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人参皂苷Rb1、CK对紫外线损伤的保护作用及其机制研究

蔡宝祥  
【摘要】:研究背景:日光中的紫外线(ultraviolet, UV)是影响人类健康的一个主要环境因素,可分为波长为320-400 nm的长波紫外线(UVA);波长为290-320 nm的中波紫外线(UVB);及波长为180-290 nm的短波紫外线(UVC)。UVA可穿透真皮,使皮肤过早变黑老化;而UVB可穿透皮肤几毫米,会使皮肤出现日晒伤,如反复发生日晒伤,就会增加皮肤癌发生的危险。UVC因大部分被大气臭氧层所吸收,不能到达地面而对人类危害较小。 UVB可引起皮肤的急性损伤、局部和系统免疫抑制、皮肤癌的产生和光老化等,其中最为常见的是在表皮引起晒斑细胞即凋亡的角质形成细胞的形成。UVB辐射可造成表皮角质形成细胞的DNA损伤,产生两种主要光产物:占绝大多数的环丁烷嘧啶二聚体(cyclobutane pyrimidine dimmer, CPD),和少量的6-4嘧啶-嘧啶酮光产物(pyrimidine -pyrimidone 6-4 photoproducts, (6-4)PPs)。DNA损伤产物是UVB诱导角质形成细胞凋亡的起始信号。过量的UVB辐射产生的DNA损伤产物如超出表皮细胞自身修复能力,则启动细胞内一系列促凋亡信号诱导细胞凋亡。核苷酸切除修复(nucleotide excision repair, NER)是UVB诱导DNA光损伤的主要修复途径。NER是由30多种基因产物参与的复杂系统。XPC (xeroderma pigmentosum group C)蛋白是NER通路中参与损伤识别的蛋白之一,ERCC1 (excision repair cross complementing 1)/XPF二聚体是NER通路中参与切除损伤DNA的结构特异性内切酶。 人参是滋补强身的传统名贵药材,人参皂苷是其主要的化学活性成分。人参皂苷Rbl在抗氧化、清除氧自由基、提高学习记忆、抗衰老等方面有较强活性。人参皂苷的活性代谢产物compound K (CK)在抗肿瘤、抗衰老、改善记忆、抗炎及保肝等方面有良好的药效。人参皂苷Rbl、CK是否对UV辐射具有一定的防护作用尚未见文献报道。 目的:观察人参皂苷Rbl、CK对UV辐射小鼠表皮与永生化角质形成细胞株(HaCaT细胞)引起细胞凋亡的影响,观察药物对UV辐射诱导细胞DNA损伤产生及清除的影响,观察药物对UV辐射后细胞DNA修复系统活性的影响。 方法:利用剃毛的BALB/c小鼠与培养的HaCaT细胞,观察外用人参皂苷Rbl (0.5, 2 mg/mL按100μL/cm2涂抹)对UVB (180 mJ/cm2)辐射引起小鼠表皮细胞凋亡及DNA损伤产物CPD产生与清除的影响,观察含人参皂苷Rbl (5, 20, 50μg/mL)培养基与CK (5, 15, 45μg/mL)培养基对UVB (15, 30 mJ/cm2)辐射诱导HaCaT细胞凋亡、CPD产生与清除的影响,并观察药物对核苷酸切除修复蛋白XPC、ERCC1表达的影响。利用MTT法检测培养细胞的活力,TUNEL法检测小鼠表皮细胞凋亡,流式细胞术及Hoechst 33258核染色检测HaCaT细胞凋亡,免疫组织化学法检测小鼠表皮细胞CPD水平,斑点杂交定量检测HaCaT细胞CPD水平,Western blot检测HaCaT细胞XPC、ERCC1蛋白的表达水平。 结果:UVB辐射BALB/c小鼠与培养的HaCaT细胞24h后,表皮及培养细胞产生大量凋亡细胞,人参皂苷Rb1、CK可明显减少UVB诱导的细胞凋亡,且呈剂量依赖性。UVB辐射小鼠与HaCaT细胞0.5 h可产生大量CPD,24 h后CPD被部分清除。人参皂苷Rb1、CK对CPD的产生无明显影响,但可显著加速其清除,表现为UVB辐射0.5 h各组间CPD产生无明显区别,辐射24 h后给药组小鼠表皮CPD阳性细胞数明显少于模型组,斑点杂交实验结果示HaCaT细胞经UVB辐射24 h后CPD水平在给药组明显降低。UVB辐射后HaCaT细胞XPC、ERCC1蛋白表达降低,人参皂苷Rb1、CK可上调XPC、ERCC1蛋白的表达,在大剂量组尤为明显。 结论:人参皂苷Rb1、CK可抑制UVB辐射诱导的细胞凋亡,对UVB诱导的CPD的产生无明显影响,但可显著加速其清除,可能与其上调NER蛋白的表达从而促进DNA修复系统的活性有关。


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