陳麗娟,王加志,徐姣,齊永華,黃昕紅
[摘要]目的:研究十精丸抗紫外線致ESF-1細胞光老化作用,并初步探討其作用機制。方法:用40J/cm2的UVA照射人皮膚成纖維細胞建立光老化細胞模型,以不同濃度十精丸提取物處理光老化細胞,MTT法檢測細胞活力,羥胺法檢測細胞超氧化物歧化酶(SOD)活性,比色法檢測谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性,TBA法檢測丙二醛(MDA)含量。結果:UVA照射成纖維細胞后,細胞活力下降,SOD、GSH-Px活性降低,MDA含量升高(P<0.01),十精丸水提液中(100μg/ml)、高(200μg/ml)劑量組能顯著提高成纖維細胞細胞活力、SOD、GSH-Px活性,降低MDA含量(P<0.05或P<0.01)。結論:十精丸水提液可抑制UVA引起的成纖維細胞活性下降,推測其機制為通過提高SOD活力、加速氧自由基的清除和減少氧自由基的產生,使細胞的脂質過氧化損傷程度降低有關。
[關鍵詞]十精丸;UVA;ESF-1細胞;光老化
[中圖分類號]Q813.1[文獻標識碼]A[文章編號]1008-6455(2011)04-0582-03
Protective effect of Shijingwan on photoaging induced by Ultraviolet A in ESF-1 cell
CHEN Li-juan,WANG Jia-zhi,XU Jiao,QI Yong-hua,HUANG Xin-hong
(Department of Cosmetology,Jiamusi College, Heilongjiang University of Traditional ChineseMedicine,Jiamusi 154007,Heilongjiang,China)
Abstract: ObjectiveTo study the protective effect of Shijingwan agains UV irradiation-induceddamage in ESF-1 cells and its mechanism.MethodsThe model of photoaging fibroblasts was established by irradiating of ultraviolet light(40J/cm2). The different concentration water-extract solution from Shijingwan were used for photoaging cell. The proliferation of human fibroblasts was detected by MTT, and superoxide dismutase(SOD) and glutathione peroxidase(GSH-Px) activity, malondialdehyde(MDA) content were assayed by hydroxylamine, colorimetric and TBA methods respectively.ResultsThe proliferation activity of fibroblasts descended with the UVA irradiation, the activities of SOD and GSH-Px decreased, when the content of MDA was ascensive(P<0.01). But under the intervention at middle concentration(100μg/ml) and high concentration(200μg/ml) of water-extract solution from Shijingwan,the above changes induced by UVA irradiation were inhibited(P<0.05 or P<0.01).ConclusionThe water-extract solution from Shijingwan might inhibit the proliferation decreasing which induced by UVA. And its mechanism is due to its abilities of increasing SOD,scavenging oxygen free radicals.
Keywords:Shijingwan; UVA; ESF-1cell; photoaging
皮膚長期暴露于紫外線(UV)下可導致結構及功能的改變,從而加速或導致皮膚老化的發(fā)生,這種因UV照射引起的老化被稱為光老化。皮膚光老化不僅有損于人的美容,而且可能與皮膚癌的發(fā)生也有著病因學的聯(lián)系[1]。隨著當前生態(tài)環(huán)境的惡化,皮膚光老化現(xiàn)象愈來愈嚴重,嚴重影響著人們的身心健康。十精丸為補腎方藥之一,出自明代《普濟方·卷二百二十三·諸虛門·補虛駐顏色附論》,是中醫(yī)美容保健、延年益壽之傳統(tǒng)名方。但目前十精丸抗皮膚光老化的基礎實驗研究薄弱,嚴重限制了十精丸療效的進一步發(fā)揮。筆者以體外培養(yǎng)人皮膚成纖維細胞ESF-1為研究對象,在體外成功建立ESF-1 UVA光老化模型,探討十精丸水提液對UVA損傷ESF-1細胞的保護作用。
1材料和方法
1.1實驗材料和儀器
1.1.1材料:皮膚成纖維細胞ESF-1(北京協(xié)和細胞中心),DMEM培養(yǎng)基(Gibco公司,批號:12800-058),胎牛血清(Billab公司,批號:20101030)、胰蛋白酶(Billab公司,批號:20100901)、雙抗(Billab公司,批號:20101230),MTT(Sigma公司),超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)試劑盒測定試劑盒(南京建成生物工程公司,批號為:20110107),中藥菟絲子、肉蓯蓉、柏子仁、白茯苓、山茱萸、熟地、桂心、菊花、蜀椒、枸杞(北京同仁堂制藥集團哈爾濱分店,經鑒定為正品)。
1.1.2 儀器:紫外照射儀(Sigma公司),紫外線輻照計(北京師范大學光電儀器廠),Resecarch UV UF型超純水制備系統(tǒng)(上海和泰儀器有限公司),LDZX-4DSBI型立式自動電熱壓力蒸汽滅菌器(上海申安醫(yī)療器械廠),IX-71-21PH型Olympus倒置顯微鏡(日本 Olympus株式會社),HF90型二氧化碳培養(yǎng)箱(上海智城分析儀器有限公司),酶標儀(上海熱電儀器有限公司),MS-500A半自動生化分析儀(美生科技有限公司),冷凍干燥儀(上海熱電儀器有限公司)。
1.2 實驗方法
1.2.1 藥物的配置:按十精丸藥物組成及藥量(十味各等份,共100克),加1000ml蒸餾水加熱煮沸30min,5層紗布過濾,濾渣加1000ml水再提取兩次,合并三次濾液,濃縮成浸膏,經冷凍干燥制成粉末,保存于4℃冰箱中備用。實驗時取十精丸水提液凍干粉用DMEM培養(yǎng)液配成所需濃度,調pH值為7.0,0.22μm微孔濾膜過濾除菌。
1.2.2 成纖維細胞ESF-1的體外培養(yǎng):皮膚成纖維細胞ESF-1在含有10%胎牛血清的DMEM,37℃、5%CO2、飽和濕度條件下培養(yǎng)。取對數生長期的細胞以0.25%胰酶和0.02%EDTA消化,調整其密度為105個/ml,定量接種于96孔板中備用。
1.2.3 細胞光老化模型的建立:根據文獻[2]計算紫外線的照射劑量,照射劑量(J/cm2)=照射強度(W/cm2)×照射時間(s),照射強度通過紫外線輻照計測量來測量。
按照文獻[3-5]方法,將處于對數生長期的細胞接種于96孔板,待細胞單層貼壁后(24h),棄培養(yǎng)液,每孔加入150μl PBS,分別使用40J/cm2的UVA照射,正常組用鋁箔蓋住。
1.2.4 實驗分組:按照預實驗結果,將處于對數生長期的細胞接種于96孔板,隨機分為正常對照組、模型對照組、十精丸水提液低(50μg/ml)、中(100μg/ml)、高(200μg/ml)劑量組。接種24h后各組棄培養(yǎng)液,每孔加入150μl PBS,除正常對照組外,按照2.3的方式造模。照光后棄去PBS,藥物組加入含藥的DMEM培養(yǎng)基,對照組加入不含藥DMEM培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)。以上各組細胞每組設6個復孔。
1.2.5 MTT檢測細胞活力:五組均進行以下操作:接種于96孔板中的細胞,在第48h向每孔加入20μl MTT(5mg/ml),繼續(xù)培養(yǎng),4h后棄上清,每孔加150μl DMSO溶解,室溫,振蕩10min,使結晶溶解,酶標儀檢測各孔492nm處的光吸收(OD)值,然后按公式(1)計算細胞活力:
1.2.6 檢測細胞培養(yǎng)液中SOD活性、GSH-Px活性和MDA含量:嚴格按照檢SOD、GSH-Px和MDA試劑盒說明書操作。
1.2.7 統(tǒng)計學方法:用SPSS13.0軟件對結果進行統(tǒng)計分析,各組數據以x±s表示,多樣本間的方差分析采用LSD法,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2結果
2.1 十精丸水提液對ESF-1細胞細胞活力的影響:見表1。由表1得,模型對照組與正常對照組相比,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01),說明模型制作成功。十精丸水提液各劑量組OD值均高于模型對照組,且在此劑量范圍內,隨著濃度的增加呈升高的趨勢。十精丸水提液中、高劑量組與模型對照組相比,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05或P<0.01)。
2.2 十精丸水提液對ESF-1細胞SOD活性、GSH-Px活性和MDA含量的影響:見表2。由表2得,與正常對照組相比,模型對照組的SOD、GSH-Px活性降低,MDA含量升高,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。與模型對照組相比較,十精丸水提液各劑量組均能提高SOD、GSH-Px活性,降低MDA含量;且十精丸水提液中、高劑量組與模型對照組相比,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05或P<0.01)。
3討論
3.1 日光中的紫外線(UV)是引起皮膚損傷的主要環(huán)境因素,它可增加皮膚組織中的氧自由基,引起氧化損傷,同時可引起局部和系統(tǒng)免疫抑制和細胞凋亡,造成DNA損傷誘發(fā)突變,導致皮膚炎癥、曬傷、光老化及皮膚腫瘤[1]。輻射到地面的UV主要是UVA(320~400nm)和少量UVB(290~320nm),以往研究多集中于中波紫外線對人皮膚的損傷,而對長波紫外線UVA(320~400nm)的研究較少。陽光紫外線中所含的UVA具有很強的穿透作用(大約1 mm),可影響位于真皮層的成纖維細胞[6],影響皮膚膠原合成,進而引起皮膚光老化。目前從天然植物和傳統(tǒng)藥物中開發(fā)防皮膚光老化藥物已成為國內外研究熱點[7]。
3.2 十精丸出自明代《普濟方·卷二百二十三·諸虛門·補虛駐顏色附論》,由枸杞、熟地、桂心(肉桂)、菊花、山茱萸、菟絲子、肉蓯蓉、蜀椒、柏子仁、白茯苓(茯苓)十味中藥組成。是中醫(yī)美容保健、延年益壽之傳統(tǒng)名方。其功效為“溫腎滋腎,益精填髓,養(yǎng)心益智、平肝明目;烏須發(fā),悅容顏,久服能輕身延年”。從以往的理論和研究看[8],該方具有抗皮膚光老化,緩解紫外線對皮膚細胞損傷的潛在功效。在此筆者對十精丸水提液對UVA誘導的人皮膚成纖維細胞損傷的保護作用進行了初步研究。
3.3實驗結果表明,40J/cm2的UVA照射導致ESF-1細胞SOD和GSH-Px的活性顯著下降, MDA含量明顯升高,細胞活力下降,證實了UVA可降低人真皮組織細胞清除和防御ROS的能力并導致氧化損傷。十精丸水提液低劑量組(50μg/ml)保護ESF-1細胞免受UVA損傷的作用效果不明顯;中(100μg/ml)、高劑量組(200μg/ml)均能顯著提高SOD、GSH-Px活性,降低MDA含量,增強細胞活力,有效地對抗UVA對成纖維細胞氧化性損傷。
綜上,十精丸可明顯保護人成纖維細胞ESF-1免于UVA損傷,其具體機制可能與抑制氧化損傷和增強細胞抗氧化能力有關。本研究結果為開發(fā)天然光防護劑提供了理論依據,豐富十精丸抗皮膚光老化的理論研究,為其臨床應用奠定基礎。
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[收稿日期]2011-10-20[修回日期]2012-01-18
編輯/張惠娟