Oralt inntak av kyllingbeinkollagenpeptider mot hudaldring hos mus ved å regulere kollagennedbrytning og syntese, hemme betennelse og aktivere lysosomer Del 1
Jul 01, 2022
Vær så snill og kontaktoscar.xiao@wecistanche.comfor mer informasjon
Abstrakt:Effekten av kosthold på aldring av huden har blitt et interessant forskningstema. Tidligere studier har hovedsakelig fokusert på de gunstige effektene av kollagenpeptider avledet fra marine organismer på den aldrende huden når de administreres oralt, mens de gunstige effektene av kollagenpeptider avledet fra fjærfe på aldrende hud er sjelden rapportert. I denne studien ble kollagenpeptider fremstilt fra kyllingbein ved enzymatisk hydrolyse, og effekten og virkningsmekanismen til oralt administrerte kollagenpeptider på å lindre hudaldring indusert av UV kombinert med D-galaktose ble undersøkt. Resultatene viste at kyllingbeinkollagenet hadde typiske egenskaper for kollagen, og kyllingbeinkollagenpeptidene (CP-er) var hovedsakelig småmolekylære peptider med en molekylvekt på<3000 da.="">cistanche levetidsforlengelseIn vivo-eksperimenter viste at CP-er hadde en betydelig lindrende effekt på aldrende hud, indikert av endringene i sammensetningen og strukturen til den aldrende huden, forbedring av hudens antioksidantnivå og hemming av betennelse; den lindrende effekten var positivt korrelert med dosen av CP. Ytterligere undersøkelser viste at CP først reduserer nivået av hudoksidasjon, hemmer uttrykket av nøkkeltranskripsjonsfaktoren AP-1 (c-Jun og c-Fos), deretter aktiverer TGF-/Smad-signalveien for å fremme kollagensyntese , hemme uttrykket av MMP-1/3 for å hemme kollagennedbrytning, og hemme hudbetennelse for å lindre hudaldring hos mus. Dessuten fant hudtranskriptomet at lysosomer aktivert etter oral administrering av CP-er kan være en viktig vei for CP-er i anti-hudaldring, og er verdig videre forskning. Disse resultatene antydet at CP-er kan brukes som en funksjonell ernæringskomponent mot aldring.
Nøkkelord:kollagenpeptider; anti-aldring; hud transkriptom; kollagen syntese; lysosomer
1. Introduksjon
Helsetiden, nøyaktig å følge et sunt kosthold, bestemme ernæringens rolle i hudens aldring og bestemme hva du skal spise for å opprettholde en ungdommelig og sunn hud er vanskelige problemer. Huden er det største organet i kroppen, sammensatt av epidermis, dermis og subkutane lag. Det fungerer som en barriere for å beskytte kroppen mot ytre faktorer og spiller også en rolle for helse og skjønnhet[1]. Hudaldring er en kompleks prosess, som er delt inn i kronologisk aldring og fotoaldring og påvirkes av både interne og eksterne faktorer. Hovedkarakteristikkene inkluderer akkumulering av makromolekylær skade i cellen, nedgang i stamcellefunksjon (fremmer vevsfornyelse), og gradvis tap av hudens fysiske integritet [2]. De viktigste molekylære mekanismene som forårsaker aldring av huden inkluderer hovedsakelig oksidativt stress, telomerforkorting, DNA-skader, genetisk mutasjon, mikro-RNA-regulering, avansert akkumulering av sluttprodukt av glykering og aldring av betennelse [3]. Fotoaldring er hudepidermal hyperplasi, uttørking og ekstracellulær matrisenedbrytning indusert av ultrafiolett stråling.cistanche nzHovedårsaken til fotoaldring er reaktive oksygenarter (ROS) generert av ultrafiolett stråling som medierer uttrykket av matrisemetalloproteinaser (MMPs) og type-I pro-kollagen gjennom signalveier som mitogenaktivert proteinkinase (MAPK) signalering vei, og fører dermed til nedbrytning av den ekstracellulære matrisen (ECM) i huden og apoptose av fibroblaster [4]. De siste årene har det blitt populært å opprettholde hudhelse og utsette aldring, og å finne naturlige ingredienser som bioaktive peptider og polyfenoler med antioksidant- og antialdringsfunksjoner har blitt et forskningshotspot [5].
Imidlertid har kollagen stor molekylvekt og er vanskelig å absorberes og utnyttes direkte, mens de små molekylære kollagenpeptidene etter kollagenhydrolyse har sterkere biologisk aktivitet og høy absorpsjonshastighet [6]. I mellomtiden har den brede anvendelsen av kollagen i mat, medisin, vevsteknologi, kosmetikk og andre felt gjort kollagenpeptider med lavere molekylvekt, høyere absorpsjonseffektivitet og sterkere biologisk aktivitet til en ny favoritt innen funksjonell mat og medisinsk forskning[{{1 }}]. Kollagenpeptider er små, og inneholder 2-20 aminosyrerester oppnådd etter kollagenhydrolyse. De brukes som kosttilskudd for behandling av hudaldring på grunn av deres potensielle antiinflammatoriske og antioksidantfunksjoner og immunregulering og effekten av antioksidasjon og spredning på hudfibroblaster [10].
Cistanche kan anti-aldring
Etter oral administrering absorberes kollagenpeptider i form av små peptider og transporteres raskt til blodet, og til slutt til nyrene, huden, leddene og annet vev som skal lagres og brukes. Etter 14 dager forble radioaktivitetsnivåene høye i huden til mus som hadde fått sonde med C14-merkede kollagenpeptider. Kollagenpeptidene kan nesten fullstendig absorberes og brukes av kroppen, mens absorpsjons- og utnyttelsesgraden av kollagen bare er 50-60 prosent [6,11-13]. De siste årene har kollagenhydrolysater fra fiskeskinn, fiskeskjell, kubein, kuskinn og griseskinn blitt rapportert å ha gunstige effekter på å lindre aldring av huden og har fått betydelig oppmerksomhet fra forskere. For eksempel fremmer kollagenpeptider isolert fra sølvkarpehud pro-kollagensyntese og hemmer AP-1, MMP-1 og MMP-3 proteinuttrykk ved å aktivere TGF-/Smad-veien for å forhindre kollagennedbrytning og reparasjon av fotoaldrede hudceller [14]. Oral administrering av bovine kollagenpeptider kan forbedre hudavslapning, øke kollageninnholdet og antioksidant enzymaktivitet, reparere kollagenfiber og normalisere kollagenforholdet i huden hos aldrende mus [15]. Imidlertid har kollagenpeptider fra forskjellige kilder forskjellige effekter. Mengden og strukturen av høyaktive peptider i blodet etter oral administrering av kollagenpeptider avhenger av kilden til kollagen[10]. Den beskyttende effekten av kollagenpeptid ekstrahert fra huden til høner mot UVA-indusert fibroblastskade var overlegen den til kollagenpeptidet ekstrahert fra grise-, ku- eller tilapiahud, og effekten var ekvivalent med kollagen-avledet tripeptid (Gly-Pro) -Hyp)[16]. Religiøs tro og sykdomsbekymringer (som kugalskap) har ført til at folk gradvis skifter retningen for utviklingen av kollagen og dets produkter fra landpattedyr til fjærfe og marine organismer [17]. Som det viktigste biproduktet fra fjærfebehandling er kyllingbein en lovende kilde til kollagenprodukter. Det reduserer ikke bare sløsing med ressurser og miljøforurensning, men muliggjør også effektiv utnyttelse av biprodukter. Derfor brukte vi i denne studien kyllingbeinkollagenpeptider som råmaterialer, med nakne mus behandlet med D-galaktose og UV for å indusere hudaldring, som modellen for å evaluere effekten av oral administrering av kollagenpeptidet på å lindre hudaldring i mus og bestemme den relevante mekanismen.
2. Materialer og metoder
2.1. Materialer, kjemikalier og dyr
Kyllingfarmene ved Yunnan Agricultural University (Kunming, Kina) ga de brukte hønene, som ble separert, tørket og knust for å få kyllingbeinmelet. Su-peroxide dismutase (SOD), katalase (CAT) og glutation peroxidase (GSH-PX) sett ble kjøpt fra Soleibao Biotechnology Co., Ltd. (Beijing, Kina). Hydroksyprolin (HYP), interleukin-1 (IL-1), matriksmetalloproteinase-1/3 (MMP-1/3), type I pro-kollagen og hyaluronsyre( HA) enzym-koblet immunoassay (ELISA) sett ble kjøpt fra Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute (Nanjing, Kina). Friske BALB/C hårløse hunnmus (18± 2 g, seks uker gamle) ble kjøpt fra Nanjing Junke Bioengineering Corporation, Ltd. (Nanjing, Kina) med tillatelsesnummer: SCXK(SU)2016-0010. Pepsin og papain ble kjøpt fra Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd. (Shanghai, Kina), og andre kjemikalier var av analytisk kvalitet. Alle mus ble håndtert i henhold til forskriftene til laboratoriedyrene i Yunnan-provinsen og godkjent av Yunnan Agricultural University Animal Care and Use Committee (godkjennings-ID: YAUACUC01).
2.2. Kollagenpreparat og aminosyresammensetning
Ekstraksjonen og aminosyresammensetningen av kyllingbeinkollagen fulgte metoden beskrevet av Lieut al. [18] med små modifikasjoner. Kyllingbeinpulveret ble omrørt og bløtlagt i 0.05 M NaOH,10 prosent n-heksan og 0.25 MEDTA-løsning (pH 7,5) ved et forhold på 1/10 (m/o). Ved hvert trinn ble prøven behandlet i 36 timer, og bløtleggingsløsningen ble skiftet hver 6. time for å svelle benpulveret og fjerne ikke-kollagenproteiner, fett og mineraler fra benpulveret. Prøven ble vasket med rent vann til nøytralitet etter hvert trinn. Det forhåndsbehandlede kyllingbeinmelet ble blandet med 0,5 M iseddik som inneholdt 0,1 prosent (vekt/volum) pepsin i et fast-til-væske-forhold på 1:10 (vekt/volum) og kontinuerlig omrørt og ekstrahert ved 4 grader i 48 t. Det ble deretter filtrert, og filtratet ble sentrifugert ved 15,000×g i 15 minutter ved 4 grader.cistanche penis størrelseSupernatanten ble justert til 7.5-7.8 med NaOH-løsning, og NaCl ble tilsatt til en sluttkonsentrasjon på 1,5 M. Etter at blandingen ble holdt uforstyrret i 12 timer ved 4C for utsalting, ble kollagenbunnfallet sentrifugert ved 15,000×g i 15 minutter ved 4 grader, deretter oppløst med 0.5 M eddiksyre, dialysert i rent vann, frysetørket, og det ferdige produktet var kyllingbeinkollagen.
Aminosyresammensetningen til kyllingbeinkollagen ble bestemt av Sykam S433D aminosyre automatisk analysator (München, Tyskland). En viss mengde kollagenprøve som skulle testes ble tatt i et forseglet rør, tilsatt 10mL6 M HCl og hydrolysert ved 110 grader i 24 timer. Hydrolysatet ble konsentrert ved nitrogenblåsing og gjenoppløst i 20 ml sitronsyrebuffer. Etter mikrofiltrering med en 0,22 μm mikroporøs membran, ble 20 μL hydrolysat tatt for aminosyrespektrumanalyse. Aminosyreinnholdet i prøven ble uttrykt i prosent.
2.3. Forberedelse og molekylvektsfordeling av kollagenpeptider (CP)
I henhold til resultatene fra vår forrige optimaliseringsprosess ble CP-er fremstilt ved bruk av papain i et enzym-til-substrat-forhold på 1:4 0 (masseforhold). Etter justering av pH til 7 og enzymatisk hydrolyse ved 63 grader i 5 timer, ble enzymet inaktivert i et kokende vannbad i 15 minutter. Enzymhydrolysatet ble avsaltet og lyofilisert, oppløst på nytt i 0,1% maursyreløsning og sentrifugert for å oppnå supernatanten. AQ Exactive HF Orbitrap høyoppløselig massespektrometer-OE-HF (Thermo Fisher, Waltham, MA, USA), utstyrt med elektrosprayionisering (ESI), ble brukt til å analysere kollagenhydrolysatet i full skanningsmodus til 350-1800 m/z, og resultatene ble hentet og analysert ved hjelp av Proteome Discoverer
2.1 programvare
2.4.Dyreprøve
BALB-hunnmus/stolløse mus (n {{0}}) ble holdt i et rom under kontrollerte forhold med temperatur (24±1 grad), fuktighet (60± 5 prosent) og en 12 h dag-natt-syklus i en uke. De ble gitt ad libitum tilgang til mat og vann. Etter en ukes tilpasning ble musene tilfeldig delt inn i følgende fem grupper (n =11 per gruppe):(i). Normal gruppe (N): UV-ueksponert; oral administrering av 0,4 mL saltvann daglig. (ii). Modellgruppe(M): UV-eksponert pluss D-galaktose (0,2 mL); oral administrering av 0,4 ml saltvann daglig. (Jeg). Lavdose kollagenpeptidgruppe (LCP): UV-eksponert pluss D-galaktose (0,2 ml); oralt
administrering av 0,4 mL CPs (dose: 200 mg kg-1 kroppsvekt) daglig. (iv). Medium dose kollagenpeptidgruppe (MCP): UV-eksponert pluss D-galaktose; muntlig
administrering av 0,4 mL CPs (dose:500 mg:kg-1 kroppsvekt) daglig.
(v). Høydose kollagenpeptidgruppe (HCP): UV-eksponert pluss D-galaktose; oral administrering av 0,4 mL CPs (dose: 1000 mg·kg-1 kroppsvekt) daglig.
D-galaktosebehandling ble utført ved subkutan injeksjon av 0,2 mL 10 prosent D-galaktoseoppløsning på baksiden av musens nakke (dose: 1,0g/ kg-1kroppsvekt) daglig. UV-bestråling ble utført med en 40 W UVA-340 LAMPE (O-panel, Cleveland, USA, topp bølgelengde: 340 nm), avstanden mellom lampen og baksiden av musene var 30 cm (230 m J/ cm-), og bestrålingen varte i 30 minutter hver dag i syv uker (49 dager). Strålingsintensiteten ble målt med et UVA365-radiometer (Xinbao Keyi Electronic Technology Co., Ltd., Xi'an, Kina). En time etter D-galaktose- og UV-behandling ble musene administrert 0,4 ml CPs oralt hver dag. Etter den siste bestrålingen ble musene bedøvet, veid, og vevene ble tatt ut for påfølgende analyse.
2.5. Hudfuktighet, visceral indeks og kroppsvektøkning
Hudens fuktighet ble bestemt ved ISO 1442, og den viscerale indeksen ble beregnet ved å bruke følgende ligning: visceral indeks(g/kg)=visceral vekt/kroppsvekt.
2.6.Oxidatioe Stress-, HA- og HYP-innhold i huden
Hudprøver ble homogenisert med ni ganger mengden normal saltvann (w/w) i et isbad med en vevshomogenisator (TGrinder OSE-Y30, Tiangen Biochemical Technology Co., Ltd., Beijing, Kina), og deretter sentrifugert ved 2000 ×g og 4 grader i 10 min. Aktivitetene til superoksiddismutase (SOD), katalase (CAT), glutationperoksidase (GSH-PX), og innholdet av hyaluronsyre (HA) og hydroksyprolin (HYP) i den oppsamlede supernatanten ble bestemt i henhold til metoden beskrevet i instruksjonene tilsvarende de respektive settene.
2.7. Hud histologisk
Musehudprøver ble fiksert i 4 prosent paraformaldehydløsning i 24 timer, dehydrert, innebygd i parafin og skåret i skiver. Hudseksjonene ble farget med hematoksylin og eosin (HE) og observert med et ECLIPSE CI-E fremre fluorescensmikroskop (Nikon, Japan). Tykkelsen på hudens epidermis og dermis ble evaluert ved å bruke Halcon 13.0.1.1-programvaren (MVTec, München, Tyskland).
2.8.Skin Transcriptome Sequencing
2.8.1. RNA-ekstraksjon, bibliotekkonstruksjon og transkriptomsekvensering
Totalt RNA ble ekstrahert fra huden til mus ved å bruke RNeasy Mini Kit (Tiangen Biochemical Technology Co., Ltd., Beijing, Kina) i henhold til produsentens instruksjoner. Renheten og konsentrasjonen av RNA ble kontrollert ved å bruke kaiaoK5500 Spectrophoto-meter (Kaiao, Beijing, Kina); RNA-integritet ble vurdert ved bruk av RNA Nano 6000 Assay Kit og Bioanalyzer 2100-systemet (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA). Den transkripsjonelle sekvenseringsanalysen av hver prøve ble utført av Biolinker Technology Company Limited (Kunming, Kina).cistanche pulverKort fortalt ble grupperingen av de indekskodede prøvene utført på et cBot-klyngegenereringssystem ved bruk av HiSeq PE Cluster Kit v4-cBot-HS (Illumina) i henhold til produsentens instruksjoner. Etter generering av klynge ble bibliotekene sekvensert på en Illumina-plattform, og 150 bp parede avlesninger ble generert.
2.8.2. Bioinformatikkanalyser av RNA-sekvenseringsdata
Gene Ontology(GO) og Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG) berikelsesanalyse av differensielt uttrykte gener (DEGs) ble utført ved bruk av R-språkklyngeanalysatorpakken. Når p-verdien var mindre enn 0.05, ble elementene og banene beriket av GO og KEGG ansett som signifikante.
2.8.3. Omvendt transkriptase-polymerasekjedereaksjon (qRT-PCR)
QRT-PCR ble utført som tidligere beskrevet [19].
2.9.Wester1 Blot
I henhold til metoden beskrevet av Park et al. [20], Western blot (WB)-analyse ble utført for å kvantifisere uttrykket av hudaldringsrelaterte proteiner i mus. Proteinkonsentrasjonen av hudlysat i hver behandlingsgruppe ble kvantifisert ved å bruke BCA-settet, separert med SDS-PAGE (10 prosent akrylamidgel), overført til en PVDF-membran, blokkert med 5 prosent skummet melk og inkubert med en passende mengde primærmelk. antistoffer (TGF-b1,c-Fos, c-Jun, Samd2/3 og -actin) ved 4 grader over natten. Etter vasking med TBST ble prøvene blandet med sekundære antistoffer og inkubert ved romtemperatur i 1 time. ChemiDoc XRS pluss kjemiluminescensgel-imager (BioRAD, Hercules, CA, USA) ble brukt til å oppdage spesifikke proteiner. Bilde]-programvare ble brukt til å kvantifisere uttrykket av målproteinet i hver behandlingsgruppe, og resultatene ble representert av tetthetsverdiene normalisert til -aktinprotein.
2.10.ELISA
Ekspresjonsnivåene av MMP-1, MMP-3, Type I pro-kollagen og IL-1 i hudlysevæske ble bestemt ved hjelp av enzymkoblet immunanalyse. Analysen ble utført i henhold til instruksjonene som fulgte med settet.
2.11. Statistiske analyser
Alle resultatene ble analysert ved bruk av SPSS 21 (IBM Inc., Armonk, NY, USA) programvare gjennom enveis variansanalyse (ANOVA) og Duncans multiple range-test, med signifikansnivået satt til p<0.05. originpro="" 2017="" (originlab,="" northampton,="" ma,="" usa)was="" used="" to="" plot="" the="" data.="" all="" data="" were="" expressed="" as="" the="" mean="" ±standard="" deviation="">
3. Resultater og diskusjon
3.1. Aminosyresammensetning av kollagen
Aminosyresammensetningen til kyllingbeinkollagen er vist i tabell 1. Gly var hovedaminosyren i prøvene, og sto for nesten en tredjedel (27,86 prosent) av de totale aminosyrene, og Hyp var spesiell aminosyre i kollagen, som står for 9,83 prosent. Hovedkarakteristikkene til kollagenmolekyler var de gjentatte Gly-XY-sekvensene og den unike trippelspiralformede strukturen sammensatt av tre c-kjeder. Gly utgjorde omtrent en tredjedel av de totale aminosyrene, X og Y var ofte prolin og hydroksyprolin, eller kunne være en hvilken som helst rest [21]. Aminosyresammensetningen i prøven var lik den til kyllingbeinkollagen rapportert i tidligere studier og hadde de typiske egenskapene til kollagen [22].
3.2. Molekylvektsfordeling av CP-er
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 prosent). Imidlertid viste det tyske Gelita-selskapet gjennom flere kliniske studier at effekten av kollagenpeptider hovedsakelig bestemmes av dens matchingsgrad med egenskapene til kollagenpeptidene etter nedbrytningen av humant kollagen, snarere enn molekylvekten til kollagenpeptidene. De fant at produktet VERISOL⑧ med en gjennomsnittlig molekylvekt på 2000 Da har den mest stimulerende effekten på hudfibroblaster, mens produktet FortigelTM med en gjennomsnittlig molekylvekt på 3000 Da har en spesiell effekt på bruskreparasjon [25-27].
3.3. Effekt av orale CP på å lindre hudaldring
3.3.1. Kroppsvekt og organindeks
Kroppsvektindeksen og organindeksen er viktige og gjenspeiler helsetilstanden til mus. Vekten av mus i hver gruppe økte normalt i løpet av testperioden (tabell 2). Den gjennomsnittlige vektøkningen for M-gruppen var lavere enn for N-gruppen, og den for CP-behandlingsgruppene var høyere enn for M-gruppen, noe som tyder på at CP-er ikke hadde noen bivirkninger på mus. I tidligere rapporter var dosen av kollagenpeptid-behandlede mus for det meste mellom 100-1000 mg/kg.bw·d, og den sikre dosen av tilapia kollagenpeptider nådde 4,07 g/kg.bw·d [{{6} }].cistanche salsa ekstrakt 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). Resultatene var lik de fra tidligere studier [30], noe som indikerer at CP-er er trygge og kan forbedre immuniteten til mus noe.
3.3.2. Hudsammensetning
UV- og D-galaktosebehandlingen (M-gruppen) reduserte fuktighets-, HA- og Hyp-innholdet i huden betydelig, sammenlignet med gruppens, med henholdsvis 13,36 prosent, 24,08 prosent og 15,83 prosent (p<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=""><>
Endringer i hudens fuktighetsinnhold forårsaker rynker og slapp hud og påvirkes av matrisekomponenter som hudkollagen og HA[31]. Hydroksyprolin er en stabil, rik og spesiell aminosyre i kollagen, og innholdet kan indirekte reflektere innholdet av kollagen i huden, så vel som hudens aldring. I tillegg spiller HA, som er sterkt uttrykt i hud-ECM, en viktig rolle i å kontrollere hudens vannbalanse, osmotisk trykk, fuktighetsbevaring og elastisitet som et vannlagringssystem og strukturell komponent i huden [32]. I denne studien økte innholdet av fuktighet, HYP og HA i huden betydelig etter CP-inntak, noe som kan ha sammenheng med fremme av kollagen- og HA-syntese av CP-er. Dessuten økte økningen i HYP og HA fuktighetsinnholdet.
3.3.3. Hudhistologiske endringer
De histologiske endringene i rygghuden til mus etter syv uker med kontinuerlig behandling er vist i figur 2. Den aldrende huden til M-gruppen viste egenskapene til ru overflate, fortykket epidermis, tynnet dermis og sparsomme celler sammenlignet med huden til N-gruppen. Imidlertid forbedret tilstanden til aldrende hud hos mus etter oral administrering av CP-er, og opprettholder en jevn, ryddig og fullstendig struktur som ligner på musene i N-gruppen. Dermed var huddermis betydelig tynnere, og epidermis var betydelig tykkere i M-gruppen enn i N-gruppen (p<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. Hudantioksidanter og inflammatoriske nivåer
Å bestemme aktiviteten til antioksidantenzymer er den mest brukte metoden for å evaluere antioksidantnivået i kroppen [28]. Som vist i figur 3 var aktivitetene til CAT-, SOD-, GSH-Px- og MDA-innhold i M-gruppen betydelig lavere enn de i N-gruppen (p<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="">
I tillegg bidrar den cellulære inflammatoriske responsen forårsaket av ROS også til aldring av huden. Etter UV- og D-galaktosebehandling (M-gruppe), økte innholdet av IL-1 i huden til musene betydelig sammenlignet med det i N-gruppen (Figur 3D), noe som indikerer at huden viste en signifikant inflammatorisk respons (s<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. Virkningsmekanisme for diett-CP-er for å lindre hudaldring
3.4.1.Analyse og validering av RNA-Seq-data
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="">
berikelsesanalyse og KEGG-databaseanrikingsanalyse ga støtte for videre undersøkelse av de biologiske funksjonene til DEG. GO-analyse viste at DEG-er ble betydelig beriket i biologiske prosesser som DNA-replikasjon, regulering av hemopoiesis, regulering av hydrolaseaktivitet og cytokinproduksjon; i cellekomponenter, som inkluderte lytisk vakuole og lysosom, ble kollagenholdige og andre relaterte gener betydelig beriket; når det gjelder molekylær funksjon, ble reseptor-ligandaktivitet, cytokinaktivitet og andre relaterte gener betydelig beriket (figur 5). KEGG-anrikningsanalysen av de første 20 signalveiene betydelig endret av DEG er vist i figur 5. Cytokin-reseptor-interaksjon, lysosom, nevroaktiv ligand-reseptor-interaksjon, cellesyklus, systemisk lupus erythematosus og TGF-vei (p<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. Verifikasjon av virkningsmekanismen til CP for å lindre hudaldring
For å bekrefte rollen til TGF-signalveien og cytokin-reseptor-interaksjonen i å lindre hudaldring ved orale CP-er, ble WB-analyse utført for å verifisere TGF- og transkripsjonsfaktoren Smad2/3 i TGF-signalveien, så vel som nøkkelen transkripsjonsfaktor AP-1(c-Fos og c-Jun) som regulerer cytokiner. Innholdet av MMP-1, MMP-3, Type I pro-kollagen og I-1 ble bestemt ved hjelp av ELISA. Resultatene av WB-analysen viste at uttrykket av TGF-, Smad2 og Smad3 i gruppe M var signifikant lavere enn det i gruppe N(p)<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="">
AP-1-proteinet er et dimerisk kompleks av Jun- og Fos-familieproteiner og er en viktig regulator av hudbetennelse og cytokinuttrykk. Generelt viser komplekset som består av c-Jun og c-Fos den høyeste transkripsjonsaktiviteten i huden [41, A42]. ROS produsert i aldrende hudceller aktiverer først AP-1-protein og regulerer deretter nedstrøms cytokiner (som IL-1), MMP-er og TGF-signalveien gjennom transkripsjon og translasjon, og letter dermed hudens aldring [43 ,44]. TGF-/Smad-signalreaksjonen er en klassisk kollagensyntesevei, og Smad-transkripsjonsfaktoren er kjernen i denne signaltransduksjonsveien. TGF- utløser fosforylering og aktivering av nedstrøms Smad2 og Smad3 ved å binde seg til reseptoren, og øker dermed syntesen av COLI [14].
I tillegg viste ELISA-resultatene at innholdet av MMP-1, MMP-3 og IL-l i huden til M-gruppen var betydelig høyere enn i N-gruppen, og innholdet av Type I pro-kollagen var betydelig lavere (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="">
I tillegg til de ovennevnte banene, i denne studien, ble de oppregulerte genene etter CP-behandling betydelig beriket inn i lysosombanen, noe som indikerer at CP-behandling aktiverte lysosomet i huden (Figur 5). Tidligere studier indikerer at aktiverte lysosomer fjerner aggregater og øker aktiveringen av senescent nevrale stamceller under aldring [45]. I tillegg til disse kan den økte funksjonen til lysosomer redusere konsentrasjonen av intracellulær ROS for å forhindre cellehvile. På samme måte kan enhver reduksjon i lysosomfunksjonen forbedre intracellulær ROS-konsentrasjon som til slutt fremmer cellehvile [46]. Selv om vi ikke systematisk har verifisert det i denne artikkelen, antyder disse resultatene og tidligere rapporter at aktivering av lysosomal funksjon kan være den viktigste måten for CP-er å lindre aldring av huden, og vi vil fortsette å forsøke å bekrefte det.
Derfor viste denne studien at kostholds-CPer kunne lindre hudaldring indusert av UV og D-galaktose på en doseavhengig måte. CP-er lindrer aldring av huden ved å senke hudoksidasjonsnivåer, hemme uttrykket av nøkkeltranskripsjonsfaktorene AP-1(c-Jun og c-Fos), aktivere TGF-/Smad-signalveien for å fremme kollagensyntese, hemme uttrykket av MMP-1 og MMP-3(som hemmer kollagennedbrytning), og hemmer hudbetennelse for å lindre aldring av huden (Figur 8). Dessuten våre funn i dagens
4. Konklusjoner
Oppsummert bekreftet denne studien at kosttilskudd av kyllingbeinkollagenpeptider betydelig kan lindre hudaldring indusert av ultrafiolett stråling og D-galaktose gjennom flere veier, som inkluderer å fremme pro-kollagensyntese, hemme kollagennedbrytning, forbedre hudens antioksidantnivå og hemme betennelse; lindring var doseavhengig med CP. En detaljert undersøkelse viste at CP først reduserer nivået av hudoksidasjon, hemmer uttrykket av nøkkeltranskripsjonsfaktoren AP-1(c-Jun og c-Fos), og deretter aktiverer TGF-/Smad-signalveien for å fremme kollagensyntese, hemme uttrykket av MMP-1 og MMP-3 for å hemme kollagennedbrytning, og hemme hudbetennelse for å lindre hudaldring hos mus. I tillegg kan aktivering av lysosomer også være hovedveien for CP-er for å lindre hudaldring, noe som er verdig oppfølgingsforskning og verifisering. Disse resultatene gir et teoretisk grunnlag for å implementere kollagenpeptider for å lindre hudaldring og utvide omfanget for omfattende bruk av animalske biprodukter i funksjonell mat.
Forfatterbidrag: CCdesignet, målte og skrev manuskriptet; ZXand HT designet og reviderte manuskriptet; YL gitt metodisk veiledning; CGog YW gjennomgikk manuskriptet. Alle forfattere har lest og samtykket til den publiserte versjonen av manuskriptet.
Denne artikkelen er hentet fra Nutrients 2022, 14, 1622. https://doi.org/10.3390/nu14081622 https://www.mdpi.com/journal/nutrients
