杜仲和补骨脂中活性植物雌激素成分对皮肤细胞ER信号通路的调控机制

Skin cell function can be regulated by estrogen via estrogen receptor (ER), which can cure psoriasis, keratosis, pathological scar, leucoderma, ultraviolet injury and other skin diseases. However, the usage of estrogen is limited in that it easily leads to skin cancer, malignant skin disease and systemic side effects. Phytoestrogens from traditional Chinese medicine can selectively adjust ER, produce weak estrogen effect or anti-estrogen effect. Some skin diseases can be prevented by proper use of phytoestrogens instead of estrogen. But the molecular mechanism, which is caused by phytoestrogens involving in the physiological or pathological process of skin tissue, is still not clear. This study proposes the hypothesis about phytoestrogens preventing the skin disease by adjusting the ER signaling pathways of skin cell. Ten typical phytoestrogens from eucommiae cortex and psoraleae fructus effect on skin cells, the target cells and target effects are detected and determined. Using several ER signal pathway blockers and RNA interference method, ERα, ERβ, ERK, JNK, P38, PI3K signal pathways will be blocked to detect the expression and activation of receptor, key protein kinase and ERE transcription activity. And according to the main biology features of skin cells, the regular effects and mechanisms of phytoestrogens on ER signal pathways of skin cells can be defined initially, which puts forwards to the theoretical foundation on proper and safe usage of phytoestrogens preventing skin diseases.

雌激素通过ER调节皮肤细胞功能，治疗银屑病、角化病、病理性瘢痕、白癜风、紫外线损伤等诸多皮肤疾病，但也可能会引发皮肤癌等恶性皮肤病和全身性副作用，其使用受到限制。中药来源的植物雌激素成分能够选择性调节ER，产生弱雌激素效应或抗雌激素效应，合理使用，可以替代雌激素防治皮肤疾病。但是，植物雌激素参与皮肤组织生理或病理过程的分子机制仍不清晰。本课题提出植物雌激素通过调节皮肤细胞ER信号通路来防治皮肤疾病的假说。从杜仲和补骨脂中选择十种典型植物雌激素成分作用于皮肤细胞，检测并确定其靶细胞和靶效应，然后利用受体和通路阻断剂以及RNA干扰技术，选择性封闭ERα、ERβ、ERK、JNK、P38或PI3K等信号通路，检测受体和蛋白激酶的表达和活化，以及ERE的转录活性，并结合细胞生物学特性的改变，初步确定植物雌激素对皮肤细胞ER信号通路的调控效应和机制，为安全合理地利用植物雌激素防治皮肤疾病提供理论依据。

植物雌激素参与皮肤细胞生理或病理过程的分子机制尚不清楚，我们提出，在皮肤组织中植物雌激素通过调节皮肤细胞ER信号通路，改变皮肤细胞的生物学特性，从而发挥治疗和预防雌激素相关性皮肤疾病的作用。为验证上述假设，我们将杜仲和补骨脂中的典型植物雌激素成分作用于皮肤细胞。发现，植物雌激素成分能够通过ER-ERK1/2、ER-/JNK 和ERβ-p38/信号通路，下调p38、ERK、JNK的mRNA和蛋白表达，抑制MITF、TYR、TRP-1、TRP-2 mRNA和蛋白表达，从而抑制黑素细胞的黑素合成，真黑素/褐黑素的比例。植物雌激素成分能够通过ER/MAPK/(c-Jun/c-fos) 和ER/TGF-β1/Smad3信号传导通路，上调p-ERK、Smad3磷酸化水平和TGF-β1蛋白表达，抑制Smad7磷酸化水平和c-jun、c-fos表达，下调MMPs合成，抑制COL I的分解，促进Pro- COL I合成；还可以通过ERβ-p38和ERK信号通路，上调ERβ蛋白并下调p-p38、ERK1/2、MMP-1的mRNA和蛋白表达，促进ColⅠ、ColⅢ、TIMP-1/2的mRNA和蛋白表达，升高SOD、GSH-Px活性、降低MDA含量，促进胶原蛋白合成，减少胶原异常降解，对抗UV对皮肤成纤维细胞的损伤。植物雌激素成分能够通过ERK、P38MAPK、NF-κB通路，下调P-ERK、P-P38、NF-κBP50、NF-κBP65 mRNA及蛋白表达量，从而抑制IL-1α、IL-8、TNF-αmRNA 及蛋白的表达，提高SOD、GSH、CAT活性、降低ROS活性及MDA含量，从而发挥对光老化角质形成细胞的保护作用。初步阐明各类植物雌激素成分对皮肤细胞ER信号通路的调控机制，解释了各类中药植物雌激素成分参与皮肤组织生理和病理过程的分子机制，为皮肤疾病防治的实际应用领域提供了备选药物。