Antioxidants | 7-MSI激活自噬抗击皮肤炎症，延缓肌肤衰老

科技 2024-10-25 16:30 上海

"每五名中国女性中，就有一人因皮肤衰老问题面临颜值下降的风险"，《皮肤衰老病理学及其防治》以此为题，深入探讨了皮肤衰老对女性容颜的影响。研究指出，从20岁开始，皮肤厚度和真皮纤维细胞数量逐渐减少，25岁后胶原蛋白生成速度减缓，皮肤更新周期延长，自然衰老的迹象开始显现。随着年龄增长，皮肤细胞衰老和积累导致皮肤变薄、再生能力下降以及屏障功能减弱，衰老现象愈发明显。特别是皮肤微生态的失衡和炎症反应的加剧，成为皮肤衰老的重要驱动因素。此外，皮肤松弛、色泽晦暗、皱纹增多等外在表现，不仅影响美观，更与2型糖尿病、心脏病和高血压等健康问题息息相关。在中国，育龄女性皮肤衰老的患病率已高达10.1%，且随着年龄增长，这一比例仍在上升。

图1. 随着年龄增长皮肤细胞的衰老和积累

近日，来自韩国自然科学ㆍ公共卫生安全学院的研究人员在《Antioxidants》杂志发表了题为“Anti-Inflammatory and Autophagy Activation Effects of 7-Methylsulfonylheptyl Isothiocyanate Could Suppress Skin Aging: In Vitro Evidence”的研究论文，该团队发现，从十字花科植物中提取的7-甲基磺酰基庚基异硫氰酸酯（7-MSI）展现出了显著的抗氧化和抗炎特性。通过一系列体外实验，包括生物化学分析、酶联免疫吸附试验（ELISA）、实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）、西方印迹法、共聚焦显微镜和RNA干扰技术，研究人员评估了7-MSI对小鼠巨噬细胞株（Raw 264.7和RAW-ASC细胞）中细胞因子产生、蛋白表达和基因调控的影响。研究发现，7-MSI能显著降低LPS刺激的Raw 264.7细胞中TNF-α、IL-1β、IL-6、COX-2和PGE转录水平，显示出强大的抗炎效果。此外，7-MSI还抑制了NF-κB信号通路和NLRP3炎症体的活性，减少了caspase-1和IL-1β的产生。在自噬方面，7-MSI增强了Beclin-1、LC3和Atg12的表达，同时降低了磷酸化mTOR水平，表明激活了自噬。研究还发现，7-MSI能有效地减少LPS诱导的活性氧（ROS）产生。通过RNA干扰实验，进一步证实了自噬与炎症体调节之间的相互作用，表明7-MSI通过调节自噬相关基因影响了细胞因子的产生。

图2. 7-MSI抑制RAW-ASC细胞中NLRP3炎症体的活性并减少炎症介质的产生

研究人员首先探究了7-MSI对NLRP3炎症体活性的抑制作用，揭示了其在调节RAW-ASC细胞中炎症反应中的潜在机制。研究中，RAW-ASC细胞首先用LPS预处理3小时，再经7-MSI和ATP处理额外3小时。结果显示，与未经7-MSI处理的细胞相比，经7-MSI处理的细胞NLRP3、ASC和前caspase-1的表达水平分别降低了80%、34%和86%。此外，通过共聚焦显微镜观察到7-MSI显著抑制了由LPS和ATP诱导的炎症体形成。这些结果表明，7-MSI通过抑制NLRP3炎症体的组装和活化，有效减少了IL-1β的释放和caspase-1的活性，从而在细胞水平上抑制了炎症反应。

图3. 7-MSI在RAW 264.7细胞中激活自噬并增强细胞对氧化应激的抵抗力

接下来，研究人员研究了7-MSI对RAW 264.7细胞自噬激活的影响，并揭示了其在减轻氧化应激中的作用。研究中，RAW 264.7细胞经7-MSI和LPS处理，结果显示7-MSI处理的细胞中自噬相关蛋白Beclin-1、LC3和Atg12的表达水平分别增加了377%、27%和77%，同时磷酸化mTOR水平下降了约34%。免疫染色和共聚焦显微镜观察进一步证实了7-MSI促进了自噬体的形成。此外，与仅用LPS处理的细胞相比，7-MSI处理显著降低了LPS诱导的活性氧（ROS）产生，下降幅度约为29.74%。

图4. 7-MSI降低了RAW-ASC细胞中caspase-1的活性和IL-1β的分泌

进一步，研究人员探究了7-MSI对RAW-ASC细胞中NLRP3炎症体活性的抑制效果。在LPS和ATP的刺激下，RAW-ASC细胞中NLRP3、ASC和前caspase-1的表达水平显著升高，而7-MSI的介入显著抑制了这些蛋白的表达，降低幅度分别达到了80%、34%和86%。此外，7-MSI处理的细胞中NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β的mRNA表达水平也得到了显著抑制，这表明7-MSI不仅在蛋白层面发挥作用，还在基因转录层面调控炎症体的活性。

图5. 7-MSI通过促进自噬相关蛋白的表达增强了细胞的自噬活性

研究发现，经7-MSI处理的细胞中caspase-1活性下降了37.35%，IL-1β的产生减少了约91.83%。这些结果表明，7-MSI不仅抑制了炎症体的激活，还显著减少了炎症介质的生成。此外，7-MSI通过促进细胞自噬，增强了细胞对氧化应激的抵抗力，这一点从ROS产生的减少中得到证实，与LPS处理的细胞相比，7-MSI处理的细胞ROS产生减少了约29.74%，表明其通过激活自噬和抑制炎症体激活来减轻氧化应激。

图6. 7-MSI通过影响自噬与炎症体调节之间的相互作用调控了炎症因子的产生

研究人员深入探讨了7-MSI在Raw 264.7细胞中激活自噬的作用及其对氧化应激的抵御能力。研究发现，7-MSI处理能显著提升自噬相关蛋白Beclin-1、LC3和Atg12的表达水平，增幅分别高达377%、27%和77%，同时降低了磷酸化mTOR水平约34%。这些结果表明7-MSI通过激活自噬相关蛋白的表达，增强了细胞的自噬活性。此外，通过荧光染色和共聚焦显微镜观察到7-MSI处理的细胞中LC3-II的荧光信号增强，进一步证实了自噬体的形成。在氧化应激指标ROS的测量中，与仅用LPS处理的细胞相比，7-MSI处理显著降低了ROS的产生，下降幅度约为29.74%，表明7-MSI通过激活自噬有效减轻了氧化应激。

图7. 7-MSI在调节炎症反应中的复杂作用以及自噬在炎症调节中的重要性

进一步，研究人员揭示了自噬与炎症体调节之间的相互作用，以及7-MSI在其中扮演的角色。通过RNA干扰实验，特别是对Beclin-1进行siRNA转染，研究发现7-MSI处理的RAW-ASC细胞中TNF-α的产生减少了26%，而在Beclin-1 siRNA转染的细胞中，这种减少效果被逆转，TNF-α水平上升至与未处理7-MSI的细胞相似的水平。类似地，7-MSI处理显著抑制了由NLRP3激活产生的IL-1β分泌，减少了约92.02%，但在Beclin-1 siRNA转染的细胞中，IL-1β的分泌量几乎回升至未处理7-MSI的细胞水平。

图8. 通过多种机制减轻炎症和氧化应激

最后，研究人员提供了一个全面的视角，探究了7-MSI在抗炎和激活细胞自噬中的综合效果。7-MSI不仅显著抑制了促炎细胞因子的产生，如TNF-α、IL-1β、IL-6、COX-2和PGEs，而且还通过抑制NF-κB激活和NLRP3炎症体活性来减轻炎症。此外，7-MSI通过增加Beclin-1、LC3和Atg12的表达并降低磷酸化mTOR水平来激活细胞自噬，这与减少ROS产生相关，表明7-MSI增强了细胞的抗氧化防御能力。这些作用共同展示了7-MSI在治疗皮肤炎症和衰老相关疾病中的潜力，揭示了其作为治疗剂的多方面生物学活性。

总之，这项工作不仅为7-MSI作为皮肤护理和疾病治疗剂的潜在应用提供了科学依据，还揭示了其在促进自噬、清除ROS以及抑制炎症中的重要作用。通过调节与炎症和细胞应激关键途径相关的信号通路，7-MSI展现了其在治疗皮肤炎症和衰老相关疾病中的治疗潜力。随着对这些现象背后机制的深入了解，我们期待未来能有更多有效的治疗方法，帮助广大女性焕发肌肤活力，重拾健康美丽。

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