Melanocytaktiveringsmekanismer og rationelle terapeutiske behandlinger af Solar Lentigos

Abstrakt:For at karakterisere patobiologien af ​​solar lentigos (SL'er) afslørede analyser ved semikvantitativ RT-PCR, Western blotting og immunhistokemi den opregulerede ekspression af endothelin (EDN)-1/endothelin B-receptorer (EDNBR'er), stamcellefaktor (SCF) )/c-KIT og tumornekrosefaktor (TNF) i den læsionale epidermis, som stod i kontrast til den nedregulerede ekspression af interleukin (IL) 1 . Disse resultater understøtter kraftigt hypotesen om, at tidligere gentagen UVB-eksponering udløser keratinocytter til kontinuerligt at producere TNF. TNF stimulerer derefter sekretionen af ​​EDN'er og produktionen af ​​SCF på en autokrin måde, hvilket fører til den kontinuerlige melanogene aktivering af nabomelanocytter, som forårsager SL'er. En klinisk undersøgelse af 36 patienter med SL'er i seks måneder behandlet med et M. Chamomilla-ekstrakt med en potent evne til at ophæve den EDN-1-inducerede stigning i DNA-syntese og melanisering af humane melanocytter i kultur afslørede en signifikant forbedring i pigmentscorer og farveforskelle udtrykt som L-værdier. En anden klinisk undersøgelse ved hjælp af entyrosinasehæmmer L-ascorbat-2-phosphat 3 Na (ASP) viste, at L-værdier af testlotion (6 procent APS)-behandlet hud steg signifikant i SL'er og i ikke-læsional hud med en signifikant højere ∆L-værdi i SL'er, når sammenlignet med ikke-læsionel hud. Summen af ​​disse resultater tyder stærkt på, at kombineret topisk behandling med EDN-signalblokkere ogtyrosinaseinhibitorer er et ønskeligt terapeutisk valg for SL'er.

Nøgleord: solar lentigo; endotelin; stamcellefaktor; keratinocytvækstfaktor; interleukin-1; tumor nekrose faktor; intracellulær signalering; calciummobilisering; signalblokering; M. chamomilla; ascorbat-phosphat Na; kridtning agent; tyrosinasehæmmer

Cistanche er en tyrosinasehæmmer.

Klik for at cistanche effekter til hæmning af tyrosinase

1. Introduktion

Den hyppigst forekommende epidermale hyperpigmentære lidelse i asiatisk hud er solar lentigos (SL'er), som generelt forekommer i ansigtet og på hændernes ryg. I modsætning til UVB-induceret hyperpigmentering (UVB-melanose), som afhængigt af forsøgspersonens alder forsvinder inden for to uger til få måneder efter seponering af UVB-eksponeringen, udvikles SL'er på soleksponeret hud, især ansigtet, og aldrig forsvinde på grund af mulig DNA-skade i keratinocytterne fremkaldt af gentagen UVB-bestråling af den læsionale epidermis. Generelt er hyperpigmentære lidelser generelt målrettet af anti-pigmenterende midler og omfatter UVB-melanose, SL'er og melasma. Baseret på hyppigheden af ​​den endelige diagnose for patienter med forskellige pigmentforstyrrelser i Japan, har SL'er den højeste forekomst, der forekommer hos cirka 60 procent af alle patienter med hyperpigmentære lidelser, mens melasma og postinflammatorisk hyperpigmentering (herunder UVB-melanose) forekommer i så lavt som henholdsvis 5,2 procent og 3,3 procent af patienterne [1]. Dette tyder på, at SL'er er et overvejende mål for anti-pigmenterende midler til asiatisk hud. Der har dog været få offentliggjorte artikler om de kliniske virkninger af anti-pigmenterende midler på SL'er, fordi mange anti-pigmenterende midler tjener somtyrosinaseinhibitorer og det forventes ikketyrosinaseinhibering ville være tilstrækkelig til at forbedre hyperpigmenteringen af ​​SL'er. Derudover synes det vanskeligt rationelt at designe en effektiv terapeutisk topisk behandling for SL'er, fordi man ikke ved meget om melanocytaktiveringsmekanismerne i den læsionale epidermis. I denne oversigtsartikel karakteriserer vi patobiologien af ​​SL'er i henhold til topisk behandling for SL'er, fordi der ikke er meget kendt om melanocytaktiveringsmekanismerne i den læsionale epidermis. I denne oversigtsartikel karakteriserer vi patobiologien af ​​SL'er i henhold til de kendte melanogene parakrine cytokinnetværk, og baseret på de opdagede melanocytaktiveringsmekanismer i læsional epidermis af SL'er introducerer vi rationelle kliniske tilgange til den topiske behandling af SL'er for at forbedre hyperpigmenteringen niveau.

2. Kliniske karakteristika

SL'er udvikler sig klinisk som flade, velomskrevne pletter af hud med varierende farver og størrelser, der ofte optræder i ansigtet og på hændernes ryg (figur 1a) [2]. Histokemien af ​​SL-læsioner farvet med Hemoxylin & Eosin afslørede let akantose og pigmentering langs basalcellelaget (figur 1b) [2]. Der er to mønstre med hensyn til de histopatologiske træk ved SL'er i ansigtet: det ene mønster viste en fladtrykt epidermis med basal melanose, og det andet mønster viste epidermal hyperplasi med aflange rete-kamme bestående af dybt pigmenterede basaloidceller [3].

3. Mekanismer for melanocytaktivering i Solar Lentigo baseret på melanogent parakrint cytokinnetværk

3.1. Melanocyttal og tyrosinaseekspression

Selvom der har været nogle argumenter om det øgede antal melanocytter i SL'er, afslørede immunhistokemisk analyse ved hjælp af den melanocytspecifikke markør MART -1 et øget antal melanocytter i solar lentigo [5-7]. Imidlertid svarer den faktiske tæthed af melanocytterne langs grænsen mellem dermis og epidermis i SL'er til den i perilesionelle kontrolhud på grund af den øgede proliferation af keratinocytter [7]. Immunhistokemi ved hjælp af anti-tyrosinaseafslørede dettyrosinase-positive melanocytter var signifikant forøget 2-fold i læsional epidermis af SL'er [4]. Genanalyse ved semikvantitativ RT-PCR afslørede, at tyrosinase-mRNA-ekspressionsniveauet er signifikant opreguleret med 2.3-fold i den læsionale epidermis [4]. Ovenstående fund understøtter muligheden for, at der er en stimulering af både proliferation og melanisering i SL-læsionelle melanocytter. Derfor antog vi, at let prolifererende keratinocytter i SL'er udløser aktiveringen af ​​nabomelanocytter ved at udskille melanocytstimulerende cytokiner.

3.2. Melanogene parakrine cytokinnetværk

Vi og andre grupper har belyst, at der er flere vigtige melanogene parakrine cytokinnetværk mellem hudceller (figur 2). Disse omfatter hovedsageligt endothelin (EDN)-1 [8-15], membranbundet stamcellefaktor (mSCF) [16], proopiomelanocortin (POMC) [17-20], prostaglandin E2 [21], granulocytmakrofager kolonistimuleringsfaktor (GM-CSF) [22], basisk fibroblast vækstfaktor [23], vækstrelateret onkogen [24] og keratinocytvækstfaktor (KGF) [25,26] involveret i keratinocyt/melanocyt interaktioner og opløselig SCF [27 ], hepatocytvækstfaktor (HGF) [8,10,27-29] og KGF [30] involveret i fibroblast/melanocyt-interaktioner. Baseret på de belyste melanogene parakrinecytokin-netværk inklusive deres tilsvarende receptorer, er det vigtigt at bestemme, hvilke melanogene parakrine cytokin-netværk der er involveret og specifikt aktiveres in vivo i hyperpigmenteringsmekanismerne i læsional epidermis af SL'er.

3.3. Større parakrine cytokiner og receptorer ansvarlige for melanocytaktivering i SL'er

Blandt de ovennævnte melanogene cytokiner og deres tilsvarende receptorer bestemte vi først rollen af ​​grundlæggende fibroblastvækstfaktor (bFGF) og vækstrelateret onkogen (GRO) i epidermis af SL'er. Grundlæggende FGF blev fundet at være overudtrykt i UVB-eksponerede humane keratinocytter, hvis homogenater havde det tydelige potentiale til at stimulere melanogenese og proliferationen af ​​humane melanocytter i kultur, selvom cofaktorer med evnen til at øge cykliske AMP-niveauer i det væsentlige er nødvendige for melanogen stimulering [23 ]. GRO blev identificeret af vores forskningsgruppe som et melanogent cytokin, der spiller en væsentlig rolle i phenylazo-naphtol-induceret hyperpigmentering efter dets allergiske reaktion i brunlig gul marsvinehud [24,31]. Semikvantitativ RT-PCR afslørede, at der ikke var nogen ændring i genekspressionsniveauerne af bFGF og GRO i SL læsional epidermis sammenlignet med non-læsionel epidermis [2]. I overensstemmelse med mRNA-ekspressionsniveauet for bFGF og GRO viste immunhistokemi, at der ikke var nogen forskel i immunfarvningsintensiteten med anti-bFGF (figur 1c,d) og anti-GRO (figur 1e,f) mellem SL-læsionen og ikke-læsionen epidermis [2]. Disse fund indikerede ingen involvering af bFGF eller GRO som iboende melanogene cytokiner for melanocytaktiveringsmekanismen i SL'er.

I den biologiske mekanisme af UVB-induceret hyperpigmentering opreguleres ekspressionen af ​​EDN1, et vasokonstriktorpeptid oprindeligt isoleret fra porcine endotelceller [32] og mSCF [16] på en autokrin måde ved virkningen af ​​den UVB-stimulerede frigivelse af interleukin ( IL)-1 via generering af reaktive oxygenarter (ROS) [15]. Disse cytokiner får nabomelanocytter til at øge deres ekspression af de kritiske melaninsyntetiserende enzymer tyrosinase [14,33], EDNBR [34] og melanosommatrixprotein PMEL17 [34] samt proliferationsrelaterede enzymer såsom cyklisk afhængig kinase (CDK)2 [34], hvilket fører til hyperpigmentering i UVB-eksponeret hud. Baseret på de vigtigste melanogene cytokiner, der i det væsentlige er involveret i UVB-melanose, bestemte vi derefter EDN1's rolle i melanocytaktiveringsmekanismen i epidermis af SL'er. Karakterisering af mRNA-ekspressionsniveauet for EDN1 i epidermis ved semikvantitativ RT-PCR-analyse viste, at der var en markant stigning i ekspression med et gennemsnit på 3.2-fold i SL-læsionsepidermis sammenlignet med ikke-læsionel epidermis [4]. I overensstemmelse med det øgede genekspressionsniveau af EDN1 var der øget immunfarvning med anti-EDN1 i hele SL læsional epidermis (figur 1g, h) [4].

Ud over EDN1 bestemte vi derefter rollen for EDN-receptorer i melanocytaktiveringsmekanismen, der ligger til grund for SL'er. Bindingen af ​​EDN til dets receptor er det første trin i den store parakrine linie mellem keratinocytter og melanocytter, der opregulerer hudpigmentering [11,14,35,36]. EDN-receptorer er syv-transmembrane G-protein koblede receptorer med to isoformer (A og B), der interagerer specifikt med EDN1 og med alle former for EDN'er (EDN1, EDN2 og EDN3), henholdsvis [37]. Med hensyn til de hæmmende virkninger af EDN-receptorantagonister på den EDN-stimulerede proliferation af humane melanocytter i kultur forekom en signifikant hæmmende virkning kun i nærvær af BQ 788, anendothelin B-receptor (EDNBR) antagonist, men ikke af BQ123 eller BQ610, en endothelin En receptor (EDNAR) antagonist [9], som indikerede, at EDN1/EDN receptor signalering er medieret via EDNBR. Semikvantitativ RT-PCR-analyse af ekspressionen af ​​EDNBR-mRNA afslørede, at blandt de forskellige typer hudceller er melanocytter den eneste væsentlige celletype, der udtrykker EDNBR. Da vi allerede har påvist, at EDN1 udskilt af keratinocytter udløser aktiveringen af ​​den intracellulære proteinkinase C (PKC) via EDNBR [35], bestemte vi, om ekspressionsniveauet af EDNBR også var accentueret i melanocytter i den læsionale SL-epidermis. Semikvantitativ RT-PCR-analyse af EDNBRmRNA i epidermis af SL'er viste en markant øget ekspression med gennemsnitligt 6.8-fold i den læsionale SL-epidermis [4]. I overensstemmelse med den øgede ekspression af EDNBR mRNA var der øget immunfarvning med anti-EDNBR lokaliseret i melanocytter i læsional SL epidermis (figur 1i,j) [4]. Summen af ​​disse resultater tyder stærkt på den koordinerede stigning i ekspressionen af ​​EDN1 og dens receptorbinding i læsional epidermis af SL'er.

Baseret på de vigtigste melanogene cytokiner, der er involveret i UVB-melanose, bestemte vi derefter rollen for SCF i melanocytaktiveringsmekanismen i den læsionale SL-epidermis. Vi har allerede rapporteret, at UVB-eksponering af dyrkede humane keratinocytter såvel som human epidermis signifikant stimulerer ekspressionen af ​​SCF på både gen- og proteinniveauer [15,16]. Semikvantitativ RT-PCR-analyse af SCF-mRNA i epidermis af SL'er viste den markant øgede ekspression med et gennemsnit på 3. 9- gange i den læsionale SL-epidermis sammenlignet med ikke-læsional epidermis [2]. Western blotting for SCF i huden på seks patienter med SL'er viste, at der var en signifikant stigning på gennemsnitligt 1.6- gang i SCF-protein i den læsionale SL-epidermis sammenlignet med ikke-læsional epidermis [2].

I overensstemmelse med det øgede gen- og proteinekspressionsniveau af SCF var der øget immunfarvning med anti-SCF i hele den læsionale SL-epidermis (figur 1k,l) [2]. Der var et argument om, hvorvidt SCF opreguleret på proteinniveau i læsionalepidermis er den opløselige type eller den membranbundne type. Hvis basalmembran-permeabel-opløselig SCF er opreguleret i epidermis, bør mastceller til stede i dermis aktiveres til at proliferere og øges i antal. Da toluidinblå farvning i SL'er ikke viste nogen stigning i antallet af mastceller i læsional SL dermis [2], er det sandsynligt, at typen af ​​SCF opreguleret i SL'er er den membranbundne type.

Ud over SCF bestemte vi derefter rollen for SCF-receptoren c-KIT i melanocytaktiveringsmekanismen, der ligger til grund for SL'er. Vi har allerede rapporteret, at UVB-eksponering af dyrkede humane melanocytter såvel som human epidermis signifikant stimulerer ekspressionen af ​​c-KIT på både gen- og proteinniveauer [15,38]. I den UVB-stimulerede pigmentering af brunlig gul marsvinehud ophævede et blokerende antistof mod c-KIT det øgede antal af dopa-positive melanocytter såvel som hyperpigmentering i en tidlig fase af den UVB-inducerede pigmenteringsproces [16] , hvilket stærkt indikerer, at bindingen af ​​SCF til c-KIT spiller en vigtig rolle i den UVB-inducerede aktivering af melanocytter, hvilket fører til hyperpigmentering. Samtidig med den øgede ekspression af SCF på gen- og proteinniveauer blev genekspressionsniveauet af dens c-KIT-receptor også øget med et gennemsnit på 2.14-fold i den læsionale SL-epidermis [2]. I overensstemmelse med den øgede ekspression af c-KIT-mRNA var der øget immunfarvning med c-KIT-antistoffet lokaliseret i melanocytter i den læsionale SL-epidermis (figur 1m,n) [2]. Dette tyder på, at der er en koordineret stigning i ekspressionen af ​​SCF og dets receptor c-KIT i den læsionale SL-epidermis.

På den anden side har andre grupper antaget, at keratinocytvækstfaktor (KGF)/KGF-receptor (KGFR) spiller en vigtig rolle i initieringen af ​​SL-dannelse og i øget pigmentering kun i epidermis af tidligere SL-stadier [25]. I den læsionale epidermis [30] og/eller dermis [25] af SL'er opreguleres KGF-ekspression kun på immunfarvningsniveauet, selvom yderligere undersøgelser af dets gen- og proteinekspression er påkrævet for at kunne konkludere, at det er et iboende cytokin, der forårsager SL'er. Mens IL-1 er kendt for at få keratinocytter til at stimulere produktionen af ​​KGF, er det stadig uklart, hvordan KGF-ekspression opreguleres i den læsionale epidermis, hvor IL-1-ekspression er ret nedreguleret [2]. Det skal naturligvis afgøres, om TNF (der er opreguleret i den læsionale epidermis) har en evne til at stimulere KGF-produktion. Da KGF-ekspression i huden primært er begrænset til dermale fibroblaster, er det sandsynligt, at den øgede ekspression af KGF af dermale fibroblaster i læsional dermis af SLs [25] er forbundet med både den øgede proliferation af keratinocytter og den stimulerede melanogenese. Det er således sandsynligt, at dermale fibroblaster vedvarende aktiveres af UV-eksponering for at frigive KGF, som virker direkte eller indirekte gennem grundige keratinocytter til at modulere ekspressionen af ​​SCF, hvilket bidrager til hyperpigmentering af SL [25].

Vi bestemte derefter de biologiske mekanismer, hvorved EDN1-sekretion opreguleres i læsional epidermis af SL'er. Det er velkendt, at biologiske faktorer forbundet med stimulering af EDN-sekretion af humane keratinocytter omfatter IL-1, tumornekrosefaktor (TNF) og endotelinkonverterende enzym (ECE)-1. Vores fund om den autokrine cytokinstimulering forbundet med UVB-melanose viste, at opreguleringen af ​​IL-1 hovedsagelig er ansvarlig for at stimulere produktionen af ​​EDN1 og SCF i UVB-eksponerede humane keratinocytter [12,16]. IL-1 og har således vist sig at være potente stimulatorer af EDN-sekretion med en forsinket top i humane keratinocytter i kultur, der ligner mønsteret af den UVB-inducerede sekretion af EDN [11]. Det er også velkendt, at UVB-bestråling signifikant stimulerer frigivelsen af ​​IL-1 men ikke IL-1 i dyrkede humane keratinocytter, og at et blokerende antistof mod IL-1 signifikant ophæver den øgede sekretion af EDN1 [11], hvilket indikerer, at UVB-induceret hyperpigmentering medieres via aktivering af epidermale melanocytter som følge af en øget sekretion af EDN1 af UVB-eksponerede keratinocytter. Derudover har ekspressionen af ​​mSCF-protein vist sig at være signifikant stimuleret ved behandling med IL-1 i humane keratinocytter i kultur [16]. Derfor bestemte vi derefter, om IL-1 også var opreguleret for at stimulere ekspressionen af ​​EDN1 og/eller SCF i læsional epidermis af SL'er. Interessant nok afslørede semikvantitativ RT-PCR-analyse, at ekspressionen af ​​IL-1 mRNA er ret nedreguleret i den læsionale epidermis [16]. I overensstemmelse med denne RT-PCR-analyse afslørede immunhistokemi med et IL-1-antistof en svagere immunfarvning i den læsionale epidermis end i den ikke-læsionale epidermis (Figur 1o,p) [2], hvilket antydede, at IL{ {33}} er ikke ansvarlig for den øgede ekspression af EDN1 og SCF i den læsionale epidermis af SL'er.

Med hensyn til mekanismer, der ligger til grund for den øgede ekspression af EDN1 i SL'er, blev TNF ved 10 ng/mL ud over IL-1 rapporteret af Tsuboiet al. at være en potent stimulator (med 10-fold) af EDN-sekretion fra dyrkede humane keratinocytter [39]. Med hensyn til mekanismen, der ligger til grund for den øgede ekspression af SCF i SL'er, undersøgte vi derefter virkningerne af TNF på SCF-ekspression i dyrkede humane keratinocytter. Western blotting ved anvendelse af ananti-SCF-antistof viste, at TNF signifikant stimulerer produktionen af ​​mSCF [15]. Derfor bestemte vi derefter, om TNF er opreguleret for at stimulere ekspressionen af ​​EDN1 og/eller SCF i læsional epidermis af SL'er. Interessant nok afslørede semikvantitativ RT-PCR-analyse, at ekspressionen af ​​TNF-mRNA er signifikant opreguleret i den læsionale SL-epidermis [2]. I overensstemmelse med RT-PCR-analysen afslørede immunhistokemi med et anti-TNF-antistof stærkere immunfarvning i den læsionale SL-epidermis end i den ikke-læsionale epidermis (Figur 1q, r) [2]. Det var således tænkeligt, at den opregulerede ekspression af TNF hovedsageligt er ansvarlig for den øgede ekspression af EDN1 og SCF i den læsionale epidermis af SL'er.

Med hensyn til mekanismen involveret i den øgede ekspression af EDN1, bestemte vi derefter, om ECE-1 er opreguleret i den læsionale SL-epidermis. Da ingen undersøgelse har beskrevet ekspressionen af ​​ECE-1 i humane keratinocytter på nuværende tidspunkt, karakteriserede vi ECE-1 i dyrkede humane keratinocytter sammenlignet med endotelceller. Analyse af ECE-1 aktivitet i forskellige typer hudceller afslørede, at humane keratinocytter og ikke humane melanocytter har ECE-1 aktivitet, som forekommer i mindre grad end i endotelceller [40]. Western blotting ved hjælp af antistoffer, vi forberedte mod ECE-1, viste, at ECE-1-proteinet findes i humane endotelceller, humane fibroblaster og humane keratinocytter, men ikke i humane melanocytter [40]. Assays af ECE-1 aktivitet i supernatanter efter immunpræcipitation med ECE-1 antistoffet viste, at endotelceller og humane keratinocytter har påviselige aktiviteter af ECE-1 ved pH 6,8, hvilket korrelerer godt med ECE-1 {15}} immunpræcipiteret med vores antistof mod ECE-1 [40]. Semikvantitativ RT-PCR-analyse af ECE-1 mRNA-niveauer afslørede, at IL-1, men ikke TNF, havde en let stimulerende effekt på ECE-1-genekspression i dyrkede humane keratinocytter [40]. I overensstemmelse med RT-PCR-analysen viste Western blotting, at IL-1, men ikke TNF, stimulerede ECE-1-proteinekspression i dyrkede humane keratinocytter [40]. Til sidst bestemte vi, om ECE-1 også er opreguleret for at stimulere EDN1-ekspression i den læsionale epidermis af SL'er. I overensstemmelse med manglen på en stimulerende effekt af TNF , som er opreguleret i SL'er, var der ingen forskel i mRNA-ekspressionsniveauet for ECE -1 mellem læsionale og den ikke-læsionale epidermis af SL'er [2], hvilket tyder på, at ECE-1 er ikke ansvarlig for den øgede sekretion af EDN1 i SL'er.

Figur 3 viser en oversigt over autokrin stimulering i humane keratinocytter i kultur. Hvad angår de biologiske mekanismer, der fører til aktivering af EDN- og SCF-signalkaskader [9], tyder vores in vitro-studier på en interessant kontrast, at mens opreguleringen af ​​IL-1 hovedsagelig er ansvarlig for at stimulere EDN1- og SCF-produktion i UVB- melanose, er opreguleringen af ​​TNF hovedsageligt forbundet med den stimulerede produktion af de samme to cytokiner i SL'er.

3.4. Synergistiske stimulerende virkninger af kombinationen af ​​EDN1 og SCF

Vi har allerede rapporteret, at der er en synergi i den stimulerede DNA-syntese i dyrkede humane melanocytter målt ved 14C-thymidin-inkorporering i den samtidige tilstedeværelse af SCF og EDN1 [41]. Der var også en lignende synergi i stimuleringen af ​​melaninsyntese målt ved 14C-thiouracil-inkorporering i dyrkede humane melanocytter i samtidig tilstedeværelse af SCF og EDN1 [41]. I modsætning hertil var der ingen sådan synergi mellem EDN1 og den granulocytmakrofagkolonistimulerende faktor (GM-CSF) eller HGF [13,42]. Med hensyn til de signalmekanismer, der er involveret i disse synergistiske effekter, fandt vi, at krydstalen mellem SCF og EDN1-signalering blev initieret gennem tyrosinphosphoryleringen af ​​c-KIT, der stimuleres indirekte af aktiveret PKC, hvilket øger dannelsen af ​​Shc-Grb{ {18}}SOS-kompleks, der igen fører til den synergistiske aktivering af Ras/Raf-1/MEK/MAP kinaseløkken [41].

3.5. Gensidige interaktioner mellem EDN/EDNBR og SCF/c-KIT

Vi bestemte derefter, om den øgede produktion af SCF udløser EDNBR-ekspression eller dens affinitet til EDN-liganden i humane melanocytter ud over dens stimulerende effekt på deres proliferation. Western blotting-analyse afslørede, at SCF kan stimulere ekspressionen af ​​EDNBR-protein i dyrkede humane melanocytter [43]. Når affiniteten af ​​EDNBR til dets ligand blev evalueret i dyrkede humane melanocytter ved hjælp af et ligandbindingsassay, viste bindingen af ​​125I-mærket EDN1 til EDNBR sig at være signifikant øget to dage efter inkubation med SCF [43]. Tilsammen indikerer disse resultater, at SCF udtrykt i den tidlige fase kan øge ekspressionen af ​​EDNBR, hvilket forårsager, at melanocytter bliver mere følsomme over for den senere sekretion af EDN1. På den anden side, når dyrkede humane melanocytter blev behandlet i 48 timer med EDN1 ved 10 nM, afslørede ligandbindingsassayet ved hjælp af 125I-SCF, at EDN1 tydeligt forbedrede bindingsaffiniteten af ​​SCF til c-KITreceptoren [43].

4. Resumé af SL'ers patobiologi

Tabel 1 viser en oversigt over de parakrine cytokinnetværk, der forekommer ved forskellige epidermale hyperpigmentære lidelser. Med hensyn til disse netværk er SL'er meget lig UVB-melanose bortset fra de forårsagende cytokiner såsom TNF til den øgede produktion af EDN1 og SCF.

Hvad angår de biologiske mekanismer, der fører til de øgede aktiviteter af EDN- og SCF-signalkaskaderne, antydede vores in vitro-undersøgelser, at mens opreguleringen af ​​IL-1 hovedsageligt er ansvarlig for stimulering af EDN1- og SCF-produktion i UVB-melanose, er opreguleringen af TNF er forbundet med den stimulerede produktion af de samme to cytokiner i SL'er. Figur 4 viser en oversigt over de komplekse relationer mellem SCF- og EDN1-bindingerne i epidermis af SL'er. Det inkluderer synergi mellem SCF og EDN1 samt aktivering af EDNBR og c-KIT af henholdsvis SCF og EDN1. Frigivelsen af ​​TNF fra keratinocytter simulerer produktionen af ​​SCF og EDN på en autokrin måde, som begge udviser en synergistisk virkning på melanocytaktivering såvel som en stimulerende effekt på ekspressionen af ​​deres tilsvarende receptorer, c-KIT og EDNBR. Disse synergistiske og intercellulære interaktioner letter melanocytaktivering i større grad i den læsionale epidermis af SL'er end i den UVB-eksponerede epidermis, hvilket fører til den mere intensive hyperpigmentering af SL'er.

Samlet tyder vores resultater på, at to signaleringskaskader, EDN1/EDNBR og mSCF/c-KIT, spiller en iboende og koordineret rolle, der fremhæver mitogenesen og melanogenesen af ​​melanocytter i den hyperpigmenterede epidermis af SL'er. Figur 5 viser den biologiske sekvens for hyperpigmenteringsmekanismer involveret i SL'er, hvor ukendte tumorogene faktorer på grund af kumulativ DNA-skade i den fjerne fortid forårsager, at keratinocytter producerer og udskiller TNF. TNF får således keratinocytter til at overproducere melanogene cytokiner såsom SCF og EDN1 på en autokrin måde, hvilket udløser tilstødende melanocytter til at stimulere melaninsyntese, hvilket fører til epidermal hyperpigmentering.

5. Terapeutiske topiske behandlingsmetoder

Baseret på det koordinerede melanogene parakrine netværk og aktiverede signalmekanismer, der fører til melanocytaktivering i den læsionale SL-epidermis, er blokering af essentiel melanogen intracellulær signalering en ønskelig terapeutisk tilgang til at opnå anti-pigmenterende effekter på SL'er. En sådan tilgang kan forårsage hypopigmentering, men bør ikke være effektiv i ikke-læsionel hud, hvor sådanne signalkaskader ikke aktiveres i melanocytter. På den anden side er inhibering af tyrosinaseaktivitet en anden tilgang til at forbedre hyperpigmenteringen i SL'er, selvom det kan forårsage hypopigmentering og også kan være effektivt i ikke-læsionel hud.

5.1. Blokering af essentiel melanogen intracellulær signalering

Da næsten alle mutationer, der fører til genetiske hypopigmentære lidelser forekommer i EDN1/EDNBR og SCF/c-KIT aksen [44], og da der er en synergistisk stimulerende effekt af EDN1/SCF på celleproliferation og melanisering i dyrkede humane melanocytter, er det tænkeligt, at blokering enten EDN1/EDNBR- eller SCF/c-KIT-signalering kunne forhindre hyperpigmentering på grund af den koordinerede øgede ekspression af EDN1 og SCF, fordi en synergistisk stimulerende effekt udebliver. Derfor forsøgte vi at opnå anti-pigmenterende effekter på SL'er ved at blokere EDN/EDNBR-signallinjen.

Den EDN-aktiverede intracellulære signalvej består af binding til EDNBR, aktivering af PKC, MAP-kinasekaskaden og cAMP/PKA-kaskaden [34,35,41]. Disse cellulære handlinger initieres således af bindingen af ​​EDN1 til den G-proteinkoblede EDNBR, efterfulgt af sekventielle signaleringsprocesser, der hovedsageligt består af PKC og MAPK. Efter binding til sin receptor udløser EDN1 hydrolysen af ​​polyphosphoinositid ved at aktivere phospholipase C, som genererer inositol-trisphosphater (IP3) og diacylglycerol, mobiliserer henholdsvis intracellulær Ca plus plus og aktiverer PKC. PKC-aktivering opnås ved dets translokation fra cytosolen til plasmamembranen og aktiverer Raf-1 gennem phosphorylering. Således ser Raf-1 ud til at være et konvergent punkt mellem PKC- og MAPK-vejene. Raf-1-aktivering fører til aktivering af en række MAPK-pathway-mellemprodukter bestående af MEK, ERK og RSK. Phosphoryleret Raf-1 aktiverer MEK ved phosphorylering og aktiveret MEK phosphorylerer ERK. Den aktiverede ERK phosphorylerer derefter mikrophthalmia-associeret transkriptionsfaktor (MITF) ved serin 75, hvilket fører til rekruttering af en co-aktivator til regulering af genekspressionen af ​​flere melanogene faktorer [41]. Samtidig resulterer aktiveret MAPK i aktiveringen af ​​RSK, som phosphorylerer CREB, hvilket fører til transkription af MITF. På den anden side har aktiveret PKC krydstale med adenylcyclase-kaskaden for at producere cAMP[8], hvilket fører til aktiveringen af ​​PKA, som også aktiverer CREB ved phosphorylering, hvilket fører til den øgede ekspression af MITF. Det øgede niveau af MITF-protein stimulerer ekspressionen af ​​melanocytspecifikke gener, herunder tyrosinase, PMEL17, EDNBR, c-KIT og CDK2.

Da adskillige intracellulære signalveje fører til stimuleret melanogenese i melanocytter, og EDN-signaleringskaskaden er specifikt forbundet med PKC-vejen, som involverer calciummobilisering fra det endoplasmatiske reticulum [13], brugte vi et calciummobiliseringsassay til at screene for EDNBR-antagonister fra en række forskellige af urteekstrakter. Calciummobilisering fra det endoplasmatiske retikulum sker efter dannelsen af ​​IP3 og diacylglycerol på grund af hydrolysen af ​​polyphosphoinositid gennem aktiveret phospholipase C. Når humanmelanocytter behandles i kultur med EDN1, frembringer mobiliseringen af ​​calcium, der kan påvises af fura-2AM-reagenset, fluorescens efter binding til frigivet calcium, som det ses ved den hurtige fremkomst af en gul farve, der kan måles i realtid vha. digital billedmikroskopi. Fra screening af mange urteekstrakter fandt vi ud af, at præinkubation med et Matricaria chamomilla-ekstrakt afbrød calciummobiliseringen induceret af EDN1 [1], hvilket antydede, at det kan tjene som en effektiv antagonist mod EDNBR. M. chamomilla, almindeligvis kendt som kamille, er en etårig plante af den sammensatte familie Asteraceae. M. chamomilla er den mest populære kilde til urteproduktet kamille, selvom andre arter også bruges som kamille.

Baseret på den hæmmende effekt af prøver fraktioneret fra M. chamomilla-ekstraktet på EDN-{0}}-induceret calciummobilisering i dyrkede humane melanocytter, identificerede vi spiroether som dens aktive forbindelse med en potent evne til at afbryde calciummobilisering (figur 6) ) [1]. Der er to isomerer af spiroether (E og Z), og spiroether E-isomeren kan fuldstændigt afskaffe calciummobilisering ved koncentrationer på mere end 1 µM. Behandling med spiroether E-isomeren ved 0,2 og 1,0 procent koncentrationer reducerede signifikant den UVB-inducerede pigmentering i brunlig gul marsvinehud som evalueret ved ∆L-værdien, hvilket indikerede, at blokering af den EDN-medierede signaleringskaskade er effektiv til at forhindre UVB-induceret hyperpigmentering. Dette er vigtigt in vivo bevis, der viser den iboende involvering af EDN-kaskaden i UVB-melanose. På den anden side, som forventet, når præ- eller co-inkuberet i melanocytkultur, havde M. chamomilla ekstraktet en potent evne til at ophæve den EDN1-inducerede stigning i DNA-syntese (målt ved 14C-thymidin-inkorporering) såvel som melaninsyntese (målt ved 14C-thiouracil-inkorporering) af dyrkede humane melanocytter. I en parallel undersøgelse med dyrkede humane keratinocytter bekræftede vi, at M.chamomilla-ekstraktet ikke havde nogen hæmmende effekt på den IL-1 -inducerede sekretion af EDN1 [1]. Derudover bekræftede vi ved at bruge tyrosinaser afledt af humanmelanocytter, at M. chamomilla-ekstraktet ikke havde nogen hæmmende effekt på tyrosinaseaktivitet in vitro i modsætning til de distinkte hæmmende virkninger af de velkendte blegemidler, kojinsyre og arbutin [1]. Når M. chamomilla-ekstraktet blev påført dagligt på brunligt gult marsvineskind i to uger umiddelbart efter UVB-bestråling, var intensiteten af ​​den UVB-inducerede pigmentering signifikant faldet sammenlignet med behandling med 10 procent arbutin eller kun vehikel [1].

I et humant klinisk studie viste den topiske påføring af M. chamomilla-ekstrakterne på UVB-eksponeret hud på underarmen i seks uger umiddelbart efter bestrålingen sig signifikant at forhindre UVB-induceret hyperpigmentering målt med en farveforskelsmåler og udtrykt som en ∆ L værdi.

Ved hjælp af en M. chamomilla ekstrakt-holdig voks af stavtypen undersøgte vi de kliniske effekter på pigmenteringsinSL'er. I denne kliniske undersøgelse blev hver pigmenteret plet undersøgt for farveændringer, og graderne af klinisk forbedring og validitet blev evalueret. En klinisk evaluering udført på Tokyo Women's Medical University afslørede, at behandling i to måneder med M.chamomilla-ekstraktet resulterede i, at 48 procent af forsøgspersonerne viste en markant forbedring og 40 procent med en lille forbedring [1]. I ændringerne i pigmenteringsniveauet målt ved ∆L-værdier havde alle patienter med SL'er tydelige stigninger over to i deres ∆L-værdi, et synligt genkendeligt niveau, efter behandling i 2~3 måneder. Der var et signifikant fald i pigmenteringsniveauet målt ved ∆L-værdier mellem 0, 1 og 2 måneder efter behandling (figur 7). Samlet set viste den kliniske evaluering i tre måneder, at behandling med M. chamomilla-ekstraktet resulterede i, at 42 procent af forsøgspersonerne viste en markant forbedring, 12 procent med en moderat forbedring og 25 procent med en lille forbedring. Et andet klinisk forsøg udført på to beslægtede dermatologiske hospitaler i Tokyo viste, at behandling med M. chamomilla-ekstraktet gradvist reducerede pigmenteringen og efter seks måneder resulterede i, at ca. 70 procent af forsøgspersonerne viste mere end en lille forbedring, herunder 10 procent med forsvinden og 15 procent med markant forbedring . Der var to tilfælde, hvor SL'erne forsvandt fuldstændigt efter cirka seks måneders behandling, hvor ∆L-værdier steg op til 8,4 og 6,9 efter seks måneders behandling (figur 8) [1].

Som konklusion, med hensyn til terapeutiske tilgange til SL'er ved at blokere essentiel melanogen intracellulær signalering, tyder ovenstående kliniske undersøgelser på, at blokering af EDN1/EDNBR-associeret signalering er en effektiv terapeutisk behandling for SL'er uden nogen hypopigmenterende virkninger.

5.2. Hæmmer tyrosinaseaktivitet

Hæmning af tyrosinaseaktivitet er en anden tilgang til forbedring af hyperpigmenteringen i SL'er, der har mulige ulemper ved hypopigmentering, men den potentielle fordel ved også at være effektiv i ikke-læsionel hud. Da blegemidler generelt er designet til at behandle UVB-melanose, har der ikke været en klinisk dobbeltblindet undersøgelse for de potentielle anti-pigmenterende virkninger af blegemidler på SL'er. Vi udførte en dobbeltblindet halvansigtsundersøgelse på 27 japanske kvindelige frivillige med SL'er. I det kliniske studie blev lotioner med eller uden 6 procent L-ascorbat-2-phosphat 3 Na (APS) (henholdsvis testlotion/placebolotion) påført to gange dagligt i ansigtet i 24 uger [45]. Repræsentative fotografier af ansigterne på forsøgspersoner nr. 012 og nr. 016 før og efter behandling viste, at pigmenteringsniveauet af de testlotion-behandlede SL'er så ud til at falde en smule sammen med et let fald i den testlotion-behandlede ikke-læsionelle hud [ 45]. I modsætning hertil så pigmenteringsniveauet af de placebo-lotion-behandlede SL'er og den ikke-læsionale hud ud til at forblive uændret. Mens L-værdierne i de testlotion-behandlede SL'er steg signifikant efter 24 ugers behandling, forblev L-værdierne i de placebo-lotion-behandlede SL'er uændrede (Figur 9) [45]. Sammenligninger af oL-værdier før og efter behandlingerne afslørede en signifikant højere oL-værdi i de testlotion-behandlede SL'er end i de placebo-lotion-behandlede SL'er (figur 9). Disse resultater tyder på, at den APS-holdige testlotion havde en signifikant stærkere anti-pigmenterende effekt på SL'er end placebo-lotionen. Mens L-værdierne i den lotionbehandlede, ikke-læsionelle testhud steg signifikant efter behandlingen i 24 uger, forblev L-værdierne i den placebo-lotionbehandlede ikke-læsionelle hud uændrede. Sammenligning af oL-værdierne før og efter behandlingerne afslørede en signifikant højere oL-værdi i den testlotion-behandlede ikke-læsionelle hud end i den placebo-lotion-behandlede non-læsionelle hud [45]. Disse resultater tyder på, at testlotionen havde en signifikant stærkere blegende effekt på ikke-læsionel hud end placebo-lotionen. Sammenligning af de anti-pigmenterende virkninger mellem SL'er og ikke-læsionel hud afslørede, at selvom der var signifikant højere oL-værdier mellem før- og efterbehandlingen med testlotionen i SL'er end i den ikke-læsionelle hud, forekom oL-værdierne på et lignende niveau i SL'erne og ikke-læsional hud uden nogen signifikant forskel mellem dem [45].

Cistanche hæmmer tyrosinaseaktivitet.

Forholdet mellem L-værdierne og melaninindekserne for alle målinger under denne kliniske undersøgelse afslørede en signifikant sammenhæng mellem dem begge. Dette resultat indikerede, at en 2.0 ∆L-værdi var omtrent ækvivalent med et 20 ∆ melaninindeks med en 10-fold højere følsomhed i melaninindekset end L-værdien. En sammenligning mellem L-værdierne og melaninindekserne for hver måling i uge 0 og 24 på SL'er afslørede signifikante korrelationer. Disse sammenligninger mellem L-værdierne og melaninindekserne indikerede, at der var et markant distributionsskift mod en lysere farve, såsom en større L-værdi og et mindre melaninindeks i de testlotion-behandlede SL'er, hvorimod der ikke var et så tydeligt distributionsskift i placebo-lotionen. -behandlede SL'er [45].

Som konklusion, hvad angår en terapeutisk tilgang til SL'er, der anvender en tyrosinasehæmmer, indikerer summen af ​​ovenstående resultater stærkt, at APS har en svag, men signifikant anti-pigmenterende effekt på SL'er og en signifikant blegende effekt selv på normal farvet sund hud, uden nogen hypopigmenterende effekt.

6. Konklusioner

Som konklusion, vedrørende melanocytaktiveringsmekanismerne og terapeutisk topisk behandling af SL'er, baseret på ovenstående fund af melanocytaktiveringsmekanismen i SL'er samt den kliniske effekt opnået ved brug af en EDN-signalblokker og en tyrosinaseinhibitor, foreslås det kraftigt, at kombineret behandling af en EDN-signalblokker og en tyrosinasehæmmer er en ønskelig terapeutisk behandling for SL'er.

cistanche tabletter

For mere information, klik venligst på billedet.