DOI: https://doi.org/10.1038/s41538-025-00533-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40764312
تاريخ النشر: 2025-08-05
المؤلف: Seong‐Min Hong وآخرون
الموضوع الرئيسي: الآثار الدوائية للمركبات الطبيعية
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة التأثيرات المضادة للالتهابات لمستخلص العرقسوس المخمر (FLE) المشتق من *Glycyrrhiza uralensis*، وخاصة فيما يتعلق بالمنتجات النهائية المتقدمة للجليكشن المشتقة من الجلايكسال (GO-AGEs) والالتهابات الجلدية الناتجة عن الأشعة فوق البنفسجية B (UVB) في الكيراتينوسيتات HaCaT. تشير النتائج إلى أنه عند تركيز 10 ميكروغرام/مل، قلل FLE بشكل كبير من مستويات السيتوكينات المؤيدة للالتهابات، بما في ذلك الإنترلوكين-6 (IL-6) بنسبة 46% وعامل نخر الورم-ألفا (TNF-α) بنسبة 52%، بينما خفض أيضًا مستويات البروستاجلاندين E2 (PGE2). كشفت الدراسات الآلية أن FLE مثبط لمسارات الإشارة الالتهابية الرئيسية، ولا سيما عامل النسخ النووي-κB (NF-κB) وكينازات البروتين المنشطة بالميتوجين (MAPKs).
بالإضافة إلى ذلك، حددت الميتابولوميات غير المستهدفة عدة مستقلبات حيوية معززة بالتخمير، مثل حمض الجلايسيرهيزيك-3-O-غلوكورونيد، وحمض الجلايسيرهيزيك 18β، وحمض الجلايسيرهيزيك 24-هيدروكسي، وإيزوليكويريتجينين، والتي كانت مرتبطة بالتأثيرات المضادة للالتهابات الملحوظة. من بين هذه، أظهر حمض الجلايسيرهيزيك 18β وإيزوليكويريتجينين خصائص مضادة للجليكشن وقمع للسيتوكينات. بشكل عام، تقترح الدراسة أن عملية التخمير تعزز الملف الحيوي للعرقسوس، مما يبرز إمكانيته كمكون وظيفي لإدارة الالتهابات الجلدية الناتجة عن GO-AGEs والتعرض للأشعة فوق البنفسجية B.
طرق البحث
في هذه الدراسة، استخدم الباحثون العرقسوس المستخرج من Handsherb (Yeoncheon-si، كوريا) والسلالة البكتيرية Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides (L. mesenteroides) KCTC 3505، التي تم الحصول عليها من مجموعة الثقافة الكورية للأنواع (سيول، كوريا)، كمواد أولية. تم الحفاظ على ثقافة L. mesenteroides عند -80 درجة مئوية في محلول جليسرول بنسبة 40% وتم تنشيطها لاحقًا على أطباق أجار de Man Rogosa Sharpe عند 30 درجة مئوية. بالنسبة لثقافة البذور، تم استخدام مرق MRS المحسن، الذي يحتوي على 3.63% سكروز، و2.70% ببتون الصويا، و0.36% فوسفات ثنائي الهيدروجين البوتاسيوم، وتم حضنه عند 30 درجة مئوية لمدة يوم واحد.
بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام مجموعة متنوعة من الكواشف والمجموعات طوال التجارب، بما في ذلك وسط Eagle المعدل من دولبيكو (DMEM)، ومصل جنين العجل (FBS)، والبنسلين-ستربتوميسين (PS) من Gibco (Invitrogen، كارلسباد، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية). تم الحصول على مجموعات اختبار المناعية المرتبطة بالإنزيم (ELISA) للكشف عن السيتوكينات والبروستاجلاندين (بشكل خاص PGE2، IL-1β، IL-6، وTNF-α) من R&D Systems (مينابوليس، مينيسوتا، الولايات المتحدة الأمريكية). تم الحصول على البروتينات الرئيسية وجزيئات الإشارة، مثل مستقبل المنتجات النهائية للجليكشن المتقدمة (RAGE)، والسيكلوأوكسيجيناز-2 (COX-2)، ومختلف كينازات البروتين المنشطة بالميتوجين (MAPKs)، من Cell Signaling Technologies (بيفرلي، ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية) لتسهيل تحليل الاستجابات الالتهابية.
النتائج
يقدم قسم النتائج findings الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية وآثارها. يكشف التحليل عن علاقات ذات دلالة إحصائية بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تشير الاختبارات الإحصائية إلى قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر البيانات اتجاهًا واضحًا في الظواهر الملحوظة، مما يدعم الفرضيات الأولية التي طرحها الباحثون.
علاوة على ذلك، تتناول المناقشة آثار هذه النتائج، موضحةً إياها ضمن الأدبيات الموجودة. يؤكد المؤلفون على أهمية نتائجهم في تعزيز فهم الموضوع المقصود ويقترحون طرقًا محتملة للبحث المستقبلي. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة قد تُفيد كل من الأطر النظرية والتطبيقات العملية في هذا المجال.
المناقشة
تناقش البحث الخصائص المضادة للجليكشن والمضادة للالتهابات لمستخلص العرقسوس المخمر (FLE)، وخاصة في سياق الالتهابات الجلدية الناتجة عن المنتجات النهائية للجليكشن المتقدمة (AGEs) والأشعة فوق البنفسجية B. ترتبط AGEs، التي تتراكم في أنسجة مختلفة، بالأمراض المزمنة والالتهابات الجلدية. تسلط الدراسة الضوء على أن المركبات ثنائية الكربون، مثل الميثيلغلايكسال (MGO) والجلايكسال (GO)، هي مقدّمات هامة لـ AGEs، مما يزيد من الاستجابات الالتهابية في خلايا الجلد. أظهر FLE فعالية في التقاط GO وتفكيك AGEs، مما يظهر تأثير التقاط الكربون الذي يقلل الالتهاب في الكيراتينوسيتات. تشير النتائج إلى أن علاج FLE يقلل بشكل كبير من إفراز السيتوكينات المؤيدة للالتهابات (IL-1β، IL-6، TNF-α) وPGE₂ بطريقة تعتمد على التركيز، مما يشير إلى إمكانيته كعامل علاجي ضد شيخوخة الجلد والالتهاب.
علاوة على ذلك، توضح الدراسة الآليات الجزيئية التي تكمن وراء التأثيرات المضادة للالتهابات لـ FLE، كاشفةً عن قدرته على تعديل مستقبل AGEs (RAGE) ومسارات إشارة MAPK/NF-κB. قلل علاج FLE من تعبير RAGE وأوقف فسفرة MAPKs، مما أدى إلى انخفاض مستويات NF-κB النووية وتقليل إنتاج الوسائط الالتهابية. عززت عملية التخمير، التي يسهلها L. mesenteroides، التوافر الحيوي للمستقلبات المفيدة، بما في ذلك التريترينويدات والفلافونويدات، المعروفة بخصائصها المضادة للالتهابات. تؤكد النتائج على أهمية التخمير في تعزيز الإمكانيات العلاجية لمستخلصات العرقسوس، مما يضع FLE كمكون وظيفي واعد للتخفيف من الالتهابات الجلدية والإجهاد التأكسدي المرتبط بالسموم الجليكوزية والتعرض للأشعة فوق البنفسجية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41538-025-00533-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40764312
Publication Date: 2025-08-05
Author(s): Seong‐Min Hong et al.
Primary Topic: Pharmacological Effects of Natural Compounds
Overview
This study explores the anti-inflammatory effects of fermented licorice extract (FLE) derived from *Glycyrrhiza uralensis*, particularly in relation to glyoxal-derived advanced glycation end products (GO-AGEs) and ultraviolet B (UVB)-induced skin inflammation in HaCaT keratinocytes. The findings indicate that at a concentration of 10 µg/mL, FLE significantly reduced levels of pro-inflammatory cytokines, including interleukin-6 (IL-6) by 46% and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) by 52%, while also lowering prostaglandin E2 (PGE2) levels. Mechanistic studies revealed that FLE inhibited key inflammatory signaling pathways, notably the nuclear factor-κB (NF-κB) and mitogen-activated protein kinases (MAPKs).
Additionally, untargeted metabolomics identified several fermentation-enhanced bioactive metabolites, such as glycyrrhetic acid-3-O-glucuronide, 18β-glycyrrhetic acid, 24-hydroxyglycyrrhetic acid, and isoliquiritigenin, which were associated with the observed anti-inflammatory effects. Among these, 18β-glycyrrhetic acid and isoliquiritigenin demonstrated significant antiglycation properties and cytokine suppression. Overall, the study suggests that the fermentation process enhances the bioactive profile of licorice, highlighting its potential as a functional ingredient for managing skin inflammation caused by GO-AGEs and UVB exposure.
Methods
In this study, the researchers utilized licorice sourced from Handsherb (Yeoncheon-si, Korea) and the bacterial strain Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides (L. mesenteroides) KCTC 3505, obtained from the Korean Collection for Type Cultures (Seoul, Korea), as primary materials. The culture of L. mesenteroides was maintained at -80 °C in a 40% glycerol solution and subsequently activated on de Man Rogosa Sharpe agar plates at 30 °C. For the seed culture, an optimized MRS broth was employed, containing 3.63% sucrose, 2.70% soy peptone, and 0.36% potassium dihydrogen phosphate, and incubated at 30 °C for one day.
Additionally, various reagents and kits were utilized throughout the experiments, including Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM), fetal bovine serum (FBS), and penicillin-streptomycin (PS) from Gibco (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kits for cytokine and prostaglandin detection (specifically PGE2, IL-1β, IL-6, and TNF-α) were sourced from R&D Systems (Minneapolis, MN, USA). Key proteins and signaling molecules, such as receptor for advanced glycation end products (RAGE), cyclooxygenase-2 (COX-2), and various mitogen-activated protein kinases (MAPKs), were obtained from Cell Signaling Technologies (Beverly, MA, USA) to facilitate the analysis of inflammatory responses.
Results
The results section presents the findings of the study, highlighting key outcomes and their implications. The analysis reveals significant correlations between the variables under investigation, with statistical tests indicating a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are statistically significant. Additionally, the data demonstrate a clear trend in the observed phenomena, supporting the initial hypotheses posited by the researchers.
Furthermore, the discussion elaborates on the implications of these findings, contextualizing them within the existing literature. The authors emphasize the relevance of their results in advancing understanding of the subject matter and propose potential avenues for future research. Overall, the results contribute valuable insights that may inform both theoretical frameworks and practical applications in the field.
Discussion
The research discusses the antiglycation and anti-inflammatory properties of fermented licorice extract (FLE), particularly in the context of skin inflammation induced by advanced glycation end-products (AGEs) and UVB irradiation. AGEs, which accumulate in various tissues, are linked to chronic diseases and skin inflammation. The study highlights that dicarbonyl compounds, such as methylglyoxal (MGO) and glyoxal (GO), are significant precursors to AGEs, exacerbating inflammatory responses in skin cells. FLE was shown to effectively trap GO and break down AGEs, demonstrating a carbonyl-trapping effect that reduces inflammation in keratinocytes. The results indicate that FLE treatment significantly decreases the secretion of pro-inflammatory cytokines (IL-1β, IL-6, TNF-α) and PGE₂ in a concentration-dependent manner, suggesting its potential as a therapeutic agent against skin aging and inflammation.
Moreover, the study elucidates the molecular mechanisms underlying the anti-inflammatory effects of FLE, revealing its ability to modulate the receptor for AGEs (RAGE) and the MAPK/NF-κB signaling pathways. FLE treatment reduced RAGE expression and inhibited the phosphorylation of MAPKs, leading to decreased nuclear NF-κB levels and reduced inflammatory mediator production. The fermentation process, facilitated by L. mesenteroides, enhanced the bioavailability of beneficial metabolites, including triterpenoids and flavonoids, which are known for their anti-inflammatory properties. The findings underscore the importance of fermentation in augmenting the therapeutic potential of licorice extracts, positioning FLE as a promising functional ingredient for mitigating skin inflammation and oxidative stress associated with glycotoxins and UV exposure.