真皮表皮结合部(DEJ)是一个复杂的结构,对维持皮肤结构性和机械性起到至关重要作用。内在和外在老化与DEJ扁平化及其一些组成蛋白质的表达下降相关。这些变化参与到皮肤老化变脆和伤口愈合。L-鼠李糖是一种具有细胞促进和抗炎特性的天然单糖,它的作用目标是能被L-鼠李糖识别的凝集素表达细胞,如角质形成细胞和乳头状成纤维细胞。由于角质形成细胞和成纤维细胞参与到DEJ的形成,我们研究L-鼠李糖对DEJ组分表达的影响。L-鼠李糖的皮肤吸收非常差,我们将其接到甲基硅烷三醇(MTS),一种赋予细胞促进和结缔组织重组功效的载体分子。
L-鼠李糖以DEJ为目标
使用免疫荧光法测定四种DEJ重要组分的定位和表达:
—层粘连蛋白5(Laminin5)是由角质形成细胞生成的蛋白质,它结合基底角质细胞质膜和致密层(Lamina Densa)VII型胶原蛋白。单独L-鼠李糖对此蛋白无显著影响,而鼠李糖-硅烷醇(R-S)增强该蛋白表达(数据:1% R-S增加18%, 5%R-S 增加18%)。
—基底膜蛋白多糖(Perlecan)是一种存在于所有基底膜的普遍的硫酸乙酰肝素蛋白多糖(heparan sulfate proteoglycan),连接巢蛋白(nidogen)和IV型胶原蛋白。5%的R-S显著提高基底膜蛋白多糖的表达(+25%)。
—IV型胶原蛋白(IV Collagen),基底膜的最丰富的胶原糖蛋白之一,是致密层的重要组成成分。单独L-鼠李糖诱导适度的IV型胶原蛋白表达(+17%),而相同浓度的R-S极大地增强了胶原IV表达(+64%),在R-S低浓度(1%)时表达地增加已经非常明显(+41%)。
—VII型胶原蛋白(VII Collagen),一种位于致密层下方的大蛋白,被视为固定纤维(anchoring fibril)的主要成分,其灵活性是保持表皮-真皮结合力的必需。L-鼠李糖可以促进VII型胶原蛋白表达(25%),而当与硅烷醇联合会协同增效这种促进作用(58%)。
之后,通过在人体外移皮肤进行的免疫荧光分析进一步证明,L-鼠李糖通过与MTS结合,生物利用性和功效都增强。在此实验中,L-鼠李糖没有明显效果。值得注意的是,单独MTS能够促进VII型胶原蛋白表达。R-S组合清晰地促进VII型胶原蛋白表达和迁移到DEJ,表明,MTS促进L-鼠李糖向负责合成VII型胶原蛋白(和许多其他DEJ成分)的真皮层成纤维细胞的传递。
鼠李糖硅烷醇在皮肤多层的作用
老化影响到所有皮肤层:表皮层变薄和再生能力下降,真皮层细胞外间质(ECM)下降并组织变差。我们因此测量其他参数,以证明R-S对表皮层和真皮层的功效:
—Ki67核蛋白,一种表皮细胞循环的标记蛋白。
—I型胶原蛋白,真皮层的主要胶原蛋白,其下降是衰老的标志。如前所示,R-S能够促进DEJ组分(IV型胶原蛋白,层粘连蛋白5)的表达。此外,我们发现R-S促进角质形成细胞增殖(Ki67)和真皮层I型胶原蛋白的表达。
超微结构分析
老化极大影响到DEJ蛋白表达,可以通过电子显微镜分析证实这些蛋白表达变化导致的结构变化。对比‘年轻’DEJ(39岁供体)和‘衰老’DEJ(68岁供体),强调出透明层(lamina lucida)组分的下降导致致密层减薄和密度减少。此外,我们可以观察到乳头真皮层细胞外间质的固定纤维表达显著下降。在衰老的人体外移皮肤上局部使用R-S纠正了所有这些参数,恢复到参考型。
总结:
使用L-鼠李糖衍生物R-S处理人体外移皮肤(50-70岁供体)增加一些DEJ重要蛋白(免疫荧光染色方法)表达,并提高DEJ超结构(电子显微镜方法)。此外,我们的实验表明,表皮屏障是鼠李糖应用的巨大障碍,MTS载体分子增强其生物利用性的办法极大提高这种糖的人体功效。