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由于皮肤老化是近年来最常见的皮肤病学问题之一，科学研究促进了旨在预防或逆转皮肤老化的治疗策略。皮肤中的细胞外基质 (ECM)（如胶原蛋白和弹性蛋白纤维）的分解会导致皮肤弹性和张力下降。皮肤细胞，尤其是皮肤真皮层中的成纤维细胞，主要产生 ECM 蛋白。 尽管临床研究表明，胎盘提取物 (PE) ECM对皮肤健康有积极作用，但 PE 对抗皮肤衰老的分子机制仍然很大程度上未知。在这项研究中，研究进行了 RNA 序列分析，以研究人类 PE (HPE) 是否会改变正常人类真皮成纤维细胞 (NHDF) 细胞中 ECM 相关基因的表达。基因本体分析显示，COL1A1、COL5A3、ELN、HAS2等与细胞外基质/结构组织相关的基因高度富集，且大部分基因上调。进一步证实，HPE 增加了 NHDF 细胞中的 I 型胶原蛋白、蛋白多糖、弹性蛋白和透明质酸水平。研究结果表明，HPE 激活了 NHDF 细胞中的全局 ECM 相关基因表达，这解释了 HPE 影响皮肤老化的临床证据。 本文作者Phooi-Yee Chang, Lit-Chein Chin等来自日本美思满株式会社研发部，文章原标题Human placental extract activates a wide array of gene expressions related to skin functions，6月30日发表在Scientific Reports。 关注公众号，了解更多行业信息 随着世界人口的老龄化，皮肤老化已成为最近最常见的皮肤病问题之一，并且由内在和外在原因引发。内在的皮肤老化随着时间的推移自然发生，主要受遗传易感性、神经内分泌和代谢因素的影响，以年龄依赖性的方式作用，也可以被紫外线辐射（UVR）、环境污染物等外部环境因素加速，例如吸烟、低质量营养和微生物感染。 然而，皮肤有能力通过神经内分泌系统产生多种保护分子，包括维生素 D 和褪黑激素 ，从而保护自己免受各种外部压力。内在和外在皮肤老化都会导致皮肤中细胞外基质 (ECM) 蛋白的分解，从而导致皮肤弹性和张力下降。 皮肤真皮层中的成纤维细胞已被证明通过产生 ECM 蛋白（如胶原原纤维和弹性纤维 ）来保持皮肤的强度、弹性和水分。值得注意的是，随着年龄的增长，衰老的成纤维细胞似乎会在皮肤中积聚 ，最近已证明消除皮肤中的衰老成纤维细胞可以减轻内在的皮肤老化。成纤维细胞衰老的标志包括基因组不稳定性、端粒磨损、表观遗传改变、线粒体功能障碍、细胞衰老、细胞间通讯改变和蛋白质稳态丧失。 自古以来就制定了对抗皮肤老化的策略。草药产品，包括芦荟素、人参皂苷和姜黄素等植物成分，长期以来一直被用作护肤化妆品。最近的研究提供了关于植物药如何对抗皮肤老化的分子证据。 除草药产品外，矿物质、维生素及其化合物衍生物已被科学证实具有抗皮肤老化的潜力。来自哺乳动物组织的胎盘提取物 (PE) 也已知对皮肤健康有积极影响。 PE 最初因其在多种医学应用中的治疗潜力而引起了全世界的关注，例如缓解更年期引起的症状 。最近的研究表明，猪 PE 可增强人成骨细胞系 Saos-2 和人真皮成纤维细胞的 I 型胶原蛋白产生和细胞增殖。
在这项研究中，研究人员进行了 RNA 测序 (RNA-seq) 和基因本体 (GO) 分析，以揭示 HPE 对正常人皮肤成纤维细胞 (NHDF) 的影响。研究人员通过 GO 富集分析证明，生物过程、分子功能和细胞成分的最高分分别是“细胞外基质组织”、“胶原蛋白结合”和“细胞外基质”，它们都与皮肤功能有关。
HPE 可提高 mRNA 和蛋白质水平的胶原蛋白水平。(a) HPE 处理程序示意图。（b和c）HPE对培养的NHDF细胞中PIP产生和COL1A1 mRNA表达的影响。用或不用 HPE 处理细胞 72 小时。*p < 0.05，***p < 0.001，或 ns，与对照 0 mg/mL HPE 相比，通过 ANOVA 和 Fisher 的 LSD 检验不显着。 通过上调胶原蛋白来改善皮肤完整性 衰老和环境压力会损害 ECM 的质量，从而影响整体皮肤功能。为了保持皮肤的结构完整性和弹性，有必要调节真皮成纤维细胞的功能和随后的 ECM 蛋白水平。 在这项研究中，研究人员发现 NHDF 细胞中 I 型胶原蛋白的产生在用 500 µg/mL HPE 处理 72 小时后增强。HPE 处理后 COL1A1 mRNA 的表达水平也显着增加。
通过上调弹性蛋白合成来改善皮肤弹性和柔韧性 弹性纤维是真皮 ECM 的主要成分，由两种不同的成分组成。主要成分是弹性蛋白纤维，它由交联的原弹性蛋白组成，而另一个是富含原纤维蛋白的微纤维。在这项研究中，HPE 处理显着增加了 NHDF 细胞中的弹性蛋白 mRNA 表达水平，表明 HPE 通过上调弹性蛋白合成来改善皮肤弹性和柔韧性。相反，HPE 处理的 NHDF 细胞显示 fibulin-5 (FBLN5) mRNA 水平增加了 1.4 倍（p = 1.00E-06，补充数据集 S1）。Fibulin-5 是微纤维的一种成分，可加速真皮成纤维细胞中的弹性纤维组装。因此，HPE 处理的细胞中 FBLN5 mRNA 水平的增加表明 HPE 增强了细胞中的弹性纤维组装。总之，结果表明，HPE 促进人真皮成纤维细胞中的弹性蛋白合成和弹性纤维形成。 除了胶原蛋白和弹性蛋白等纤维蛋白外，ECM 还由非纤维形成分子组成，主要是蛋白聚糖 (PGs) 和透明质酸 (HA)。有两组矩阵 PG。第一组是富含亮氨酸的小 PG (SLRP) 家族，包括核心蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖、纤维调节蛋白、lumican 等，而基质 PG 的第二家族是大硫酸软骨素 (CS) PG 的透明质家族，包括 versican 和聚集蛋白聚糖。属于 hyalectan 家族的 PG 包含一个 HA 结合 N 端结构域和一个凝集素结合 C 端结构域。Versican 主要分布于全身，是多种组织中 ECM 的一部分。Versican 似乎与弹性纤维有关，它在控制细胞粘附、迁移、增殖和 ECM 组装中发挥作用。Versican 通过与各种 ECM 蛋白（如胶原蛋白 I、纤连蛋白和纤维蛋白）相互作用来调节细胞和组织行为。此外，versican 与 HA 相互作用以产生促进细胞分选、增殖、迁移和存活的细胞外基质。
过量的胶原蛋白产生与纤维化发展有关，这是由 TGF-β 和其他细胞因子触发的。然而，真皮成纤维细胞皮肤纤维化模型和动物肺纤维化模型 、的 ECM 谱与我们在研究中观察到的非常不同，例如强烈刺激 I 型胶原 mRNA 表达高达 10 倍。此外，NHDF 中 HA 生成、versican 蛋白聚糖和其他 ECM 成分的同时适度刺激表明，HPE 治疗对维持皮肤健康具有总体有益效果。 该研究中使用的 NHDF 细胞来自一名 66 岁的女性；然而，本研究中使用的细胞的个体群体倍增水平在 4 到 2 之间。这意味着细胞仍处于增殖阶段，而不是处于衰老阶段。因此，HPE 治疗对改善皮肤健康的有益效果不仅可以期待中年人，也可以期待年轻人。 更多有趣话题： |
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