研究前沿 | 桦褐孔菌醇对人真皮成纤维细胞氧化应激的抗衰老作用

随着时间的推移，皮肤老化通过各种复杂的内在和外在过程导致许多皮肤疾病。内在衰老与真皮细胞外胶原蛋白生成和基质蛋白的表型改变有关。外源性老化是由重金属污染、紫外线（UV）和氧化应激引起的，并引起皮肤损伤。氧化损伤是皮肤老化最常见的原因之一。现有研究表明H₂O₂是最具活性的活性氧（ROS），可直接损伤细胞。因此，H₂O₂被用作氧化应激源。

ROS是自由基通过与各种细胞中的细胞脂质、蛋白质和核酸相互作用引起氧化损伤。ROS与细胞反应有关，如细胞迁移、细胞增殖、细胞衰老、肿瘤发生、血管生成和免疫反应。细胞ROS的产生涉及两个系统。第一种是NADPH氧化酶（NOX），它是病理过程中细胞ROS产生的主要驱动因素。NOX是一种膜结合蛋白，在免疫系统的炎症反应中产生ROS。细胞中的第二个ROS生成系统是一氧化氮（NO）合成。NO合成在衰老中起着关键作用。

图解摘要

桦褐孔菌醇（Inotodiol）是从桦褐孔菌（Inonotus obliquus）中提取出来的，桦褐孔菌是天然羊毛甾烷型三萜化合物的丰富来源，含有多种生物活性成分。根据对Inotodiol的化学分析，多酚、多糖和三萜是其大部分生物效应的原因。根据最近的一项研究，Inotodiol具有多种生物活性，包括抗病毒、抗癌和抗炎活性，以及抑制食物过敏。桦褐孔菌醇在结构上与甾醇相似（图1a）。本研究探讨了Inotodiol在人真皮成纤维细胞（HDFs）中对氧化应激诱导的ROS的抑制作用。此外，通过评估MAPK-NOX5和NF-κB信号通路在氧化应激诱导的皮肤衰老中的反应，研究了Inotodiol药理作用的可能机制。

图1. H2O2和Inotodiol对HDF细胞的细胞毒性。

（a） Inotodiol的化学结构。（b） 将细胞接种在96孔板上，用H2O2（0-5μM）处理24小时。统计意义：与对照组相比，*P<0.05。（c） 将细胞接种在96孔板上，用Inotodiol（0-2μg/mL）处理24小时。(d) Inotodiol（2μg/mL）预处理4 h， H2O2（5μM）处理20 h。与对照组相比，*P<0.05。（e）光学显微镜图像。它与图（d）有关。这些结果表示为三个独立实验的平均值±SEM。

使用qRT-PCR检测了Inotodiol对氧化应激诱导的细胞因子基因的影响。H2O2处理显著提高了IL-1β、IL-6、TNF-α和COX-2的表达，但对IL-17的转录水平没有影响，甚至在Inotodiol处理后也下调了IL-1β、IL-6、TNF-α和COX-2的表达（图2）。此外，测量了IL-1β、TNF-α和COX-2的水平，以评估Inotodiol对HDF细胞氧化应激诱导的细胞因子的抑制作用。2μg/mL Inotodiol处理可降低H2O2诱导的IL-1β、TNF-α和COX-2（图3a-c）。综上所述，这些结果表明，Inotodiol可以抑制细胞因子，如IL-1β、IL-6、TNF-α和COX-2。

图2. Inotodiol对HDF细胞中氧化应激诱导的炎症相关基因的影响。血清饥饿后，用Inotodiol处理细胞4小时，然后用H2O2刺激20小时。细胞炎症因子mRNA的定量；IL-6、IL-17、IL-1β、TNF-α和COX-2。统计显著性：与对照组相比，**P<0.005；与过氧化氢组相比，##P<0.005。

图3. Inotodiol对 HDF 细胞中氧化应激诱导的炎症细胞因子的影响。血清饥饿处理后，细胞用Inotodiol处理 4 小时，随后用 H₂O₂ 刺激 20 小时。（a）TNF-α，（b）IL-1β 和（c）COX-2 水平通过 ELISA 检测试剂盒进行测定。统计学意义：与对照组相比，** P < 0.005；与过氧化氢组相比，## P < 0.005；与过氧化氢组相比，### P < 0.0001。

过氧化氢诱导的氧化应激和NOX5在皮肤衰老中起关键作用。这是首次研究Inotodiol对人真皮成纤维细胞中H2O2诱导的氧化应激的抑制作用。本研究发现Inotodiol通过干扰ERK1/2信号通路，抑制促炎细胞因子（IL-1β和TNF-α）、NO和ROS的过度产生以及NF-κB和NOX5的过表达，从而抑制H2O2诱导的氧化应激（图4）。

图4. Inotodiol对HDF细胞过氧化氢诱导氧化应激模型影响的示意图模型。

Inotodiol处理氧化应激诱导的HDF细胞显著减弱NO和ROS的产生，并抑制过氧化氢刺激的促炎细胞因子的分泌。这些抑制作用与炎症调节的NF-κB通路信号的减少有关。NOX5、MAPK和NF-κB为抵抗皮肤衰老提供了新的靶点，正如本研究所证明的那样，Inotodiol可以作为缓解氧化应激的治疗药物，减少皮肤炎症，抗衰老。

原文发表于：Biomedicine & Pharmacotherapy Volume 153, September 2022, 113311 https://doi.org/10.1016/j.biopha.2022.113311