義大利:靈芝乙醇萃取物可以加速皮膚修復,防止自由基傷害

2020年8月29日/義大利Salerno大學等/Pharmaceuticals

文/王姿云(臺灣大學生化技學系碩士班一年級)

 

 

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靈芝乙醇萃取物對角質形成細胞的安全性和促進增生作用

如圖1所示,研究團隊發現,不管是經過靈芝乙醇萃取物(Ganoderma lucidum ethanol extract,含有至少三十種靈芝三萜化合物)或純靈芝酸A(ganoderic acid A,該萃取物的質量控制指標成分)處理,都只有在高濃度的時候才會影響細胞存活。這代表靈芝乙醇萃取物的添加,對人類角質形成細胞具有相當的安全性,也代表該萃取物以靈芝酸A為質量控制指標有其適當性。

有兩個靈芝乙醇萃取物的組別在濃度5 µg/mL和10 µg/mL的處理下,不論經過一天或兩天的時間都會促進細胞增生,但此情況並沒有發生在靈芝酸A的組別。這說明靈芝乙醇萃取物促進人類角質形成細胞增生的作用,有可能來自靈芝酸A以外的三萜化合物,或是由多種靈芝三萜攜手合作的結果。

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圖1  靈芝乙醇萃取物和靈芝酸A對人類角質形成細胞
(a)存活率及(b)細胞增生的影響

 

靈芝乙醇萃取物提升角質形成細胞的遷移能力

研究團隊進一步以傷口癒合實驗,分析靈芝乙醇萃取物對人類角質形成細胞遷移能力的影響。

「傷口癒合實驗」是體外評估細胞遷移的一種方法,亦即觀察細胞從左右兩邊往中間無細胞區域遷移的狀況,當中間的區域被細胞覆蓋得越滿,空白的空間越小,代表細胞的遷移能力愈好。

經過24小時的實驗結果如圖2所示,隨著給予靈芝乙醇萃取物的濃度上升,未被細胞覆蓋的面積越小,這代表靈芝乙醇萃取物提升了人類角質細胞的遷移能力,有助傷口長出新的表皮,而其中10 µg/mL為最有效的劑量。

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圖2  靈芝乙醇萃取物對人類角質形成細胞遷移能力的影響

〔說明:Basal為實驗開始時的狀況,Ctr 24h為實驗進行24小時後細胞(未添加靈芝乙醇萃取物)的遷移狀況,其餘各組為添加不同濃度靈芝乙醇萃取物的細胞24小時後的遷移狀況。〕

 

靈芝乙醇萃取物調控與細胞增生、遷移相關的蛋白質表達

Cyclin B1、CDK6、CDK2、cyclin D3為細胞週期相關的蛋白,EGFR、MMP-2、MMP-9、Src為細胞增生和遷移相關的蛋白,當這些蛋白質的表現量增加,就表示細胞增生和遷移的能力會增強。

根據研究顯示,經過靈芝乙醇萃取物24小時的處理,不管是5 µg/mL或10 µg/mL的組別,上述相關蛋白的表現量都會顯著增加(如圖3所示),代表靈芝乙醇萃取物促進人類角質形成細胞增生和遷移的機制,和這些蛋白的調控相關。

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圖3  靈芝乙醇萃取物對人類角質形成細胞細胞增生及細胞遷移相關蛋白的影響

 

靈芝乙醇萃取物減輕氧化壓力造成的細胞凋亡

將人類角質形成細胞細胞暴露在H2O2(自由基的一種)會因為氧化壓力而使細胞凋亡。實驗結果如圖4所示,在H2O2暴露的環境下,事先經過5 µg/mL或10 µg/mL靈芝乙醇萃取物處理的細胞,可以顯著增加細胞存活的比例,代表靈芝乙醇萃取物可以增強人類角質形成細胞的抗氧化能力,減輕H2O2所造成的細胞凋亡。

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圖4  靈芝乙醇萃取物幫助人類角形成細胞抵抗氧化壓力的傷害

〔說明:Ctr組為未做任何處理的細胞;H2O2為添加200 µM H2O2一起培養六小時的細胞;其餘兩組為先經不同濃度靈芝乙醇萃取物處理18小時,再加入200 µM H2O2一起培養六小時的細胞。〕

 

靈芝乙醇萃取物阻止細胞凋亡相關蛋白的活化或表達

AKT、ERK、p53、p21是細胞遭受自由基攻擊時,會參與細胞凋亡的蛋白。此外,先前研究也顯示,STAT3可以調控許多與細胞生長相關的基因,當STAT3過度表達時會促進細胞凋亡。

研究團隊發現,加入H2O2會活化這些蛋白或增加它們的表現量,進而促使細胞凋亡,但事先經過5 µg/mL或10 µg/mL靈芝乙醇萃取物處理的人類角質形成細胞,這些蛋白被H2O2影響的程度顯著減少(如圖5所示),代表靈芝乙醇萃取物可以從調控細胞分子途徑的層次上,抑制自由基導致的細胞凋亡。

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圖5  靈芝乙醇萃取物影響細胞凋亡相關的蛋白活性或表現量

〔說明:標示「-」的組別為未做任何處理的細胞,5 µg/mL和10 µg/mL靈芝乙醇萃取物處理的細胞,其餘三組實驗條件同圖4。〕

 

靈芝的應用價值豈止內服?還能外敷!

修復皮膚損傷,不但需要細胞增生,也需要適當的細胞遷移。氧化壓力則在許多過敏性或發炎性皮膚疾病(如異位性皮膚炎、蕁麻疹、牛皮癬)的發病扮演重要角色,同時也是影響皮膚老化、皮膚功能的關鍵因子,因此調節氧化壓力是治療皮膚疾病、維持皮膚健康很關鍵的一環。

綜合上述實驗結果可知,靈芝乙醇萃取物不但細胞毒性很低,可以促進人角質形成細胞的增生和遷移,加速傷口癒合,同時也能夠預防性減少自由基造成的細胞凋亡。此研究成果突顯出靈芝乙醇萃取物應用在藥妝品或皮膚治療等醫學用途的發展性,也為靈芝在藥妝領域的應用提供理論基礎。

〔資料來源〕Mario Abate, et al. Ganoderma lucidum Ethanol Extracts Enhance Re-Epithelialization and Prevent Keratinocytes from Free-Radical Injury. Pharmaceuticals 2020, 13(9), 224.