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自噬在富氢液减轻UVB致皮肤成纤维细胞损伤中的作用

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作者:赵子申,高雅丽,张群,刘婕等,沧州市人民医院皮肤科,沧州市中心医院,河北省沧州医学高等专科学校,沧州市人民医院门诊手术室,天津医科大学总医院

探讨自噬对富氢液减轻 UVB 照射导致的人皮肤成纤维细胞氧化损伤的调 控作用。

长期接受紫外线照射是导致皮肤外源性老化的 主要原因。成纤维细胞是皮肤中含量最丰富的细胞 成分,它的主要作用是维持细胞外基质( ECM) 内环 境的平衡[7]。研究证实,UV 照射能诱导 ROS 的产 生从而引起氧化应激反应,这是造成皮肤细胞损伤 的一个重要原因[8]。UVB 可直接被 DNA 大量吸 收,直接导致单链 DNA 变异,线粒体功能损害,进而 细胞产生皱纹、弹性纤维变性、胶原蛋白降解等[9]。 最近研究表明,自噬活性异常与成纤维细胞的 光老化过程有着密不可分的关系,已成为目前探讨光老化发生发展以及治疗研究的新靶点。自噬与生 物体的老化进程密切相关,生物体可以通过自噬的 激活来清除老化或受损的细胞器及蛋白质,从而使 生物体获得更新[10-12],过程包括自噬的诱导、运载物 的识别和包装、囊泡成核、囊泡扩展和闭合、ATG 蛋 白循环、囊泡与液泡/溶酶体融合、囊泡分解,以及所 产生的大分子物质的循环利用。有学者[4]发现,紫 外线照射人成纤维细胞的过程可出现自噬过程的异 常发生,100mJ/cm2和 200mJ/cm2的 UVB 照射可致 自噬体数量增加。LC3 是自噬的标记性蛋白,自噬 形成中 LC3-Ⅰ经过泛素样修饰加工转化为 LC3-Ⅱ, 故 LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ常作为评价细胞自噬的指标。Beclin-1 与Ⅲ型磷脂酰肌醇-3-激酶( Vps34) 形成 Beclin-1/Vps34 复合物,通过使其他 ATG 蛋白重定位于 前自噬体结构而促进自噬体的形成。同样,ATG5 作 为参与调控自噬过程的重要基因驱动自噬体膜片的 扩展和/或弯曲,通过形成 ATG12-ATG5-ATG16 复 合物主要定位于吞噬泡的外侧促进自噬的发生。郑 云鹏等[13]发现小剂量反复多次 UVA 照射,可致自 噬水平上调,细胞修复增加,细胞损伤减少。本实验 发现 UVB 照射可诱发自噬活动增强,随时间自噬体 增加,自噬蛋白 LC3Ⅰ向 LC3Ⅱ转换增加,说明自噬 流增加、Beclin-1 和 ATG5 表达增加,自噬底物 P62 表达降低,这一结果提示 UVB 的照射激活自噬途 径,导致自噬蛋白增加,细胞通过自噬途径降解受损 伤的细胞器,发挥对细胞的应激性保护作用,但由于 UVB 照射导致的细胞损伤严重,表现为 MTT 值降 低,LDH 释放增加,ROS 释放和 MDA 增加,细胞通过自噬途径发挥的保护作用,不足以完全清楚受损 伤的细胞器,故本实验中细胞在接受 UVB 照射后仍 反应为细胞受损伤状态。 近年来研究发现氢分子对多种疾病模型发挥保 护作用,其机制可能通过抗氧化、抗炎、抗凋亡、调控 信号传导通路等有关[14]。作者前期实验研究发现 氢分子通过减少氧化产物的释放发挥对紫外线照射 导致的纤维细胞损伤的保护作用[2]; 富氢液可减轻 小鼠变应性接触性皮炎的炎症反应,减少肿瘤坏死 因子 α( TNF-α) 、白介素( IL) -6、IL-17 和干扰素 γ ( IFN-γ) 的释放[15]; 富氢液可以下调 UVB 诱导的 HaCaT 细胞炎症因子的表达,这一过程是通过激活 自噬途径实现的[3]。为了进一步验证自噬及氢分子 在光老化模型中的具体调控作用,笔者利用自噬的 抑制剂调控人成纤维细胞的自噬发生。从实验结果 发现,在氢分子改善 UVB 照射诱发的 MTT 值、LDH 和氧化指标( ROS 和 MDA) 的基础上,自噬的抑制剂 ( 3-MA) 部分反转了氢分子对 UVB 照射人成纤维细 胞损伤的保护作用。这一结果说明抑制自噬,氢分 子不能发挥对 UVB 照射导致细胞损伤的保护作用。 总之,本研究通过对光老化模型人成纤维细胞 损伤的研究得知,UVB 照射可以诱发自噬过程的发 生,氢分子可通过调控自噬过程发挥对人成纤维细 胞损伤的保护作用。

来源:赵子申, 高雅丽, 张群,等. [J]. 中国皮肤性病学杂志, 2018(5).

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