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原文出自 Cells 期刊:
Gerasymchuk, M.; Robinson,G.I.; Groves, A.; Haselhorst, L.; Nandakumar, S.; Stahl, C.; Kovalchuk, O.;Kovalchuk, I. Phytocannabinoids Stimulate Rejuvenation and Prevent CellularSenescence in Human Dermal Fibroblasts. Cells 2022, 11, 3939.https://doi.org/10.3390/cells11233939
作者介绍
Marta Gerasymchuk 博士
加拿大莱斯布里奇大学生物科学系
Marta Gerasymchuk 博士在 Igor Kovalchuk 教授实验室担任博士后研究员,主要从事天然植物化合物的研究。目前正在进行衰老与大麻的相关研究工作:通过消除胁迫氧化机制的方法来减缓衰老,并制定恢复机体活力的策略。
Igor Kovalchuk 教授
加拿大莱斯布里奇大学生物科学系
Igor Kovalchuk 教授是植物生物技术实验室的首席研究员。该实验室主要专注于两个研究方向:一方面是植物胁迫响应的遗传和表观遗传调控研究;另一方面是开发大麻以及大麻新品种,利用细胞、组织培养和动物模型分析其药用特性。在 Kovalchuk 教授的指导下,过去 10 年间该实验室已经成功开发出几种新的大麻品种,并揭示了它们的药用特性。
导读
近年来,植物大麻素 (phytocannabinoids, pCBs) 越来越受到欢迎,在美容产品中也常常能看到它们的身影。然而,植物大麻素是如何使皮肤恢复活力或达到嫩肤功效的,目前仍缺乏严谨的研究。莱斯布里奇大学 Igor Kovalchuk 教授实验室 Marta Gerasymchuk 等人在 Cells 期刊发表文章,旨在探究 pCBs 在皮肤再生中的潜在作用。该研究阐述了 pCBs 刺激人真皮成纤维细胞恢复活力并防止细胞衰老的分子机制,填补了四氢大麻酚 (Delta-9-Tetrahydrocannabinol, THC) 和大麻二酚 (Cannabidiol, CBD) 在抗衰老研究中潜在作用的空白,并证明 THC 在化妆品应用中具有治疗潜力。
研究过程与结果
在 100 多种 pCBs 中,作者选择了最丰富的两种大麻素 THC 和 CBD 进行研究。利用健康和应激诱导的过早衰老 (SIPS) CCD-1064Sk 皮肤成纤维细胞,测试了 pCBs 对细胞活力、功能活性、代谢功能和核结构的影响。
1. pCBs 可增强 SIPS 成纤维细胞的细胞活力,减少衰老
对于健康的真皮成纤维细胞而言,THC 可以增强细胞活力,CBD 对细胞没有任何不利或有益影响。针对 SIPS 模型,在 0.5~2.0 μM 的浓度范围内,THC 和 CBD 都以剂量依赖性方式促进了 SIPS 成纤维细胞的细胞活力,2.0 μM 效果最佳,如图 1 所示。
针对 THC 和 CBD 对健康和 SIPS 成纤维细胞中衰老相关的 β-Gal 活性检测显示:与未治疗组和 CBD 组相比,THC 处理后的健康细胞 β-Gal 活性增加,表明健康细胞的衰老增加。然而,与对照组相比,THC 和 CBD 处理均显著降低了 SIPS 成纤维细胞的 β-Gal 活性,意味着细胞衰老的降低,如图 2 所示。这一发现表明,低剂量的 THC 促进了健康成纤维细胞的衰老,但是可以延缓 SIPS 成纤维细胞的衰老。
图 1. 不同浓度 THC 或 CBD 促进 SIPS 成纤维细胞的细胞活力。
图 2. THC 或 CBD 处理后健康和 SIPS 成纤维细胞结晶紫 (CV) 染色、β-Gal 活性和 48/24 小时 CV 比值。
2. pCBs 改善人真皮成纤维细胞的伤口愈合
人类真皮成纤维细胞最突出的作用之一是通过修复和再生受损组织来维持健康的皮肤。为了测试真皮成纤维细胞的再生能力,作者在不同处理条件下,对健康和 SIPS 真皮成纤维细胞进行了划痕测定。结果显示,THC 和 CBD 都能改善健康和 SIPS 成纤维细胞的伤口愈合能力,如图 3 所示。
图 3. 植物大麻素可改善健康和 SIPS 人真皮成纤维细胞的伤口愈合。
研究总结
作者优化得到 THC 和 CBD 在真皮成纤维细胞中的治疗范围为 0.5~2.0 μM。在有效浓度下,THC 和 CBD 可以刺激成纤维细胞促进受损伤口愈合的能力,而且 THC 诱导伤口愈合的能力优于常见的营养信号调节因子。此外,THC 不仅可以减少皮肤细胞的形态改变,而且还通过保留细胞周期调节因子增强了细胞活力,并能促进 ECM 的产生,而 CBD 对真皮成纤维细胞的有益作用却很少。虽然本研究的数据不足以明确回答大麻素是否可以完全逆转或停止衰老;然而,THC 也许可以作为一种治疗药物来减少衰老相关的变化。特别是,THC 有望通过促进 ECM 产生,保留细胞周期调节因子和改善伤口愈合来治疗健康皮肤,防止典型衰老的发生。
特约撰稿人
Arwen 博士
Cells 期刊介绍
主编:Cord Brakebusch, The University of Copenhagen, Denmark;Alexander E. Kalyuzhny, Neuroscience, USA
主要刊载细胞生物学、分子生物学和生物物理学方面研究。目前已被 SCIE (Web of Science)、PubMed、MEDLINE、PMC 等数据库收录。
2022 Impact Factor:6.0
2022 CiteScore:9.0
Time to First Decision:16 Days
Time to Publication:39 Days
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