O efeito inibitório do derivado de curcumina J147 na melanogênese e no transporte do melanossoma, facilitando a degradação do MITF mediada por ERK, parte 2
Apr 07, 2023
J147 Melanogênese reduzida por ativação da via MEK/ERK em melanócitos epidérmicos humanos normais (NHEMs)
Em seguida, investigamos se o J147 pode suprimir a melanogênese em melanócitos epidérmicos humanos normais (NHEMs). Consistente com os resultados de melanócitos B16, J147 também inibiu a produção de melanina em NHEMs (Figura 6A). A análise de Western blotting indicou que J147 reduziu o nível de proteína de tirosinase, miosina Va, Rab27a e Cdc42 em NHEMs (Figura 6B). Além disso, a degradação da proteína MITF também foi facilitada após o tratamento com J147 em NHEMs (Figura 6C). A ativação de MEK/ERK também foi confirmada como envolvida no anti-melanogênico mediado por J147-em NHEMs (Figuras 6D, E).

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De acordo com estudos relevantes,cistancheé uma erva comum conhecida como "a erva milagrosa que prolonga a vida". Seu componente principal écistanósido, que tem vários efeitos, comoantioxidante, anti-inflamatório, epromoção da função imunológica. O mecanismo entre cistanche eClareamento da pelereside no efeito antioxidante dos glicosídeos cistanche. A melanina na pele humana é produzida pela oxidação da tirosina catalisada portirosinase, e a reação de oxidação requer a participação de oxigênio, de modo que os radicais livres de oxigênio no corpo se tornam um fator importante que afeta a produção de melanina. Cistanche contém cistanósido, que é um antioxidante e pode reduzir a geração de radicais livres no corpo, assiminibindo a produção de melanina.

J147 Pigmentação reduzida em Zebrafish
A avaliação de compostos candidatos com base no fenótipo forneceu dados confiáveis para experimentos posteriores. O experimento in vivo de J147 foi conduzido em um modelo de peixe-zebra, pois os pigmentos de melanina estavam na superfície do peixe, o que permite uma observação simples (Choi et al., 2007). O PTU é amplamente utilizado como controle positivo na pesquisa com peixe-zebra devido à sua capacidade de inibir a melanogênese (Kim et al., 2008). Conforme mostrado na Figura 7, J147 reduziu significativamente a pigmentação do corpo, da mesma forma que o grupo de controle positivo tratado com PTU.

J147 Hiperpigmentação induzida por UVB reversa na pele de cobaia

DISCUSSÃO
Analistas da indústria global (GIA) previram que o mercado global de clareamento chegará a US$ 31,2 bilhões até 2024 (Lv et al., 2020b). Muitos grupos de pesquisa estão concentrando seus esforços para elucidar compostos clareadores novos e eficazes. No entanto, poucos inibidores foram submetidos a estudos in vivo e mostraram bons resultados devido à citotoxicidade e fraca eficiência (Kim et al., 2008; Pillaiyar et al., 2017). Assim, é necessário continuar a descobrir agentes de clareamento da pele mais eficientes e seguros.
O uso terapêutico de curcumina e curcumina quimicamente modificada (CMC) para inibir a atividade da tirosinase e a formação de melanina foi relatado recentemente (Goenka e Simon, 2021). No entanto, a baixa biodisponibilidade da curcumina e da curcumina quimicamente modificada (CMC) limita sua aplicação (Karthikeyan et al., 2020). Para resolver esse problema, o J147 é desenvolvido como um potente composto derivado da curcumina com maior estabilidade e biodisponibilidade (Li et al., 2020). Neste trabalho, exploramos as influências inibitórias de J147 no pigmento e os mecanismos subjacentes in vitro e in vivo. Nossos dados mostraram que J147 não apenas suprimiu a produção de melanina basal, mas também atenuou o aumento de melanina induzido por -MSH, sem influenciar a viabilidade celular (Figura 1). É bem conhecido que vários agentes clareadores da pele exercem seus efeitos hipomelanogênicos inibindo diretamente a atividade da tirosinase. Em nossos estudos, J147 não inibiu diretamente a atividade da tirosinase de cogumelo (Figura 2B), o que é inconsistente com estudos anteriores sugerindo que a curcumina inibiu diretamente a atividade da tirosinase de cogumelo (Lee et al., 2010; Tu et al., 2012). A possível razão é que J147 não possui grupo hidroxila fenólico, que é um grupo funcional crítico para a inibição da atividade da tirosinase. A análise de Western blotting demonstrou que J147 inibiu os níveis de expressão de tirosinase, TRP-1 e TRP-2 (Figura 2C). Nossas descobertas indicaram que o J147 teve efeitos de clareamento nos melanócitos e agiu principalmente diminuindo os níveis de proteína de três enzimas melanogênicas cruciais, em vez de suprimir diretamente a atividade da tirosinase.


O MITF é um regulador crítico no desenvolvimento, diferenciação e sobrevivência dos melanócitos e controla a transcrição de genes como tirosinase, TRP-1, TRP-2, Cdc42, Rab27a e subsequentemente promove a melanogênese e o melanossoma transporte (Noguchi et al., 2016). Os presentes estudos mostraram que J147 não teve efeito na expressão de genes MITF, sugerindo que J147 não afetou a transcrição de MITF (Figura 4A). No entanto, a análise de western blotting descobriu que J147 acelerou notavelmente a degradação da proteína MITF (Figura 4B). Numerosos estudos sugeriram que a via de sinalização MAPK participava da expressão e degradação do MITF (Rodríguez e Setaluri, 2014). Tu et al. relataram que a curcumina inibiu a síntese de melanina através da ativação das vias de sinalização ERK e p38 (Tu et al., 2012). No presente estudo, J147 aumentou a fosforilação de ERK e p38, enquanto nenhum resultado foi observado na fosforilação de JNK. Além disso, apenas PD98059, um inibidor específico de ERK, atenuou significativamente os efeitos inibitórios de J147 na formação e distribuição de melanina, bem como a expressão de tirosinase, MITF, Rab27a, Miosina Va e Cdc42 (Figura 5). Esses dados indicaram que J147 suprimiu a formação e distribuição de melanina principalmente através da facilitação da degradação de MITF mediada por EKR. Considerando que numerosos estudos identificaram o papel da p38 MAPK na diferenciação melanogênica, o papel da via de sinalização J147/p38 nos melanócitos precisa ser mais estudado.

Os supressores da melanogênese são muito importantes para a indústria cosmética como agentes clareadores da pele. Numerosos agentes anti-melanogênicos foram desenvolvidos e poucos agentes em estudos in vivo, e mostraram bons resultados (Pillaiyar et al., 2017). O J147 está atualmente em ensaios clínicos de fase I para a doença de Alzheimer, o que indica que o J147 é um agente seguro e pouco tóxico (Ates et al., 2020). Aqui, investigamos o efeito anti-melanogênico de J147 in vivo. O peixe-zebra é um organismo modelo vertebrado extremamente vantajoso devido à sua sequência de genes e sistema de órgãos ser semelhante ao dos humanos (Agalou et al., 2018). E os pigmentos de melanina estão presentes na superfície dos peixes, o que é simplesmente fácil de observar (Choi et al., 2007). Conforme mostrado na Figura 7, o J147 reduziu notavelmente a pigmentação do corpo no peixe-zebra, semelhante à droga positiva PTU. Além disso, J147 não afetou o crescimento do desenvolvimento ou a sobrevivência do peixe-zebra. A hiperpigmentação induzida por UVB em cobaias marrons é outro tipo de modelo experimental para investigar os efeitos do J147 na pigmentação. Conforme mostrado na Figura 8, foram encontrados efeitos de clareamento óbvios de J147 em que a hiperpigmentação causada pela exposição a UVB após a aplicação tópica de J147 por 3 semanas na pele dorsal de uma cobaia. Nossos resultados demonstraram que J147 reduziu a formação de melanina em melanócitos ativos, em vez de diminuir o número de melanócitos.

DECLARAÇÃO DE DISPONIBILIDADE DE DADOS
DECLARAÇÃO DE ÉTICA
CONTRIBUIÇÕES DO AUTOR
JL, YY e RG conceberam e projetaram o estudo, forneceram comentários críticos e editaram os manuscritos. YY, BJ e SL realizaram grandes experimentos. XZ realizou a análise e interpretação dos dados no ensaio de análise de immunoblot. JL realizou a coleta de dados. Todos os autores leram e aprovaram o manuscrito final.
FINANCIAMENTO
MATERIAL SUPLEMENTAR
REFERÊNCIAS
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9. Karthikeyan, A., Senthil, N. e Min, T. (2020). Nanocurcumina: um candidato promissor para aplicações terapêuticas. Frente. Pharmacol. 11, 487. doi:10.3389/fphar.2020.00487
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