邱楚群 ,梁美婷 ,江文菁 ,吳海游 ,呂思敏 ,吳 鐵 ,
(1.廣東醫(yī)科大學(xué)中藥與新藥研究所,廣東 東莞 523808; 2.廣東醫(yī)科大學(xué)-廣東潤和生物科技有限公司輔酶Q10聯(lián)合研究中心,廣東 東莞 523808)
輔酶Q10又名泛醌,為廣泛存在于生物體內(nèi)的脂溶性醌環(huán)類化合物,可直接清除自由基以起到減輕氧化應(yīng)激和穩(wěn)定生物膜的作用[1],可協(xié)同體內(nèi)的抗氧化物增強(qiáng)抗氧化作用,可通過抑制線粒體通透性和促進(jìn)三磷酸腺苷(ATP)的生成抑制細(xì)胞凋亡[2],還可促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)化而增強(qiáng)免疫[3-4]。Q伴侶為新型營養(yǎng)液,可增強(qiáng)輔酶Q10對(duì)皮膚的保護(hù)作用,主要成分為牛磺酸、硫辛酸等。?;撬釣橐杂坞x氨基酸形式存在于動(dòng)物體內(nèi)的含硫 β-氨基酸,具有增強(qiáng)免疫功能、細(xì)胞膜的抗氧化能力、心臟收縮能力,保護(hù)心血管系統(tǒng)和維持視覺功能等廣泛的生物學(xué)作用[5]。硫辛酸是由線粒體產(chǎn)生的含有二硫鍵的抗氧化劑,主要存在于心臟、肝臟和腎臟中,雙硫封閉環(huán)狀的化學(xué)結(jié)構(gòu)使其具有較高的電子密度和親電子性,因而具有較強(qiáng)的抗氧化能力,臨床主要用于治療糖尿病、帕金森綜合征、心臟病、風(fēng)濕病等疾病[6]。隨著年齡的增長,機(jī)體抗氧化能力下降,抗氧化系統(tǒng)失衡,外源性補(bǔ)充輔酶Q10可提高機(jī)體清除自由基的能力,但輔酶Q10聯(lián)合Q伴侶是否對(duì)損傷皮膚有改善作用尚不明確。本研究中觀察了輔酶Q10聯(lián)合Q伴侶對(duì)模型大鼠皮膚氧化損傷的改善作用,現(xiàn)報(bào)道如下。
動(dòng)物:清潔級(jí)SD健康大鼠32只,雄性,3月齡,體質(zhì)量(277.93±31.18)g,由南方醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物合格證號(hào)為 SCXK(粵)2011-0015。實(shí)驗(yàn)期間大鼠自由飲水和進(jìn)食,且實(shí)驗(yàn)方案已得到學(xué)校實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。
儀器:手動(dòng)勻漿器(四川蜀牛玻璃儀器有限公司,規(guī)格為100 mL);5810R型高速冷凍離心機(jī),G25005型酶標(biāo)儀(德國 Eppendorf公司);B00141型手搖式切片機(jī)(上海醫(yī)療器械四廠);MGC30型光學(xué)顯微鏡及顯微照相機(jī)(德國Leica公司)。
試藥:輔酶Q10(廣東潤和生物科技有限公司,批號(hào)為16012120,以小麥胚芽油為溶劑,配成每100 mL含輔酶Q101 g的受試物供試品溶液);Q伴侶(由本研究室根據(jù)本項(xiàng)目前期申報(bào)的發(fā)明專利配方配制,專利申請(qǐng)?zhí)枮?201610184057.0)。
建模與分組、給藥:將32只SD大鼠隨機(jī)分為空白對(duì)照組(A組,等體積0.9%氯化鈉溶液)、模型組(B組,等體積 0.9% 氯化鈉溶液)、輔酶 Q10組(C 組,3 mL /kg)、輔酶 Q10聯(lián)合 Q 伴侶組(D 組,3 mL /kg+3 mL /kg),各8 只。B組、C組、D組大鼠皮下注射 D-半乳糖(150mg/kg),每天1次,連續(xù)14 d,以建立皮膚氧化損傷模型[7-8];A組大鼠皮下注射 0.9%氯化鈉注射液(150 mg/kg);同時(shí)各組大鼠灌胃相應(yīng)藥物,每天1次,連續(xù)14 d。
組織病理形態(tài)學(xué)觀察與表皮厚度測定:建模成功后,取0.5 cm×0.5 cm大鼠皮膚組織于10%中性甲醛液中固定,脫水后進(jìn)行石蠟包埋,切片厚度5 μm,脫蠟,蘇木素-伊紅(HE)染色,苦味酸酸性復(fù)紅(VG)染色,封片。在光學(xué)鏡顯微鏡下觀察病理形態(tài)學(xué),以Image-Pro Plus 6.0軟件測定表皮厚度。
生化指標(biāo)測定:參照試劑盒說明書[9]測定大鼠皮膚組織勻漿中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)水平[9],試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。
基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP-1)mRNA表達(dá)水平測定:采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法。取大鼠皮膚組織,勻漿。Trizol法提取 RNA,鑒定完RNA純度和完整性后,反轉(zhuǎn)錄制備cDNA;PCR反應(yīng)條件為,預(yù)變性95℃,10 min;95℃變性 15 s,60℃退火 60 s,循環(huán) 40次;60℃→90℃,每15 s升溫 0.3℃。GADPH上游引物為 CACTCCCTTGGACTCACTCATT(5′-3′), 下 游 引 物 為 TGTGGTGTTGTTGCACCTGTT(5′-3′); MMP-1 上 游 引 物 為TTCCTACCCCCAATGTATCCG(5′-3′), 下 游 引 物 為CATGAGGTCCACCACCCTGTT(5′-3′)。PCR 反應(yīng)結(jié)束后,定量分析PCR獲得的熔解曲線和擴(kuò)增曲線結(jié)果的可靠性,并設(shè)定循環(huán)閾值(Ct),以 MMP-1/GADPH 比值分別代表相對(duì)表達(dá)水平,2-ΔΔCt法計(jì)算MMP-1的相對(duì)表達(dá)水平。各組設(shè)3個(gè)復(fù)孔,重復(fù)3次。
DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMT1)蛋白表達(dá)水平測定:采用Western blot法。取大鼠皮膚組織,加入1 mL RIPA蛋白裂解液,冰上勻漿,每隔5 min超聲20 s,檢測蛋白含量。以10%SDS-PAGE電泳后濕法電轉(zhuǎn),加入一抗,4℃ 孵育過夜,回收一抗,清洗3次,加入二抗,室溫振搖1 h,回收二抗,清洗3次,加入ECL化學(xué)發(fā)光試劑,顯影、定影、清洗。用Image J軟件將條帶灰度值數(shù)字化,目的條帶與內(nèi)參條帶灰度比值為蛋白相對(duì)表達(dá)量[10]。
采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析。計(jì)量資料以 X±s表示,行 t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
A組大鼠皮膚角質(zhì)層無脫落,膠原纖維排列均勻整齊;B組大鼠皮膚表皮厚度明顯變薄,角質(zhì)層飄起脫落,膠原纖維變粗?jǐn)嗔?,排列紊亂;C組大鼠表皮厚度有所增加,角質(zhì)層無脫落,膠原纖維排列整齊,且大小良好;D組大鼠表皮厚度明顯增加,角質(zhì)層無脫落,膠原纖維排列整齊,粗細(xì)均勻。詳見圖1。
圖1 各組大鼠皮膚組織病理形態(tài)學(xué)(×200)
結(jié)果見表1、圖2至圖4。
表1 大鼠皮膚組織勻漿中生化指標(biāo)水平比較(X±s,n=8)
注:與 A 組比較, P <0.05;與 B 組比較,#P <0.05。
圖2 各組大鼠皮膚的表皮厚度
圖3 各組大鼠皮膚組織勻漿中MMP-1表達(dá)水平
圖4 各組大鼠皮膚組織勻漿中DNMT1表達(dá)水平
本研究中采用 D-半乳糖皮下注射建立大鼠皮膚氧化損傷模型,皮膚的氧化損傷是由機(jī)體自由基(如MDA)過多造成的,正常情況下機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)可以清除、轉(zhuǎn)化過多的自由基,但由于機(jī)體受到外部刺激,自由基數(shù)量會(huì)成倍增加,造成抗氧化系統(tǒng)負(fù)擔(dān)過重,無法快速地清除自由基,同時(shí)過多自由基也會(huì)攻擊機(jī)體的氧化酶(如SOD,GSH-Px),導(dǎo)致氧化酶的活性下降,形成惡性循環(huán)[11-12]。D-半乳糖是由半乳糖氧化酶所代謝生成的半乳糖醛,半乳糖醛無法進(jìn)一步代謝,這使得細(xì)胞內(nèi)的滲透壓升高,并產(chǎn)生大量自由基,造成大鼠皮膚氧化損傷[13]。模型組大鼠機(jī)體產(chǎn)生大量MDA,同時(shí)SOD及GSH-Px的活性減弱,造成大鼠機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)失衡,導(dǎo)致皮膚組織的MMP-1表達(dá)水平升高與DNMT1表達(dá)水平降低,表皮厚度增加,纖維排列紊亂,皮膚出現(xiàn)氧化損傷情況。另一方面,D-半乳糖少量還以游離態(tài)形式存在于乳汁中,并與葡萄糖結(jié)合構(gòu)成乳糖,對(duì)嬰幼兒的生長發(fā)育可起到促進(jìn)作用,但當(dāng)大劑量食用D-半乳糖會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的不良反應(yīng),這一點(diǎn)與 D-半乳糖造成皮膚氧化損傷的原理一致[14],故 D-半乳糖是把“雙刃劍”。
輔酶Q10為機(jī)體抗氧化劑和非特異性免疫增強(qiáng)劑,可清除機(jī)體MDA等自由基,維護(hù)機(jī)體抗氧化系統(tǒng)平衡,改善氧化應(yīng)激狀態(tài),起到抗氧化損傷作用[15-16]。體內(nèi)輔酶Q10的水平與皮膚活性氧簇(ROS)的產(chǎn)生量呈負(fù)相關(guān),當(dāng)輔酶Q10含量下降到正常值的30%~50%時(shí),皮膚組織中的ROS含量則明顯增加,輔酶Q10的含量與ROS的產(chǎn)生增多和細(xì)胞死亡存在一定的相關(guān)性[17-18]。C組大鼠癥狀明顯比B組大鼠輕,這是由于輔酶Q10可以維護(hù)機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)平衡,同時(shí)清除機(jī)體過多的自由基,緩解氧化應(yīng)激狀態(tài)。Q伴侶主要含牛磺酸、硫辛酸,首先,?;撬峥梢种扑矔r(shí)受體點(diǎn)位TRPM2的激活,減少氧化應(yīng)激,還可通過羧-氨反應(yīng)減少醛類所造成的細(xì)胞損傷,也能通過抑制Caspase-3 mRNA的表達(dá),起到抗氧化抗衰老的作用[19]。其次,硫辛酸和輔酶Q10的混合劑能對(duì)抗運(yùn)動(dòng)所引起的疲勞[20],硫辛酸不僅可清除自由基和再生體內(nèi)的抗氧化劑,還可通過還原PMSR,使其參與到生物大分子的殘基修復(fù)過程中,維持機(jī)體的穩(wěn)定[6],因此Q伴侶與輔酶Q10起到了協(xié)同作用。
綜上所述,輔酶Q10聯(lián)合Q伴侶對(duì)模型大鼠皮膚氧化損傷有一定改善作用,其機(jī)制與抗氧化有關(guān)。參考文獻(xiàn):
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