Poly- ak oligosakarid Ulva Sp. Fraksyon ki soti nan ekstraksyon anzim-asistans modile metabolis nan matris ekstraselilè

Tanpri kontakteoscar.xiao@wecistanche.compou plis enfòmasyon

Résumé:Ulva sp. se li te ye yo dwe yon sous nan konpoze byoaktif tankou kamyon, men aktivite byolojik yo sou po imen fibroblast matris ekstraselilè (ECM) mal rapòte. Nan travay sa a, yo te envestige règleman ECM la pou premye fwa nan nivo proteomik ak transcriptomic nan po nòmal fibroblast po imen, apre 48 èdtan nan enkubasyon ak fraksyon poli- ak oligosakarid ki soti nan Ulva sp. jwenn apre ekstraksyon anzim-asistans ak depolymerization. Amelyorasyon pwopagasyon selilè (jiska plis 68 pousan) san yo pa montre okenn efè sitotoksik sou fibroblast yo te demontre nan 50 ak 1000ug/mL pa tou de fraksyon. Nan nivo pwoteomik, fraksyon polisakarid nan 1000 ug/mL amelyore sentèz glikozaminoglikan (GAG, jiska plis 57 pousan), kolagen total, espesyalman kalite I (jiska plis 217 pousan) ak Ⅲ, osi byen ke sentèz la. ak aktivite MMP-1 (Matrix Metalloproteinase-1, jiska plis 309 pousan).Okontrè, fraksyon oligosakarid pa te gen okenn efè sou sentèz GAG yo men yo te montre resanblans pou kolagen an ak règleman MMP-1.puritans vitamin cNan nivo transcriptomic, diminisyon nan ekspresyon COL1A1 ak COL1A2, ak ogmantasyon nan ekspresyon COL3A1 ak MMP-1 konfime modulasyon nan metabolis ECM pa tou de fraksyon. Rechèch nou an mete aksan sou ke poli- ak oligosakarid Ulva sp. fraksyon montre aktivite byolojik enteresan epi sipòte itilizasyon potansyèl yo nan zòn nan renouvèlman po pou aplikasyon pou anti-aje dermo-kosmetik.

tanpri klike la a pou w konnen plis

Mo kle:kolagen an; matris ekstraselilè; fibroblast po imen; matris metaloproteinaz; alg; Ulva sp.

1. Entwodiksyon

Gwo-echèl mare vèt ki te koze pa Uloa sp. yo te frekan nan Bretay (Frans) akòz eutrofizasyon maren. Bloke alg vèt yo gen gwo enpak ekolojik negatif tankou chanjman nan estrikti ekosistèm nan, rediksyon nan divèsite biyolojik endijèn, ak pèt ekonomik [1,2]. Eksepte pou itilizasyon kòm amannman tè, manje bèt, oswa degradasyon senp pa pouri oswa konbisyon nan evènman bloke, yo konnen anpil ti kras sou valorizasyon Uloa sp. nan sante moun [1]. Sepandan, Ulloa sp. se yon sous enpòtan nan konpoze tankou ulvans. Evans, polisakarid mi selil sulfat idrosolubl nan dlo, sitou ki konpoze de rhamnose, asid uronik, ak ksiloz, ka reprezante jiska 36 pousan pwa sèk Ulloa [3]. De prensipal inite disakarid repete ulvan yo se asid aldobiuronik (asid ulvanobiuronik), kalite A: -D-glukuronic asid (1,4)-lye ak -L-rhamnose 3-sulfat, ak kalite B: -L- asid iduronik (1,4)-lye ak -L-ramnose 3- sulfat. Minè disakarid aldoz, refere yo kòm ulvanobioses (tip U) ka jwenn tou nan ulvan [3.4].Ulvan ekstraksyon an tèm de sede quantitative ak bon jan kalite ka varye siyifikativman dapre ekstraksyon ak metòd fraksyon aplike nan byomass la. Ulvans yo souvan ekstrè nan solisyon akeuz nan tanperati ki wo (80-90 degre) refere yo kòm yon pwosesis maserasyon. Sepandan, Evans ka refè pa yon nouvo teknoloji vèt ki rele Enzyme-Assisted Extraction (EAE)[5].EAE pèmèt fè ekstraksyon nan konpoze ki enterese san yo pa itilize kondisyon denaturasyon tankou solvang oswa tanperati ekstraksyon segondè, epi li montre plizyè avantaj tankou segondè efikasite katalitik, segondè espesifik, kondisyon reyaksyon modere, ak prezèvasyon aktivite byolojik konpoze yo. EAE tou amelyore rannman an epi redwi pri a ak konsomasyon enèji lè yo konpare ak yon pwosesis maserasyon klasik [6-9]. Apre ekstraksyon akeuz soti nan maserasyon oswa yon pwosesis roman tankou EAE, anrichisman ulvan yo souvan fèt pa yon pwosedi presipitasyon etanòl [3]. Ulvans te demontre nan vitro ak nan vivo plizyè aktivite byolojik tankou imunomodulasyon, antioksidan, antikansè, anticoagulant, antihyperlipidemic, oswa antiviral [3,5,10-14].sistancheKarakteristik estriktirèl Evans (degre sulfatasyon, modèl sulfatasyon, konpozisyon monosakarid, lyen glikozidik, degre branch, osi byen ke pwa molekilè) afekte aktivite byolojik li yo [3]

Aje po a se yon pwosesis konplèks ak de pwosesis konplemantè: intrinsèques (jenetik, metabolis selilè, elatriye) ak ekstèn (ekspozisyon UV, polisyon, fimen tabak, elatriye)[15-17]

Cistanche ka anti-aje

Itilizasyon bioaktif alg kòm sous pwodwi ki gen anpil valè pou endistri dermo-kosmetik fèk parèt. Pami konpoze bioaktif sa yo, ulvan yo gen yon gwo potansyèl. Vreman vre, demann konsomatè pou pwodwi natirèl yo ap ogmante nan ane ki sot pase yo, sa ki fè pwodwi maren yo ak alg patikilyèman yon sous enteresan engredyan natirèl ki vize bote ak sante po [18-22]. Po a, sib la nan pwodwi kosmetik, se te fè nan twa gwo kouch distenk sipèpoze: epidèm, dèrm, ak ipodèm.ki sa ki cistancheDèrm la sipòte epidèm la ak pò selil po enpòtan ke yo rekonèt kòm fibroblast. Fibroblasts, prensipal selil dèrm papilè yo jwenn anba epidèm la, esansyèlman fè sentèz ak òganize matris ekstraselilè (ECM). ECM a konpoze de makromolekil divès kalite ki gen ladan kolagen an (70 pousan nan pwa sèk la) sitou kalite I ak III, elastin (2-4 pousan), glikoprotein (fibronectin, laminin, elatriye), glikozaminoglikan (GAGs) swa silfate (heparan). silfat, silfat dermatan, silfat keratan, silfat chondroitin) ak non-sulfated (asid hyaluronik), proteoglycans, ak konpozan degradatif tankou MMPs (Matrix Metalloproteinases) [23,24]. Kalite kolagen an reprezante jiska 80 pousan nan kolagen an total [25] e li se youn nan pi gwo konstitiyan po dèrm ECM a; li enplike nan elastisite po, fleksibilite, ak tansyon. Kalite I Kolagen se yon eterotrimer, triple helix pwoteyin, ki konpoze de de chenn cl ak yon chenn c2 respektivman kode pa jèn COL1Al ak COL1A2 [26]. Kolagen fibrilè Kalite I ak II reprezante plis pase 90 pousan nan kolagen an total epi yo asosye byen nan po [27,28]. Kalite II kolagen an pi souvan nan po jèn pase po ki aje epi li patikilyèman patisipe nan geri blesi [29,30]. Yo nan lòd yo etabli yon rezo molekilè pou asanble ECM, GAG yo asosye ak pwoteyin ak fòme proteoglycans (egzanp, decorin oswa versican) ki kominike avèk kolagen tip I [31]Nan ECM a, MMPs, ki se anzim nan chemen an katabolik ECM, yo lye, nan fòm inaktif oswa aktif, nan inibitè tisi yo nan metaloproteinas ke yo rekonèt kòm TIMPs, ki kontwole aktivite yo [32]. MMP-1(kolagenaz-1) se anzim prensipal ki responsab degradasyon kolagen an tip I, ak TIMP-1 se inibitè respektif li [334]. Fibroblast yo se regilatè kle nan omeyostazi ECM. Yon balans ak kouple nan sentèz ant eleman ECM po ki enplike nan anabolism, tankou kolagen tip I ak II, GAGs, oswa TIMPs, ak nan katabolism tankou MMPs, pèmèt renouvèlman an ak renovasyon kontinye nan ECM sa a [25].Nan aje po. , konsekans prensipal la se yon move balans nan règleman ECM la ak rediksyon nan pwopagasyon fibroblast, modulation nan nivo eleman ECM ak yon diminisyon enpòtan nan sentèz kolagen tip I, sekresyon GAGs, ak sentèz TIMP-1, ak ogmantasyon nan MMP-1 nivo [24,35].

Pou kounye a, sèlman kèk etid te envestige efè Ulva sp. fraksyon sou metabolis selil po fibroblast nan nivo pwoteomik ak transkriptomik[36-39]e, jiska dat, pa gen okenn etid konplè sou nivo proteomik ak transcriptomik ki te fèt sou fraksyon poli-ak oligosakarid Ulua ki sòti nan pwosesis EAE la.Anti aje cistancheNan pèspektiv sa a, etid sa a mennen ankèt sou, an vitro, efè fraksyon poli- ak oligosakarid ki soti nan Ulva sp. sòti nan nouvo teknoloji vèt EAE sou metabolis fibroblasts po imen. Efè yo sou pwopagasyon fibroblast ak viabilite ak sou tou de ECM anabolism ak katabolism nan nivo proteomik ak transcriptomic yo te etidye yo nan lòd yo mete aksan sou potansyèl yo nan swen pou po (egzanp, anti-aje).

2. Rezilta

2.1.Poly-ak oligosakarid fraksyon nan Ulva sp.

soti nan EAE Ekspozisyon diferan konpozisyon byochimik ak distribisyon pwa molekilè

Mekanis pwodiksyon fraksyon poli- ak oligosakarid yo detaye nan seksyon Materyèl ak Metòd: "4.2 Pwodiksyon ak karakterizasyon Fraksyon Poly-ak Oligosakarid yo". Previous analiz detaye karakterizasyon byochimik (idrat kabòn, asid uwonik, gwoup silfat, ak pwoteyin) ak molekilè. distribisyon pwa nan fraksyon poli-ak oligosakarid ki soti nan Ulloa sp. sòti nan EAE yo te fèt [36]. Done yo konbine nan Tablo 1.

Yon ti tan, fraksyon polisakarid ulvans brut (UE) ak ulvans dialyzed (DS-UE) konpoze de ulvans ki gen gwo pwa molekilè (kabiyon brit) ak 23.5-37.4 pousan idrat kabòn,18.5-37. 0 pousan asid uwonik, 29.9-49.1 pousan gwoup silfat, ak 10.5-12.8 pousan pwoteyin. Konpozisyon idrat kabòn te sitou rhamnose (50 pousan) ak asid glukuronik (11 pousan). Fraksyon DS-UE a siyifikativman pi rich nan ulvans pase fraksyon UE. Fraksyon oligosakarid, kamyon depolymerize ki soti nan HzO2 (DEP-HD PP-UE) ak kamyon depolymerize ki soti nan résine Amberlite (DEP-AD PP-UE), yo konpoze de kamyon pwa molekilè ki ba ak 24.4-30.4 pousan idrat kabòn ( ramnose 44.9-55.4 pousan ak asid glukuronik 7.5-11.0 pousan), 21.6-30.8 pousan asid uwonik, ak 12.8-16.8 pousan pwoteyin.

Sepandan, pwosesis depolymerization la te mennen nan yon pèt pasyèl nan sulfat (pa detekte nan DEP-ADPP-e sèlman 6.6 pousan nan DEP-HD PP-UE). Distribisyon pwa molekilè (Mw) nan fraksyon oligosakarid te montre yon mwayèn ba Mw nan 8kDa pou DEP-HD PP-UE ak pi ba pou DEP-AD PP-U ak 1.5 kDa.

2.2.Poly-ak oligosakarid fraksyon nan Ulva sp. Estimile Aktivite Metabolik Men, Pa Afekte Viabilite Fibroblast yo

Aktivite metabolik nòmal fibroblasts po imen (NHDF), 48h-ekspoze nan fraksyon poli-ak oligosakarid Ulloa（50 ak 100 ug/mL pou 48h）, te evalye pa WST -1 (Figi 1). Nan eksperyans sa yo (n=9), fraksyon Ullva ki soti nan EAE ogmante pwopagasyon fibroblast yo jiska plis 68 pousan konpare ak kontwòl.cistanche benefíciosOgmantasyon enpòtan nan aktivite metabolik (p<0.001)were observed="" for="" both="" ue="" and="" ds-ue="" at="" 50="" and="" 1000="" ug/ml.="" oligosaccharide="" fractions="" exhibited="" a="" higher="" and="" more="" significant="" rise="" of="" metabolic="" activity="" at="" 100="" ug/ml="" (p=""><0.001) than="" at="" 50="" ug/ml(no="" significance="" for="" dep-hd="" pp-ue="" and="" lower="" significance,=""><0.05, for="" dep-ad="">

Pou detèmine si efè sa yo te asosye ak pa gen okenn toksisite selil, yo te evalye viabilite nan selil Ulou ekstrè-trete pa mezi LDH (laktat dehydrogenase) lage lè l sèvi avèk CytoTox96 tès degre apre 48 èdtan nan enkubasyon (n=3) (Figi). 2). Egzamen sitotoksisite a te montre ke tout fraksyon pa montre okenn sitotoksisite enpòtan konpare ak kontwòl la.

2.3.Poly-ak oligosakarid fraksyon nan Ulva sp. Stimule Metabolis Matris Ekstraselilè nan Fibroblasts

Yo te evalye efè fraksyon poli-ak oligosakarid Ulloa sou sentèz fibroblast glikozaminoglikan (GAG) silfate ak ki pa sulfate ak tach ble Alcian apre 48 èdtan nan enkubasyon (n=4) (Figi 3). Ogmantasyon sentèz enpòtan yo te obsève sèlman pou UE ak DS-UE nan 100 ug/mL konsidere tou de sulfate (p<0.01,+39% and="" +51%,respectively)="" and="" non-sulfated="" gags=""><0.05,+44% and="" +57%="">

Li se enteresan sonje ke DS-UE, fraksyon ki pi rich ulvans, amelyore sentèz GAG yo pi plis. Nan 50 ug/mL, UE ak DS-UE ogmante sentèz GAGs ki pa sulfate men pa siyifikativman (plis 14.2 pousan ak plis 22.7 pousan respektivman). Fraksyon oligosakarid DEP-AD PP-UE nan 1000 ug/mL yon ti kras diminye sentèz GAGs ki pa sulfate men pa siyifikativman (-3 pousan), ak DEP-HD PP-UE yon ti kras amelyore men pa siyifikativman sentèz GAGs nan 100 ug/ mL (plis 4.1 pousan pou sulfate ak plis 10.9 pousan pou nonsulfated).

Sentèz kolagen an total (Figi 4) te evalye pa tès Red Sirius apre fibroblast 48 èdtan ekspoze a poli- ak oligosakarid fraksyon Ulloa (n=7 nan 100 ug/mL ak n=6 nan 50 ug/mL) .

Tout fraksyon demontre yon ogmantasyon depandan konsantrasyon nan sentèz kolagen an. Yo te note yon bès majinal epi ki pa enpòtan nan sentèz kolagen an pou tout fraksyon nan 50 ug/mL konpare ak kontwòl. Kontrèman, nan 1000 ug/mL, tout fraksyon te ogmante sentèz kolagen an total ak yon fason enpòtan pou UE (plis 22 pousan, p).<><0.01),and dep-hd=""><>

Poli- ak oligosakarid Efè fraksyon EAE ki sòti sou sentèz kolagen tip I (n=6) ak sentèz MMP-1 (n{=4) yo te evalye ak tès ELISA (Figi 5).

Tout fraksyon amelyore sentèz kolagen tip I ak sentèz MP-1 men se pa toujou anpil. Kalite I ogmantasyon sentèz kolagen an te depann de konsantrasyon. Fraksyon polisakarid, UE ak DS-UE, nan 1000 ug/mL, yo te jwenn anpil （p<05）increase type="" i="" collagen="" synthesis="" (+122%,="" and="" +217%="" respectively)="" and="" mmp-1="" synthesis="" (+309%="" and="" +169%="">

Efè fraksyon poli-ak oligosakarid Ulloa nan 100 ug/mL, apre 48 èdtan ekspoze fibroblast, sou sentèz tip I(n=5) ak tip Ⅲ(n=4)kolagen, sou pwodiksyon MMP-1(n=6) ak TIMP-1(n=5) ​​yo te evalye pa analiz Western blot (WB) ak metòd nòmalizasyon lè l sèvi avèk metòd total pwoteyin liy lan ( Figi 6).

Nan Figi 6a, e, ak WB make respektivman yon ogmantasyon nan kolagen matirite tip I （≈130kDa） ak matirite kolagen tip III （≈190 kDa）sentèz pou tout fraksyon. Kantifikasyon pwoteyin nan Figi 6c nan kolagen tip I ak Figi 6g nan kolagen tip III revele yon ogmantasyon NS (pa estatistik enpòtan) nan sentèz yo nan prezans tou de poli-ak oligosakarid Ulloa sp. fraksyon. Pandan se tan, WB nan Figi 6b,d pèmèt nou quantifier yon siyifikatif （p<05）increase of="" mmp-1="" production="" （≈50kda）for="" polysaccharide="" fractions="" and="" not="" significant="" for="" oligosaccharide="" ulloa="" eae-derived="" fractions="" dep-ad="" pp.="" ue="" and="" dep-hd="" pp-ue.="" wb="" quantification="" of="" timp-1="" production="" （≈20kda）,="" available="" in="" figure="" 6f,h,="" showed="" only="" a="" significant="" increase="" in="" presence="" of="" the="" dep-hd="" pp-ue="" fraction=""><0.05), while="" other="" fractions="" had="" no="" significant="">

Aktivite kolagenaz MMP-1 te detèmine pa tès zimografi an prezans fraksyon poli- ak oligosakarid Ulloa nan 100 ug/mL （Figi 7a）, kantite, epi konpare ak kontwòl (Figi 7b), apre 48h ekspoze fibroblast (n). =4).

Rezilta yo revele ke tou de poly-ak oligosakarid Ulva sp. fraksyon yo pa ogmante anpil aktivite MMP-1 fibroblast yo.

2.4.Poly-ak oligosakarid fraksyon nan Ulva sp. Diferans modil ECM Gene ekspresyon de fibroblasts

Yo te etidye efè fraksyon poli- ak oligosakarid Ulloa EAE ki sòti nan nivo fiks mRNA plizyè eleman matris ekstraselilè (COL1A1, COL1A2, COL3A1, MMP-1, ak TIMP-1)(n =4)(Figi 8).

Nou remake ke tout fraksyon nan 1000 ug/mL redwi anpil (p<0.01 and=""><05)col1a1 mrna="" steady-state="" levels="" (figure="" 8a).="" in="" contrast,="" we="" noted="" that="" all="" fractions="" increased="" mmp-1="" mrna="" level="" expression="" significantly="" (p="" <="" 0.05)="" for="" ue="" at="" both="" concentrations="" and="" ds-ue="" at="" 50="" ug/ml="" only="" (figure="" 8c).="" timp-1="" mrna="" steady-state="" level="" was="" not="" significantly="" changed,="" but="" dep-hd="" pp-ue="" and="" dep-ad="" pp-ue="" reduced="" it="" not="" significantly="" at="" 50="" ug/ml="" (figure="" 8e).="" the="" col1a2="" mrna="" steady-state="" level="" (figure="" 8b)="" is="" enhanced="" (ns)="" for="" both="" ue="" concentrations="" and="" ds-ue="" at="" 50="" ug/ml.="" however,="" it="" is="" lower="" at="" 1000="" ug/ml="" for="" ds-ue="" (ns),="" dep-hd="" pp-ue,="" and="" dep-ad="" pp-ue="" (only="" significant="" at="" 1000="" ug/ml="" for="" the=""><0.05). polysaccharide="" fractions,="" ue="" and="" ds-ue,="" raised="" col3a1="" mrna="" level="" expression="" significantly=""><0.05) at="" 1000="" ug/ml="" and="" at="" 50="" ug/ml="" for="" ue="" (ns="" for="" ds-ue)(figure="" 8d).="" oligosaccharide="" fractions,="" dep-hd="" pp-ue,="" and="" dep-ad="" pp-ue,="" at="" 1000="" ug/ml="" raised="" not="" significantly="" col3a1="" mrna="" level="" expression="" and="" reduced="" it="" at="" 50="" μg/ml（significant="" only="" for="" dep-ad=""><>

Tablo 2 montre rezilta konbine yo sou nivo mRNA jèn apre ekspoze fibroblast nan fraksyon nan 1000 ug/mL.

Tablo 2 montre ke UE diminye anpil (p<0.01)col1al and="" increased="" signifi-cantly=""><0.05) mmp-1="" and="" col3a1,="" and="" not="" significantly="" col1a2mrna="" steady-state="" levels.="" for="" ds-ue,="" dep-hd="" pp-ue,="" and="" dep-ad="" pp-ue,="" similar="" mrna="" steady-state="" levels="" with="" a="" decrease="" in="" col1a1=""><0.01), in="" col1a2(only="" significant=""><0.05 for="" dep-ad="" pp-ue),="" increase="" in="" col3a1="" (only="" significant=""><0.05 for="" ds-ue),="" increase="" in="" mmp-1(ns),="" and="" no="" significant="" change="" in="" timp-1="" mrna="" expression="" were="">

Atik sa a Mar. Drugs 2021, 19, 156. https://doi.org/10.3390/md19030156 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs