gruppe war niedriger als die der N-Gruppe, und die der CP-Behandlungsgruppen war höher als die der M-Gruppe, was darauf hindeutet, dass CPs keine Nebenwirkungen auf Mäuse hatten. In früheren Berichten lag die Dosis von mit Kollagenpeptiden behandelten Mäusen meistens zwischen 100-1000 mg/kg.KG·Tag, und die sichere Dosis von Tilapia-Kollagenpeptiden erreichte 4,07 g/kg.KG·Tag [{{6} }].Cistanche-Salsa-Extrakt Similarly, the growth of skin-aged mice after gavage with tilapia scale collagen peptides (dose: 500 and 1000 mg/kg.bw·d)was also similar to our results [29]. The spleen plays an important role in humoral and cellular immunity, thus, the spleen index is often used to evaluate immune system function. The liver index was used to evaluate the toxicity of the tested sample. In these tests, the liver and spleen indices in the M group were lower than those in the N group, and both recovered after treatment with CPs, but there was no significant difference across the treatment groups(p>0.05). Die Ergebnisse waren denen früherer Studien ähnlich [30], was darauf hindeutet, dass CPs sicher sind und die Immunität von Mäusen leicht verbessern könnten.

3.3.2. Zusammensetzung der Haut

Die UV- und D-Galactose-Behandlung (M-Gruppe) reduzierte den Feuchtigkeits-, HA- und Hyp-Gehalt in der Haut im Vergleich zu denen der Gruppe signifikant um 13,36 Prozent, 24,08 Prozent bzw. 15,83 Prozent (S<0.05)(table 2).the="" contents="" of="" moisture,="" ha,="" and="" hyp="" in="" the="" skin="" were="" significantly="" higher="" in="" mice="" after="" the="" oral="" administration="" of="" cps="" compared="" to="" the="" contents="" of="" those="" in="" the="" mice="" of="" the="" m="" group=""><0.05). among="" the="" dose="" groups,="" the="" contents="" of="" the="" three="" skin="" components="" were="" significantly="" different="" between="" the="" lcp="" and="" hcp="" groups="" and="" were="" dependent="" on="" the="" dose="" of="" intake="" of="" cps.="" the="" hcp="" group="" had="" even="" higher="" contents="" than="" the="" n="" group,="" and="" ha="" and="" hyp="" were="" significantly="" different="" between="" the="" two="" groups="" (p=""><>

Änderungen des Hautfeuchtigkeitsgehalts verursachen Falten und Hauterschlaffung und werden durch Matrixkomponenten wie Hautkollagen und HA[31] beeinflusst. Hydroxyprolin ist eine stabile, reichhaltige und spezielle Aminosäure in Kollagen, und ihr Gehalt kann indirekt den Kollagengehalt in der Haut sowie die Hautalterung widerspiegeln. Darüber hinaus spielt HA, das in der ECM der Haut stark exprimiert wird, eine wichtige Rolle bei der Kontrolle des Wasserhaushalts der Haut, des osmotischen Drucks, der Feuchtigkeitsretention und der Elastizität als Wasserspeichersystem und struktureller Bestandteil der Haut [32]. In dieser Studie stieg der Gehalt an Feuchtigkeit, HYP und HA in der Haut nach der CP-Einnahme signifikant an, was mit der Förderung der Kollagen- und HA-Synthese durch CPs zusammenhängen könnte. Darüber hinaus erhöhte die Erhöhung von HYP und HA den Feuchtigkeitsgehalt.

3.3.3. Histologische Veränderungen der Haut

Die histologischen Veränderungen der Rückenhaut von Mäusen nach sieben Wochen kontinuierlicher Behandlung sind in Abbildung 2 dargestellt. Die alternde Haut der M-Gruppe zeigte im Vergleich zur Haut der N-Gruppe die Eigenschaften einer rauhen Oberfläche, verdickter Epidermis, verdünnter Dermis und spärlicher Zellen. Der Zustand der alternden Haut bei Mäusen verbesserte sich jedoch nach oraler Verabreichung von CPs, wobei eine glatte, geordnete und vollständige Struktur ähnlich der bei den Mäusen der N-Gruppe beibehalten wurde. So war die Dermis der Haut signifikant dünner und die Epidermis signifikant dicker in der M-Gruppe als in der N-Gruppe (S<0.05). the="" change="" in="" skin="" dermis="" and="" epidermal="" thickness="" was="" significantly="" better="" after="" treatment="" with=""><0.05), and="" the="" effect="" was="" more="" obvious="" with="" the="" increase="" in="" the="" dose="" of="" cps="" (figure="" 2).="" the="" effect="" of="" oral="" cps="" on="" the="" histological="" structure="" of="" aging="" skin="" was="" similar="" to="" that="" reported="" previously[4,28,31].="" the="" increase="" in="" the="" thickness="" of="" the="" epidermis="" might="" be="" an="" adaptive="" change="" to="" protect="" the="" skin="" from="" external="" stimuli,="" loss="" of="" skin="" moisture,="" and="" uv="" damage,="" possibly="" due="" to="" the="" increase="" in="" uv-activated="" epidermal="" growth="" factor="" receptor="" (egfr)="" that="" induces="" keratinocyte="" proliferation="" and="" epidermal="" hyperplasia[4].="" however,="" the="" mechanism="" by="" which="" oral="" cps="" alleviate="" the="" increase="" in="" epidermal="" thickness="" remains="" unclear.="" the="" dermis="" imparts="" elasticity="" and="" strength="" to="" the="" skin,="" and="" the="" degradation="" of="" ecm="" and="" the="" reduction="" in="" the="" ability="" to="" repair="" fibroblasts="" are="" the="" main="" causes="" of="" dermal="" thinning="" in="" aging="" skin.="" dermal="" thickness="" increased="" after="" the="" treatment="" with="" cps,="" which="" might="" be="" due="" to="" the="" removal="" of="" ros="" from="" the="" skin="" and="" inhibition="" of="" the="" increase="" of="" mmps="" by="" cps.="" this,="" in="" turn,="" inhibited="" the="" degradation="" of="" skin="" collagen="" and="" elastin="" (figure="" 3),="" the="" entry="" of="" cps="" into="" the="" skin,="" and="" their="" participation="" in="" the="" synthesis="" of="" collagen="" and="" ha="" [6],="" which="" was="" confirmed="" by="" the="" increase="" in="" the="" content="" of="" hyp="" and="" ha="" in="" the="" skin="" (table="">

3.3.4.Antioxidans- und Entzündungswerte der Haut

Die Bestimmung der Aktivität antioxidativer Enzyme ist die am häufigsten verwendete Methode zur Bewertung des antioxidativen Gehalts im Körper [28]. Wie in Abbildung 3 gezeigt, waren die Aktivitäten von CAT, SOD, GSH-Px und MDA-Gehalt in der M-Gruppe signifikant niedriger als in der N-Gruppe (S<0.05). administering="" cps="" effectively="" inhibited="" the="" decrease="" of="" cat,="" sod,="" gsh-px="" activities,="" and="" the="" mda="" content="" in="" the="" skin="" of="" mice,="" compared="" to="" those="" in="" the="" mice="" skin="" of="" the="" m="" group,and="" was="" positively="" correlated="" with="" the="" dose="" of="" cps;="" there="" were="" significant="" differences="" among="" the="" different="" dose="" groups=""><0.05). when="" ros,="" accumulated="" by="" skin="" oxidative="" stress,="" exceed="" the="" antioxidant="" defense="" ability="" of="" the="" body,="" they="" destroy="" the="" ecm,="" which="" is="" the="" key="" cause="" of="" skin="" aging.="" ros="" can="" cause="" the="" oxidation="" of="" lipids="" and="" proteins="" in="" the="" skin,="" resulting="" in="" fibroblast="" degeneration="" and="" changes="" in="" the="" skin.="" ros="" activates="" the="" mapk="" signaling="" pathway="" and="" the="" ap-1="" protein="" to="" upregulate="" the="" expression="" of="" mmps="" and="" promote="" the="" degradation="" of="" matrix="" collagen="" [21].="" although="" the="" antioxidant="" enzymes="" and="" antioxidants="" in="" the="" body="" can="" remove="" ros="" to="" protect="" the="" skin="" from="" damage,="" when="" the="" content="" of="" rosexceeds="" the="" defense="" (antioxidant)="" ability="" of="" the="" body="" or="" the="" body's="" defense="" ability="" declines,="" it="" causes="" oxidative="" stress="" and="" skin="">

Darüber hinaus trägt auch die durch ROS verursachte zelluläre Entzündungsreaktion zur Hautalterung bei. Nach UV- und D-Galactose-Behandlung (M-Gruppe) stieg der Gehalt an IL-1 in der Haut der Mäuse im Vergleich zu dem in der N-Gruppe signifikant an (Abbildung 3D), was darauf hinweist, dass die Haut eine signifikante Entzündungsreaktion zeigte (p<0.05). the="" cps="" significantly="" reduced="" the="" content="" of="" il-1α="" in="" the="" skin="" in="" a="" dose-dependent="" manner,="" compared="" to="" that="" in="" the="" skin="" of="" mice="" in="" the="" m="" group.="" there="" was="" a="" significant="" difference="" between="" hcps="" and="" lcps=""><0.05), indicating="" that="" cps="" alleviated="" skin="" inflammation.="" the="" o2="" produced="" by="" ultraviolet="" irradiation="" stimulated="" the="" expression="" of="" mmp-1="" in="" dermal="" fibroblasts="" through="" the="" secretion="" of="" il-1α="" and="" il-6,="" thereby="" disrupting="" the="" ecm="" [33].="" therefore,="" this="" study="" suggested="" that="" cps="" significantly="" increased="" the="" activity="" of="" skin="" antioxidant="" enzymes="" and="" inhibited="" inflammatory="" responses,="" which="" might="" be="" important="" in="" delaying="" skin="" aging="" in="">

3.4. Wirkmechanismus von diätetischen CPs zur Linderung der Hautalterung

3.4.1. Analyse und Validierung von RNA-Seq-Daten

Analysis techniques, such as PCA, HCA, gene GO enrichment, and KEGG pathway enrichment were used to analyze the transcriptome data. Based on the PCA analysis (Figure 4A)and hierarchical clustering analysis (heat map)of 4303 differential genes with average channel strength greater than 100, the relative expression levels of total DEGs between the two treatment groups are shown to provide an overview of the changes in gene expression(Figure 4B).The M group and the HCP group were significantly separated, and the expression patterns of most DEGs in the M and HCP groups were opposite, indicating that there were significant differences between the mouse skin after HCP treatment and the M group(Figure 4A,B).Pairwise comparisons showed that after feeding HCPs, 4303 genes were significantly expressed in the mice's skin, including 1790 upregulated genes and 2513 downregulated genes(Foldchange>2,p<0.05)(figure 4c).among="" the="" six="" genes="" associated="" with="" skin="" aging="" quantified="" by="" qrt-pcr,="" five="" genes(including="" fos,="" jun,="" cxcl1,="" and="" egr1)were="" downregulated,="" and="" one="" gene="" was="" upregulated(figure="" 4d),="" which="" was="" consistent="" with="" the="" overall="" trend="" of="" transcriptomic="" data.="" the="" rna="" expression="" levels="" of="" fos,="" jun,="" and="" cxcll="" were="" significantly="" upregulated="" in="" damaged="" skin="" compared="" to="" that="" in="" intact="" skin="" [34],="" and="" inhibition="" of="" egr1="" expression="" alleviated="" skin="" inflammation="" [35].="" these="" results="" reflected="" the="" reliability="" of="" transcriptome="" sequencing="" data,="" and="" oral="" cps="" effectively="" alleviated="" skin="">

Die Anreicherungsanalyse und die Anreicherungsanalyse der KEGG-Datenbank unterstützten die weitere Untersuchung der biologischen Funktionen von DEGs. Die GO-Analyse zeigte, dass DEGs in biologischen Prozessen wie DNA-Replikation, Regulierung der Hämatopoese, Regulierung der Hydrolaseaktivität und Zytokinproduktion signifikant angereichert waren; in Zellkomponenten, zu denen lytische Vakuole und Lysosom gehörten, waren kollagenhaltige und andere verwandte Gene signifikant angereichert; in Bezug auf die molekulare Funktion wurden Rezeptor-Liganden-Aktivität, Zytokin-Aktivität und andere verwandte Gene signifikant angereichert (Abbildung 5). Die KEGG-Anreicherungsanalyse der ersten 20 signifikant durch DEGs veränderten Signalwege ist in Abbildung 5 dargestellt<0.05)were closely="" related="" to="" aging,="" especially="" cytokine-receptor="" interactions,="" lysosomes,="" and="" tgf-βsignaling.="" an="" important="" feature="" of="" cellular="" senescence="" is="" the="" accumulation="" of="" damaged="" organelles="" and="" protein="" aggregates.="" lysosomes="" play="" an="" important="" role="" in="" degrading="" damaged="" organelles="" and="" protein="" aggregates="" in="" senescent="" cells="" [36].="" cytokine-receptor="" interaction="" is="" the="" main="" pathway="" of="" enrichment="" in="" the="" skin="" after="" being="" affected="" by="" various="" factors="" such="" as="" inflammation="" [37],="" sulfur="" mustard="" exposure="" [38],="" and="" terahertz="" pulse="" [39].="" cytokines,="" as="" small="" molecular="" proteins="" synthesized="" and="" secreted="" by="" various="" tissue="" cells,="" maintain="" skin="" homeostasis="" by="" controlling="" the="" balance="" between="" keratinocyte="" proliferation,="" differentiation,="" and="" apoptosis="" through="" complex="" interactions="" with="" growth="" factors="" [40].="" the="" tgf-β="" signaling="" pathway="" is="" also="" important="" for="" regulating="" skin="" aging="" [14].="" gene="" functional="" enrichment="" analysis="" showed="" that="" tgf-β="" was="" highly="" expressed="" during="" cytokine-receptor="" interaction="" and="" in="" the="" tgf-β="" signaling="" pathway.="" tgf-β="" is="" a="" major="" pro-fibrotic="" cytokine="" that="" regulates="" cell="" differentiation="" and="" proliferation="" while="" inducing="" extracellular="" matrix="" protein="" synthesis="" [41.="" therefore,="" we="" verified="" the="" tgf-β="" signaling="" pathway="" and="" some="">

3.4.2. Überprüfung des Wirkmechanismus von CPs bei der Linderung der Hautalterung

Um die Rolle des TGF-Signalwegs und der Zytokin-Rezeptor-Interaktion bei der Linderung der Hautalterung durch orale CPs zu verifizieren, wurde eine WB-Analyse durchgeführt, um den TGF- und Transkriptionsfaktor Smad2/3 im TGF-Signalweg sowie den Schlüssel zu verifizieren Transkriptionsfaktor AP-1(c-Fos und c-Jun), der Zytokine reguliert. Die Gehalte an MMP-1, MMP-3, Prokollagen Typ I und I-1 wurden durch ELISA bestimmt. Die Ergebnisse der WB-Analyse zeigten, dass die Expression von TGF-, Smad2 und Smad3 in Gruppe M signifikant niedriger war als in Gruppe N (S<0.05). the="" expression="" levels="" of="" tgf-β="" and="" smad3="" were="" significantly="" higher="" in="" mice="" after="" the="" oral="" administration="" of="" cps="" compared="" to="" their="" levels="" in="" group="" m="" mice;="" additionally,="" smad2="" also="" increased="" significantly=""><0.05), except="" for="" in="" the="" lcps="" in="" a="" dose-dependent="" manner="" (figure="" 6).="" on="" the="" contrary,="" the="" expression="" of="" c-fos="" and="" c-jun="" in="" the="" m="" group="" was="" significantly="" higher="" than="" that="" in="" the="" n="" group.="" the="" expression="" of="" c-fos="" and="" c-jun="" in="" the="" cp="" group="" was="" significantly="" lower="" than="" that="" in="" the="" m="" group,="" except="" for="" the="" expression="" of="" c-jun="" in="" the="" lcp=""><0.05), and="" the="" change="" was="" dose-dependent.="" these="" results="" indicated="" that="" the="" tgf-β="" signaling="" pathway="" was="" activated="" and="" ap-1="" was="" inhibited="" after="" feeding="">

Das AP-1-Protein ist ein dimerer Komplex aus Proteinen der Jun- und Fos-Familie und ein wichtiger Regulator von Hautentzündungen und Zytokinexpression. Generell zeigt der Komplex aus c-Jun und c-Fos die höchste Transkriptionsaktivität in der Haut [41, A42]. In alternden Hautzellen produziertes ROS aktiviert zuerst das AP-1-Protein und reguliert dann nachgeschaltete Zytokine (wie IL-1), MMPs und den TGF-Signalweg durch Transkription und Translation, wodurch die Hautalterung erleichtert wird [43 ,44]. Die TGF-/Smad-Signalreaktion ist ein klassischer Kollagensyntheseweg, und der Smad-Transkriptionsfaktor ist der Kern dieses Signaltransduktionswegs. TGF- löst die Phosphorylierung und Aktivierung von nachgeschaltetem Smad2 und Smad3 durch Bindung an den Rezeptor aus und erhöht dadurch die Synthese von COLI [14].

Zusätzlich zeigten die ELISA-Ergebnisse, dass der Gehalt an MMP-1, MMP-3 und IL-1 in der Haut der M-Gruppe signifikant höher war als der in der N-Gruppe und der Gehalt an Typ I Pro-Kollagen war signifikant niedriger (S<0.05). however,="" the="" contents="" of="" mmp-1,="" mmp-3,="" and="" il-1α(figure="" 3d)in="" the="" skin="" after="" oral="" administration="" of="" cps="" were="" significantly="" lower="" than="" those="" in="" the="" m="" group="" (p=""><0.05); type="" i="" pro-collagen="" increased="" significantly,="" and="" all="" the="" changes="" were="" dose-dependent="" with="" cps="" (figure="" 7).="" mmps="" are="" involved="" in="" the="" decomposition="" of="" skin="" collagen,="" il-1α="" shows="" the="" level="" of="" inflammation="" of="" the="" skin,="" and="" type="" i="" pro-collagen="" reflects="" the="" synthesis="" of="" skin="" collagen.="" accumulating="" evidence="" suggests="" that="" the="" role="" of="" the="" jun/ap-1="" protein="" pathway="" has="" also="" been="" proposed="" to="" regulate="" skin="" inflammation="" [40].="" the="" elisa="" results="" showed="" that="" the="" combined="" treatment="" of="" uv="" and="" d-galactose="" caused="" skin="" collagen="" degradation,="" decreased="" collagen="" synthesis,="" and="" caused="" skin="" inflammation,="" leading="" to="" skin="" aging.="" however,="" these="" changes="" were="" reversed="" after="" the="" oral="" administration="" of="">

Zusätzlich zu den oben genannten Signalwegen wurden in dieser Studie die hochregulierten Gene nach der CP-Behandlung signifikant in den Lysosom-Signalweg angereichert, was darauf hindeutet, dass die CP-Behandlung das Lysosom in der Haut aktivierte (Abbildung 5). Frühere Studien weisen darauf hin, dass aktivierte Lysosomen Aggregate beseitigen und die Aktivierung seneszenter neuraler Stammzellen während des Alterns erhöhen [45]. Darüber hinaus kann die erhöhte Funktion von Lysosomen die Konzentration von intrazellulärem ROS verringern, um Zellruhe zu verhindern. In ähnlicher Weise kann jede Abnahme der Lysosomenfunktion die intrazelluläre ROS-Konzentration erhöhen, was letztendlich die Zellruhe fördert [46]. Obwohl wir dies in diesem Artikel nicht systematisch verifiziert haben, deuten diese Ergebnisse und frühere Berichte darauf hin, dass die Aktivierung der lysosomalen Funktion der Hauptweg für CPs sein könnte, um die Hautalterung zu lindern, und wir werden weiterhin darauf abzielen, dies zu verifizieren.

Daher zeigte diese Studie, dass diätetische CPs die durch UV und D-Galactose induzierte Hautalterung dosisabhängig lindern können. CPs lindern die Hautalterung, indem sie die Hautoxidation senken, die Expression der wichtigsten Transkriptionsfaktoren AP-1 (c-Jun und c-Fos) hemmen, den TGF-/Smad-Signalweg aktivieren, um die Kollagensynthese zu fördern, die Expression von hemmen MMP-1 und MMP-3 (die den Kollagenabbau hemmen) und Hemmung von Hautentzündungen zur Linderung der Hautalterung (Abbildung 8). Darüber hinaus sind unsere Erkenntnisse in der aktuellen

4. Schlussfolgerung

Zusammenfassend bestätigte diese Studie, dass die Nahrungsergänzung mit Hühnerknochen-Kollagenpeptiden die durch UV-Strahlung und D-Galactose induzierte Hautalterung über mehrere Wege signifikant lindern kann, darunter die Förderung der Pro-Kollagen-Synthese, die Hemmung des Kollagenabbaus, die Verbesserung des Antioxidansspiegels der Haut und die Hemmung Entzündung; die Linderung war bei CPs dosisabhängig. Eine detaillierte Untersuchung zeigte, dass CPs zuerst das Ausmaß der Hautoxidation reduzieren, die Expression des Schlüsseltranskriptionsfaktors AP-1 (c-Jun und c-Fos) hemmen und dann den TGF-/Smad-Signalweg zur Förderung aktivieren Kollagensynthese, hemmen die Expression von MMP-1 und MMP-3, um den Kollagenabbau zu hemmen, und hemmen Hautentzündungen, um die Hautalterung bei Mäusen zu lindern. Darüber hinaus kann die Aktivierung von Lysosomen auch der Hauptweg für CPs sein, um die Hautalterung zu lindern, was weiterer Forschung und Überprüfung würdig ist. Diese Ergebnisse liefern eine theoretische Grundlage für den Einsatz von Kollagenpeptiden zur Linderung der Hautalterung und erweitern den Spielraum für die umfassende Nutzung tierischer Nebenprodukte in funktionellen Lebensmitteln.

Autorenbeiträge: CC hat das Manuskript entworfen, gemessen und geschrieben; ZXand HT gestaltete und überarbeitete das Manuskript; YL bot methodische Anleitung; CG und YW überprüften das Manuskript. Alle Autoren haben die veröffentlichte Version des Manuskripts gelesen und sind damit einverstanden.

Dieser Artikel ist extrahiert aus Nutrients 2022, 14, 1622. https://doi.org/10.3390/nu14081622 https://www.mdpi.com/journal/nutrients