从湛江等鞭金藻中分离的七肽通过MAPK/AP-1/MMP通路和抗凋亡在UVB照射的HaCaT细胞中表现出抗光老化潜力

Heptapeptide Isolated from Isochrysis zhanjiangensis Exhibited Anti-Photoaging Potential via MAPK/AP-1/MMP Pathway and Anti-Apoptosis in UVB-Irradiated HaCaT Cells.

作者信息Zhaowan Zheng, Zhenbang Xiao, Yuan-Lin He, Yanfei Tang, Lefan Li, Chunxia Zhou, Pengzhi Hong, Hui Luo, Zhong-Ji Qian
PMID34822497
期刊Mar Drugs
发布时间2021-11-09
DOI10.3390/md19110626

实验完整度

体外细胞实验(HaCaT)结合分子对接分析,包含细胞活力、ROS、凋亡蛋白、MAPK/AP-1、NF-κB、MMP检测等功能和机制验证,但缺乏体内实验。

主要模型

人永生化角质形成细胞(HaCaT)

重点核对

细胞系:人永生化角质形成细胞(HaCaT) UVB照射剂量:40 mJ/cm2 DAPTMGY处理浓度:20、50、100 μM 处理时间:DAPTMGY预处理2小时,UVB照射后培养24小时 对照设置:空白组(无UVB无处理)和对照组(UVB照射无DAPTMGY)

摘要

海洋微藻可作为可持续蛋白质来源,在多个领域对人类和动物健康产生积极作用。DAPTMGY是一种从微藻湛江等鞭金藻中分离得到的七肽。本研究评估了其在人永生化角质形成细胞(HaCaT)中的抗光老化特性及作用机制。结果表明,DAPTMGY能清除活性氧(ROS)并提高内源性抗氧化剂的水平。此外,通过对其机制的探索,确定DAPTMGY发挥抗光老化作用。具体而言,该七肽通过下调p53、caspase-8、caspase-3和Bax以及上调Bcl-2来抑制UVB诱导的细胞凋亡。因此,从湛江等鞭金藻中分离的DAPTMGY对UVB诱导的损伤表现出保护作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
从湛江等鞭金藻中分离的七肽DAPTMGY是否具有抗UVB诱导的光老化作用及其潜在机制?
核心机制
DAPTMGY通过清除ROS、增强抗氧化酶活性、抑制MAPK/AP-1和NF-κB信号通路,下调MMP-1和MMP-3分泌,增加前胶原I含量,并通过调节Bcl-2/Bax比值和抑制caspase级联反应来抑制凋亡。
主要证据
体外HaCaT细胞实验显示DAPTMGY降低ROS、提高T-SOD/CAT/GPX1活性,Western blot显示抑制MAPK磷酸化和p53核转位,ELISA显示降低MMP-1/MMP-3分泌并增加前胶原I,分子对接显示DAPTMGY与MMP-1/MMP-3结合。
研究意义
DAPTMGY作为来自海洋微藻湛江等鞭金藻的新型肽,具有抑制光老化的潜力,可能作为抗光老化药物替代品。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

细胞活力与安全性评估

评估DAPTMGY对HaCaT细胞的细胞毒性及对UVB诱导损伤的保护作用

使用CCK-8法检测不同浓度DAPTMGY(0-200 µM)处理HaCaT细胞的活力,以及DAPTMGY(0、20、50、100 µM)预处理2小时后UVB(40 mJ/cm2)照射并培养24小时的细胞活力。

2

ROS检测与抗氧化酶活性测定

检测DAPTMGY对UVB诱导的ROS生成及内源性抗氧化酶活性的影响

使用DCFH-DA荧光探针检测细胞内ROS水平,并通过生化试剂盒检测T-SOD、CAT和GPX1的活性。

3

凋亡相关蛋白表达检测

评估DAPTMGY对UVB诱导的凋亡信号通路的影响

通过Western blot检测p53、Bcl-2、Bax、caspase-3、caspase-8的表达水平,使用免疫荧光观察p53核转位,并通过彗星实验评估DNA损伤。

4

MAPK/AP-1信号通路检测

探究DAPTMGY对UVB诱导的MAPK和AP-1活化的影响

通过Western blot检测ERK、JNK、p38及c-Jun的磷酸化水平。

5

NF-κB信号通路检测

评估DAPTMGY对UVB诱导的NF-κB信号通路活化的影响

通过Western blot检测p65、IκB和p50的磷酸化水平。

6

MMP和前胶原分泌检测

检测DAPTMGY对UVB诱导的MMP-1、MMP-3和I型前胶原分泌的影响

使用ELISA试剂盒检测细胞上清中MMP-1、MMP-3和前胶原I的水平。

7

分子对接分析

模拟DAPTMGY与MMP-1和MMP-3的结合模式,预测其抑制作用机制

从PDB获取MMP-1(966C)和MMP-3(2JT6)结构,使用分子对接方法研究DAPTMGY与两者的相互作用。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证细胞功能变化
评估分子相互作用

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
胰蛋白酶-EDTA (0.25%)Gibco--
青霉素/链霉素Gibco--
细胞计数试剂盒ZETA LIFE Inc.--
2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯Sigma-Aldrich--
4',6-二脒基-2-苯基吲哚Sigma-Aldrich--
MMP-1 ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-H6073
MMP-3 ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-H1446c
前胶原I ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-H0181c
GPX1 ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-H5410c
总超氧化物歧化酶检测试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-BC-K019-M
过氧化氢酶检测试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-BC-K031-M
p-c-Jun抗体Cell Signaling Technology9261
c-Jun抗体Cell Signaling Technology9165
Bcl-2抗体Cell Signaling Technology3498
Bax抗体Cell Signaling Technology2772
caspase-3抗体Cell Signaling Technology14220
p65抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc8008
磷酸化p65抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-136548
p50抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-8414
磷酸化p50抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-271908
IκB-α抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-1643
磷酸化IκB-α抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-8404
ERK抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-94
磷酸化ERK抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-81492
JNK抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-7345
磷酸化JNK抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-6254
p38抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-535
磷酸化p38抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-166182
p53抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-126
caspase-8抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.sc-5263
β-actin抗体Santa Cruz Biotechnology Inc.47778
山羊抗兔IgG-HRPSanta Cruz Biotechnology Inc.sc-2004
山羊抗小鼠IgG-HRPSanta Cruz Biotechnology Inc.sc-2005
山羊抗小鼠IgG Dylight 488----
肌动蛋白红色荧光染料----
飞利浦PL-S 9W/01紫外灯Royal Dutch Philips Electronics Ltd.--
酶标仪BioTek--
倒置荧光显微镜Olympus--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
HaCaT细胞培养条件(DMEM+12%FBS+1%青霉素/链霉素,37°C, 5% CO2)
阅读提示:Materials and Methods, 4.3. Cell Culture
UVB照射
UVB剂量(40 mJ/cm2)、光源(Philips PL-S 9W/01)
阅读提示:Materials and Methods, 4.4. UVB Irradiation and DAPTMGY Treatment
DAPTMGY处理
DAPTMGY浓度(20、50、100 µM)、预处理时间(2小时)、后培养时间(24小时)
阅读提示:Materials and Methods, 4.4. UVB Irradiation and DAPTMGY Treatment
ROS检测
DCFH-DA探针浓度和孵育时间(30分钟)、洗涤次数(3次)
阅读提示:Materials and Methods, 4.6. Content of Intracellular ROS
Western blot
一抗浓度、二抗浓度、封闭条件(7%脱脂牛奶2小时)、洗涤缓冲液(TBST)
阅读提示:Materials and Methods, 4.7. Western Blotting
分子对接
蛋白质结构文件(MMP-1: 966c.pdb; MMP-3: 2JT6.pdb)
阅读提示:Materials and Methods, 4.12. Molecular Docking