Effetto abrogante di una astaxantina xantofilla carotenoide sulla stimolazione della pigmentazione epidermica umana
Abbiamo stabilito un modello per la stimolazione associata al fattore delle cellule staminali, della pigmentazione di equivalente epidermico umano (HEE).
L'aggiunta di SCF (a 5 nM) ha stimolato gradualmente la pigmentazione visibile degli HEEs nei 14 giorni di trattamento.
Uno studio del corso temporale, utilizzando le analisi RT-PCR e western blotting in tempo reale ha dimostrato che l'espressione di tutti i geni specifici dei melanociti e delle proteine esaminate è stata gradualmente sopra-regolata nei 7-10 giorni di trattamento con SCF.
L'aggiunta di astaxantina (Ax) a concentrazioni di 1, 4 o 8 μM ha marcatamente abolito l'aumento della pigmentazione visibile suscitata da SCF ma non dall'endotelina (EDN)1 nei 14 giorni in un modo dipendente dalla dose, con un'inibizione quasi completa a 8 μM.
Sebbene non sia stata visibile alcuna degenerazione del tessuto epidermico al giorno 14 attraverso la marcatura HE, la deposizione di melanina nell'epidermide è stata incisivamente ridotta negli HEEs trattati con Ax al giorno 14 rispetto ai controlli non trattati. Ax ha significativamente ridotto il contenuto di eumelanina degli HEEs nei confronti del livello non SCF stimolato a concentrazioni di 4 o 8 μM rispetto ai controlli non trattati. L'RT-PCR in tempo reale e il western blotting di HEEs trattati con Ax ha rivelato che l'espressione, stimola da SCF, della tirosinasi (TYR), della proteina 1 correlata alla TYR (TYRP1), e della Pmel17, nonché il fattore di trascrizione associato alla microftalmia (MITF ), è stata notevolmente soppressa da Ax a livello di trascrizione e traduzione. Gli studi che utilizzano colture di melanociti umani normali hanno rivelato che il pre-trattamento con Ax interrompe la stimolazione dell'attività della TYR indotta da SCF ma non da EDN1, e non c'è alcun effetto inibitorio diretto di Ax sull'attività TYR in vitro. Questi risultati indicano che Ax attenua la pigmentazione stimolata da SCF interrompendo direttamente i collegamenti di segnalazione intracellulare associati a SCF attraverso l'espressione aumentata di MITF, che conduce all'espressione stimolata di geni e proteine melanogenici in un meccanismo indipendente dalla deplezione delle specie reattive dell'ossigeno.
Fonte:
Titolo: Abrogating effect of a xanthophyll carotenoid astaxanthin on the stem cell factor-induced stimulation of human epidermal pigmentation
Rivista: Archives of Dermatological Research. doi: 10.1007/s00403-012-1248-y
Autori: Hiroaki Nakajima, Katsunori Fukazawa, Yuki Wakabayashi, Kazumasa Wakamatsu, Kazuhiro Senda, Genji Imokawa
Affiliazioni: School of Bioscience and Biotechnology, Tokyo University of Technology, Hachioji, Japan
School of Health Sciences, Fujita Health University, Toyoake, Japan
Revanche Co. Ltd., Ishikawa, Japan
Research Institute for Biological Functions, Chubu University, Kasugai, Japan
Abstract:
We established a model for the stem cell factor (SCF)-associated stimulation of human epidermal equivalent (HEE) pigmentation. The addition of SCF (at 5 nM) gradually stimulated the visible pigmentation of HEEs over 14 days of treatment. A time course study using real-time RT-PCR and western blotting analysis demonstrated that the expression of all melanocyte-specific genes and proteins examined was gradually up-regulated over 7–10 days of treatment with SCF. The addition of astaxanthin (Ax) at concentrations of 1, 4, or 8 μM markedly abolished the SCF- but not the endothelin (EDN)1-elicited increase in visible pigmentation over 14 days in a dose-dependent manner, with almost complete inhibition at 8 μM. While no degeneration of the epidermal tissue was visible at day 14 by HE staining, melanin deposition throughout the epidermis was markedly reduced in the Ax-treated HEEs at day 14 compared to untreated controls. Ax significantly reduced the eumelanin content of HEEs to the non-SCF-stimulated level at concentrations of 4 or 8 μM compared with untreated controls. Real-time RT-PCR and western blotting of Ax-treated HEEs revealed that the SCF-stimulated expression of tyrosinase (TYR), TYR-related protein-1 (TYRP1), and Pmel17, as well as microphthalmia-associated transcription factor (MITF), is significantly suppressed by Ax at the transcriptional and translational levels. Studies using cultured normal human melanocytes revealed that pre-treatment with Ax interrupts the SCF- but not the EDN1-induced stimulation of TYR activity, and there was no direct inhibitory effect of Ax on TYR activity in vitro. These findings indicate that Ax attenuates SCF-stimulated pigmentation by directly interrupting SCF-associated intracellular signaling linkages through increased expression of MITF, which leads to the stimulated expression of melanogenic genes and proteins in a reactive oxygen species depletion-independent mechanism.
