Depigmenteringspotensialet til lavekstrakter evaluert av in vitro og in vivo tester del 2

I følge relevante studier,cistancheer en vanlig urt som er kjent som "mirakelurten som forlenger livet". Hovedkomponenten ercistanoside, som har ulike effekter som f.eksantioksidant, anti-inflammatoriskog fremme av immunfunksjonen. Mekanismen mellom cistanche og hudbleking ligger i antioksidanteffekten til cistancheglykosider. Melanin i menneskelig hud produseres ved oksidasjon av tyrosin katalysert avtyrosinase, og oksidasjonsreaksjonen krever deltakelse av oksygen, så de oksygenfrie radikalene i kroppen blir en viktig faktor som påvirker melaninproduksjonen. Cistanche inneholder cistanosid, som er en antioksidant og kan redusere dannelsen av frie radikaler i kroppen, dermedhemmer melaninproduksjonen.

I tillegg har cistanche også funksjonen til å fremme kollagenproduksjonen, noe som kan øke elastisiteten og glansen i huden og bidra til å reparere skadede hudceller. CistancheFenyletanolglykosiderha en betydelig nedregulerende effekt på tyrosinaseaktivitet, og effekten på tyrosinase er vist å være konkurransedyktig og reversibel hemming, noe som kan gi et vitenskapelig grunnlag for å utvikle og utnytte blekeingrediensene i Cistanche. Derfor har cistanche en nøkkelrolle ibleking av huden. Det kan hemme melaninproduksjonen for å redusere misfarging og matthet; og fremme kollagenproduksjonen for å forbedre hudens elastisitet og glød. På grunn av den utbredte anerkjennelsen av disse effektene av cistanche, mange hudblekingprodukter har begynt å tilføre urteingredienser som Cistanche for å møte forbrukernes etterspørsel, og dermed øke den kommersielle verdien av Cistanche i hudblekingsprodukter. Oppsummert, rollen til cistanche i hudbleking er avgjørende. Dens antioksidanteffekt og kollagenproduserende effekt kan redusere misfarging og matthet, forbedre hudens elastisitet og glans, og dermed oppnå en blekende effekt. Den brede anvendelsen av Cistanche i hudblekingsprodukter viser også at dens rolle i kommersiell verdi ikke kan undervurderes.

Klikk på Hva du skal spise for bleking

For mer info:

david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501

Påvisning av tyrosinaseinhibering ved TLC-bioautografi

TLC-profilen gjorde det mulig å vise hovedstoffene i hvert ekstrakt. Identifikasjon av disse stoffene er ikke et mål med dette arbeidet, men som et eksempel er flekken av vulpinsyre (gul under synlig lys) i L. vulpina metanolisk ekstrakt tydelig (Huneck & Yoshimura, 1996) (fig. 2). Bioautografidata avslørte at flere forbindelser utøver hemmende effekter på tyrosinaseaktivitet. Mest bemerkelsesverdig var den hemmende aktiviteten til C. islandica kloroform-metanolekstrakt fordelt på forskjellige bånd som dekker et bredt spekter av polaritet (fig. 2A). Motsatt er den tyrosinaseinhiberende aktiviteten til L. vulpina metanolekstrakt konsentrert i ett bånd som migrerer nær det store gule båndet som tilsvarer vulpinsyre (fig. 2B).

Lavekstrakt depigmenterende effekter på MeWO-celler

MeWo human melanomcellelinje ble brukt som en in vitro-modell for å utforske lavdepigmenteringseffekter. Som et første trinn ble cellene utsatt for cellelevedyktighetsanalyse ved eksponering i 48 timer for økende konsentrasjoner av L. vulpina metanol og C. islandica kloroform-metanolekstrakter. Dose-responskurver for cellelevedyktighet tillot å utlede IC50-verdier på 88 µg/ml (95 prosent KI [68–113 µg/ml]) for L. vulpina og 264 µg/ml (95 prosent KI [213–328 µg/ml] ) for C. islandica. Terskel IC05-verdier var henholdsvis 19 µg/ml (95 prosent KI [9–40 µg/ml]) og 51 µg/ml (95 prosent KI [31–85 µg/ml]).

Deretter viste analysen av melanin utført på MeWo-celler, etter 72 timers eksponering for forskjellige lavekstraktkonsentrasjoner, en kraftig reduksjon angående kontroller indusert av begge ekstraktene. I disse eksperimentene ble arbutin (8 mM) brukt som en positiv kontroll, og reduserte melanininnholdet i cellene til omtrent 50 prosent av kontrollene. Metanolekstraktet av L. vulpina induserte en melanin-reduksjon som ligner på arbutin, og opptrådte allerede ved en konsentrasjon så lav som 10 µg/ml (fig. 3). Denne konsentrasjonen er lavere enn terskelen for cytotoksiske effekter målt for dette ekstraktet, noe som gjør det mulig å utelukke muligheten for spesifikke skadelige effekter på celler. En lignende effekt på melanininnholdet i celler ble også observert for C. islandica kloroform-metanolekstrakt, men bare ved en konsentrasjon på 50 µg/ml (fig. 3). Imidlertid var også den effektive konsentrasjonen av dette ekstraktet lavere enn terskelen for cytotoksiske effekter.

Fenotypebasert evaluering av depigmenterende effekter av lavekstrakter ved bruk av sebrafisk

Sebrafiskmodeller ble brukt for ytterligere å underbygge in vivo effektene av hemming av melanogenese av C. islandica og L. vulpina. For å definere den optimale konsentrasjonen å bruke, ble de første embryoene utsatt for toksisitetsanalyse ved eksponering i 48 timer for økende konsentrasjoner av L. vulpina metanol og C. islandica kloroform-metanolekstrakter.

Deretter observerte vi at, når de ble behandlet med subtoksiske doser av C. islandica og L. vulpina, hadde sebrafisklarver en reduksjon i pigmentering (fig. 4 og 5). Ekstraktet av L. vulpina viste høyere hemmende aktivitet enn C. islandica, som indikert av data fra bildeanalyse. Logistiske regresjonskurver ga IC50-verdier på 44 µg/ml (42–47 µg/ml) for kloroform-metanolekstraktet av C. islandica, og 30 µg/ml (25–36 µg/ml) for metanolekstraktet av L. vulpina (fig. 6). Til slutt ble den depigmenterende aktiviteten til C. islandica- og L. vulpina-ekstrakter også evaluert i sebrafiskembryoene ved hjelp av melaninanalyse (tilleggsinformasjon).

DISKUSJON

Vår studie fremhevet et kompleks av in vitro og in vivo depigmenteringseffekter på grunn av spesifikke lav og ekstraksjonsløsninger. Strategien for å velge separate ekstraksjoner med en rekke løsemiddelpolariteter, i stedet for en suksessiv ekstraksjon med løsemidler med økende polaritet, ble diktert av det banebrytende aspektet ved undersøkelsen. Studien var rettet mot å avsløre allment tilgjengelige lavarter som kunne utnyttes for deres depigmenterende effekter, med et stykke svært begrenset kunnskap om mulig tilstedeværelse av aktive prinsipper og deres interaksjoner. Derfor tok vi i bruk en ekstraktfraksjoneringsmetode som kan innebære noe sammensetningsoverlapping mellom fraksjoner, men som maksimerer deres depigmenteringsytelse, muligens også på grunn av synergistiske effekter.

Når det gjelder tyrosinaseinhibering i cellefrie eksperimenter, bekrefter resultatene våre data fra Higuchi et al. (1993), som viser tyrosinaseinhiberingsrater på 40,4 prosent for L. vulpina og 13,8 prosent for C. islandica, angående våre henholdsvis 86.2 prosent og 42,6 prosent , muligens på grunn av bruken av dyrkede lav og forskjellig utvinning løsemiddel. Vi viste den sterkeste aktiviteten for metanolekstraktet av L. vulpina, etterfulgt av kloroform-metanolekstraktene av C. islandica. Dermed ble disse ekstraktene brukt til å utforske den anti-melanogene aktiviteten til melanomceller og sebrafisklarver. Data innhentet fra disse testene bekreftet de fra cellefrie eksperimenter, og i alle tilfeller induserte metanolekstraktet av L. vulpina den sterkeste effekten.

I tillegg indikerer bioautografianalyse at forskjellige stoffer i disse lavene utøver tyrosinaseinhibering. Selv om vi ikke har utført en fullstendig karakterisering av ekstraktene, kjenner vi fra litteraturen til de viktigste lavstoffene som karakteriserer disse lavene: L. vulpina inneholder atranorin og vulpinsyre, mens C. islandica inneholder lichesterinsyre, protolichesterinsyre og fumarprotocetrasyre (Culberson, 1969). . Imidlertid er informasjon om antityrosinaseaktivitetene til lavsubstanser i litteraturen relativt dårlig, mens det kun i noen få tilfeller var mulig å klargjøre hemmingsmekanismene. Nylig har Brandão et al. (2017) isolerte fumarprotocetraric acid fra laven Cladonia verticillate og viste ukonkurrerende, blandet type hemming på tyrosinaseaktivitet som steg med økende konsentrasjon, ved 0,6 mM hemmet syren tyrosinaseaktivitet med 39,8 prosent.

Et element som gjør sammenligninger mellom forskjellige lavarter til en vanskelig oppgave, er den høye variasjonen i kjemisk sammensetning, som også er utsatt for variasjonen av miljøparametere, habitat og mikroklimatiske egenskaper (f.eks. tilgjengelighet av vann og lys) (Matteucci et al. , 2017). Disse forskjellene kan ligge til grunn for betydelige forskjeller i den biologiske aktiviteten til lavfytokomplekser hvor sammensetningen ikke er blitt kvantitativt karakterisert. Derfor er ytterligere arbeid nødvendig for å isolere og kvantifisere aktive forbindelser fra ekstraktene for bedre å definere komponentene med antityrosinaseaktivitet. Så langt har flere arbeider undersøkt den mulige antityrosinaseaktiviteten til lavforbindelser (f.eks. Kwong et al., 2020; Honda et al., 2016; Lopes, Coelho & Honda, 2018). For eksempel bestemte Kim & Cho (2007) at metanolekstrakter av Usnea longissima og Usnea esculent påvirket melanindannelsen uavhengig av deres antioksidantvirkning. Angående deres fenoliske struktur, er det sannsynlig at forskjellige bestanddeler er sterke tyrosinaseinhibitorer, med en mye lavere IC50 i forhold til hele ekstraktet.

Som konklusjon gir studien vår bevis på depigmenterende effekter av spesifikke lavekstrakter, fra tyrosinaseinhibering i cellefrie eksperimenter til depigmenterende effekter in vitro på dyrkede celler og in vivo på sebrafisklarver. Disse dataene indikerer at L. vulpina og C. islandica lavekstrakter er potensielle kandidater for å utvikle farmasøytiske og kosmetiske produkter for hudbleking. Data tyder også på at L. vulpina kan være en god kilde for isolering av forbindelser med sterke depigmenterende egenskaper. Fremtidige mål i denne retningen vil være kjemisk karakterisering av lavekstraktene og evaluering av aktiviteten til deres mest lovende bestanddeler.

YTTERLIGERE INFORMASJON OG ERKLÆRINGER

Finansiering

Dette arbeidet ble støttet av University of Genova (FRA2018). Finansierne hadde ingen rolle i studiedesignet, datainnsamlingen, analysen, beslutningen om å publisere eller utarbeidelsen av manuskriptet.

Grant Disclosures

Følgende stipendinformasjon ble avslørt av forfatterne: Universitetet i Genova: FRA2018.

Konkurrerende interesser

Paolo Giordani er akademisk redaktør for PeerJ.

Forfatterbidrag

Dyreetikk

Følgende informasjon ble gitt knyttet til etiske godkjenninger (dvs. godkjenningsorgan og eventuelle referansenumre):

Datatilgjengelighet

Følgende informasjon ble gitt om datatilgjengelighet:

De rå målingene av tyrosinaseinhibering er tilgjengelig i en tilleggsfil.

Tilleggsinformasjon

Tilleggsinformasjon for denne artikkelen kan finnes på nettet.

REFERANSER

1. Behera BC, Adawadkar B, Makhija U. 2004. Kapasiteten til noen grafiske lav til å rense superoksid og hemming av tyrosinase- og xanthinoksidase-aktiviteter. Current Science 87:83–87.

2. Boustie J, Tomasi S, Grube M. 2011. Bioaktive lavmetabolitter: alpine habitater som en uutnyttet kilde. Phytochemistry Reviews 10:287–307

3. Brandão LFG, Da Silva Santos NP, Pereira ECG, Da Silva NH, Matos M de FC, Bogo D, Honda NK. 2017. Effekter av fumarprotocetraric acid, en depsidon fra lichen cladonia verticillaris, på tyrosinaseaktivitet. Orbital - The Electronic Journal of Chemistry 9:256–260

4. Cheli Y, Ohanna M, Ballotti R, Bertolotto C. 2010. Femten år lang søken etter mikroftalmiassosierte transkripsjonsfaktormålgener. Pigment Cell & Melanoma Research 23:27–40.

5. Cornara L, Pastorino G, Borghesi B, Salis A, Clericuzio M, Marchetti C, Damonte G, Burlando B. 2018. Posidonia oceanic (L.) defile etanolisk ekstrakt modulerer celleaktiviteter med hudhelseapplikasjoner. Marine Drugs 16:21.

6. Crawford SD. 2015. Lav brukt i tradisjonell medisin, i lav sekundære metabolitter: bioaktive egenskaper og farmasøytisk potensial. I: Branislav Rankovic. Basel: Springer International Publishing, 27–80.

7. Culberson CF. 1969. Kjemisk og botanisk guide til lavprodukter. Chapel Hill: University of North Carolina Press.

8. Culberson CF, Kristinsson HD. 1970. En standardisert metode for identifikasjon av lavprodukter. Journal of Chromatography A 46:85–93.

9. Devkota S, Chaudhary RP, Werth S, Scheidegger C. 2017. Innfødt kunnskap og bruk av lav av de teknofile samfunnene i Nepal Himalaya. Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine 13:15.

10. D'Mello SAN, Finlay GJ, Baguley BC, Askarian-Amiri ME. 2016. Signalveier i melanogenese. International Journal of Molecular Sciences 17(7):1144.

11. Einarsdóttir E, Groeneweg J, Björnsdóttir GG, Harethardottir G, Omarsdóttir S, Ingólfsdóttir K, Ogmundsdóttir HM. 2010. Cellulære mekanismer for anti-krefteffektene av lavforbindelsen usninsyre. Planta Medica 76:969–974.

12. Gül¸cin I, Oktay M, Küfrevioğlu OI, Aslan A. 2002. Bestemmelse av antioksidantaktiviteten til lav Cetraria islandica (L) Ach. Journal of Ethnopharmacology 79:325–329.

13.Higuchi M, Miura Y, Boohene J, Kinoshita Y, Yamamoto Y, Yoshimura I, Yamada Y. 1993. Hemming av tyrosinaktivitet av dyrket lavvev og -biter. Planta Medica 59:253–255.

14. Honda NK, Gon¸calves K, Brandão LFG, Coelho RG, Micheletti AC, Spielmann AA, Canêz LS. 2016. Screening av lavekstrakter ved bruk av tyrosinaseinhibering og toksisitet mot artemia salina. Orbital: The Electronic Journal of Chemistry 8:181–188–188.

15. Huneck S, Yoshimura I. 1996. Identifikasjon av lavstoffer. I: Identifikasjon av lavstoffer. Berlin: Springer.

16. Kim MS, Cho HB. 2007. Melanogenese-hemmende effekter av metanoliske ekstrakter av navlestreng og usnea longissima. Journal of Microbiology 45:578–582.

17. Kondo T, Hearing VJ. 2011. Oppdatering om regulering av pattedyrmelanocyttfunksjon og hudpigmentering. Expert Review of Dermatology 6:97–108.

18. Kwong SP, Wang H, Shi L, Huang Z, Lu B, Cheng X, Chou G, Ji L, Wang C. 2020. Identifikasjon av fotonedbrutte derivater av usninsyre med forbedret toksisitetsprofil og UVA/UVB-beskyttelse hos normale mennesker L02 hepatocytter og epidermale melanocytter. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 205:111814.

19. Leyden JJ, Shergill B, Micali G, Downie J, Wallo W. 2011. Naturlige alternativer for håndtering av hyperpigmentering. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology 25:1140–1145.

20. Li WJ, Lin YC, Wu PF, Wen ZH, Liu PL, Chen CY, Wang HM. 2013. Biofunksjonelle bestanddeler fra liriodendron tulipifera med antioksidanter og anti-melanogene egenskaper. International Journal of Molecular Sciences 14:1698–1712.

21. Lin C-HV, Ding HY, Kuo SY, Chin LW, Wu JY, Chang TS. 2011. Evaluering av in vitro og in vivo depigmenterende aktivitet av bringebærketon fra Rheum officinale. International Journal of Molecular Sciences 12:4819–4835.

22. Lo CY, Liu PL, Lin LC, Chen YT, Hseu YC, Wen ZH, Wang HM. 2013. Antimelanom og antityrosinase fra Alpinia galangal-bestanddeler. The Scientific World Journal 2013: Artikkel 186505.

23. Lopes TIB, Coelho RG, Honda NK. 2018. Hemming av sopptyrosinaseaktivitet av orsellinater. Kjemisk og farmasøytisk bulletin 66:61–64.

24. Matteucci E, Occhipinti A, Piervittori R, Maffei ME, Favero-Longo SE. 2017. Den morfologiske, sekundære metabolitten og ITS (rDNA) variabiliteten innenfor usninsyreholdig lav thalli av xanthoparmelia utforsket i lokal skala av bergart i W-Alpene. Kjemi og biologisk mangfold 14:e1600483.

25. Muggia L, Schmitt I, Grube M. 2009. Lav som skattekister av naturlige produkter. SIM Nyheter 85–97.

26. Mukherjee PK, Biswas R, Sharma A, Banerjee S, Biswas S, Katiyar CK. 2018. Validering av medisinske urter for anti-tyrosinasepotensial. Journal of Herbal Medicine 14:1–16.

27. Nash III TH. 2006. Lavbiologi. Cambridge: Cambridge University Press.

28. Parvez S, Kang M, Chung HS, Bae H. 2007. Naturlig forekommende tyrosinasehemmere: mekanisme og anvendelser i hudhelse, kosmetikk og landbruksindustri. Fytoterapiforskning 21:805–816.

29. Pastorino G, Marchetti C, Borghesi B, Cornara L, Ribulla S, Burlando B. 2017. Biologiske aktiviteter av belgfruktene Melilotus officinalis og Lespedeza capitata for hudpleie og farmasøytiske applikasjoner. Industrielle avlinger og produkter 96:158–164.

30. Phinney NH, Solhaug KA, Gauslaa Y. 2018. The rapid resurrection of chlorolikens in fuktig luft: spesifikk thallusmasse driver rehydrering og reaktiveringskinetikk. Miljø- og eksperimentell botanikk 148:184–191.

31. R Kjerneteam. 2013. R: et språk og miljø for statistisk databehandling. R-pakkeversjon 3.0.1. Wien: R Foundation for Statistical Computing.

32. Ranković B, Kosanić M. 2015. Lav som en potensiell kilde til bioaktive sekundære metabolitter. I: Ranković B, red. Lav sekundære metabolitter. Cham: Springer International Publishing, 1–26.

33. Solano F. 2014. Melaniner: hudpigmenter og mye mer – typer, strukturelle modeller, biologiske funksjoner og dannelsesveier. New Journal of Science 2014:1–28.

34. Souza LF, Caputo L, Inchausti De Barros IB, Fratianni F, Nazzaro F, De Feo V. 2016. Pereskia aculeata Muller (Cactaceae) Blader: kjemisk sammensetning og biologiske aktiviteter. International Journal of Molecular Sciences 17(7):1478.

35. Takayama A, Hata Y, Itakura K, Murase M, Shoji M, Ito M, Sasaki H. 2010. Hudlysende midler, melanindannelsesinhibitorer og hudlysende kosmetikk som inneholder kulturer eller ekstrakter av spesifikke lav. Patentkode: JP 2010150173 A 20100708.

36. Wang HM, Chou YT, Hong ZL, Chen HA, Chang YC, Yang WL, Chang HC, Mai CT, Chen CY. 2011. Biobestanddeler fra stammer av Synsepalum dulcificum Daniell (Sapotaceae) hemmer humant melanomspredning, reduserer sopptyrosinaseaktivitet og har antioksidantegenskaper. Journal of Taiwan Institute of Chemical Engineers 2:204–211.

37. Wangthong S, Tonsiripakdee I, Monhaphol T, Nonthabenjawan R, Wanichwecharun-gruang SP. 2007. Post TLC som utvikler en teknikk for påvisning av tyrosinasehemmere. Biomedisinsk kromatografi 21:94–100.

38. White FJ, James PW. 1985. En ny veiledning til mikrokjemiske teknikker for identifikasjon av lavstoffer. I: British Lichen Society Bulletin. n. 57 (tillegg). London: British Lichen Society.

For mer informasjon: david.deng@wecistanche.com WhatApp:86 13632399501