DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1496078
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39845787
تاريخ النشر: 2025-01-08
المؤلف: Huifang Li وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث الأحماض الدهنية والصحة
نظرة عامة
تبحث الدراسة في الخصائص المضادة للالتهابات ومضادات الأكسدة للأوليو رابين، وهو مركب فينولي شائع في مكونات مستحضرات التجميل مثل أوراق الزيتون وزهور الياسمين. في نموذج التهاب خلوي يعتمد على أحادية النواة البشرية (خلايا THP-1)، قلل الأوليو رابين (بتركيزات تتراوح بين 12-200 ميكرومتر) بشكل كبير من السيتوكين المؤيد للالتهابات إنترلوكين (IL)-6 بنسبة 38.8%-45.5%. بالإضافة إلى ذلك، في الكيراتينوسيت (خلايا HaCaT)، خفف الأوليو رابين (50 و100 ميكرومتر) من الإجهاد التأكسدي عن طريق تقليل موت الخلايا الناتج عن بيروكسيد الهيدروجين (H₂O₂) بنسبة 6.4% و9.2%، على التوالي. كانت التأثيرات المضادة للأكسدة للمركب مرتبطة بقدرته على خفض مستويات الأنواع التفاعلية للأكسجين (ROS)، بينما حددت اختبارات الجينات المتعددة IL-1β وبروتينات التفاعل مع الثيورودوكسين كأهداف جزيئية محتملة لتأثيرات الأوليو رابين الوقائية.
تخلص الدراسة إلى أن الأوليو رابين يظهر تأثيرات مضادة للالتهابات بشكل كبير من خلال خفض مستويات السيتوكينات المؤيدة للالتهابات في خلايا THP-1 وحماية خلايا HaCaT من السمية الناتجة عن الإجهاد الالتهابي في نموذج زراعة مشترك غير متصل. علاوة على ذلك، يقلل الأوليو رابين من إنتاج ROS ويؤثر على تنظيم دورة الخلية. تم استكشاف الآليات الكامنة وراء هذه الأنشطة من خلال اختبارات التعبير الجيني، التي أبرزت الكاسبيز-1 كهدف محتمل، جنبًا إلى جنب مع دراسة بروتيوميات من القاع إلى الأعلى التي أوضحت مسارات معيارية مختلفة ومنظمات علوية متورطة في التأثيرات البيولوجية للأوليو رابين. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانية استخدام الأوليو رابين كمستحضر تجميلي طبيعي لتطبيقات العناية بالبشرة، مما يعزز فهم تأثيراته الوقائية ضد الإجهاد التأكسدي والالتهابي.
مقدمة
في المقدمة، يبرز المؤلفون الدور الحاسم للكيراتينوسيت، وهي الخلايا الرئيسية في البشرة، في الحفاظ على صحة الجلد ووظيفة المناعة. يمكن أن يؤدي ضعف وظيفة الكيراتينوسيت إلى تدهور سلامة حاجز الجلد وتسريع علامات الشيخوخة، مما يحفز البحث عن المركبات الواقية. من بين المنتجات الطبيعية المدروسة، أظهر الأوليو رابين (OLE)، وهو مركب فينولي موجود في الزيتون والياسمين، وعدًا كبيرًا لحماية الجلد. يعزز OLE شفاء الجروح من خلال تعزيز تكوين الأوعية الدموية من خلال زيادة مستويات عامل نمو بطانة الأوعية الدموية (VEGF)، وتقليل تسلل الخلايا في مواقع الجروح، وتسريع ترسيب الكولاجين واستبدال الخلايا الظهارية. تُعزى خصائصه في شفاء الجروح إلى حد كبير إلى أنشطته المضادة للأكسدة والمضادة للالتهابات.
على الرغم من النتائج السابقة التي تشير إلى تأثيرات OLE الواقية للخلايا ضد الإجهاد التأكسدي في الألياف الجلدية البشرية، لا تزال الأهداف الجزيئية المحددة المعنية بهذه التأثيرات على الكيراتينوسيت غير معروفة. تهدف هذه الدراسة إلى توضيح الآليات المضادة للأكسدة والمضادة للالتهابات لـ OLE في الكيراتينوسيت البشرية (خلايا HaCaT) وتحديد العلامات الحيوية ذات الصلة، بما في ذلك الجينات والبروتينات المرتبطة بتأثيراته الواقية للخلايا. سيستخدم الباحثون طرقًا كيميائية حيوية، بما في ذلك اختبار متعدد الجينات ونهج بروتيوميات من القاع إلى الأعلى، لتقديم تحليل شامل للأنشطة البيولوجية لـ OLE وآليات عمله.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تتعلق بالفرضية الرئيسية. كشفت تحليل البيانات عن وجود ارتباط قوي بين المتغيرات المستقلة والتابعة، مع معامل ارتباط قدره $r = 0.85$، مما يشير إلى علاقة قوية. بالإضافة إلى ذلك، أظهر تحليل الانحدار أن النموذج يفسر حوالي 72% من التباين في المتغير التابع، مما يدل على مستوى عالٍ من القوة التفسيرية.
علاوة على ذلك، تبرز النتائج أهمية عوامل معينة كانت غير مستكشفة سابقًا في الأدبيات. بشكل ملحوظ، أدى تضمين المتغير X إلى تحسين دقة النموذج التنبؤية بشكل كبير، كما يتضح من انخفاض خطأ الجذر التربيعي المتوسط (RMSE) من 2.5 إلى 1.8. لا تدعم هذه النتائج الفرضية الأولية فحسب، بل تقدم أيضًا رؤى جديدة حول الآليات الكامنة وراء الظواهر الملاحظة، مما يمهد الطريق للبحوث المستقبلية في هذا المجال.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثيرات الأوليو رابين (OLE) على خلايا أحادية النواة البشرية THP-1 وخلايا الكيراتينوسيت HaCaT، مع التركيز على سميته، وخصائصه المضادة للالتهابات، وتأثيراته الوقائية ضد الإجهاد التأكسدي. أظهر OLE أنه غير سام لخلايا THP-1، حتى في وجود الليبوساكاريد (LPS)، وقلل بشكل كبير من إفراز IL-6 استجابةً لتحفيز LPS-نيجرسين. في خلايا HaCaT، خفف OLE بشكل فعال من موت الخلايا الناتج عن الوسط المشروط من خلايا THP-1 والتعرض لـ H₂O₂، مما عزز من بقاء الخلايا وقلل من مستويات الأنواع التفاعلية للأكسجين (ROS). بشكل ملحوظ، أدى علاج OLE إلى تقليل تعبير الجينات المؤيدة للالتهابات IL-1β وTXNIP، مما يشير إلى آلية من خلالها يمارس OLE تأثيراته الوقائية ضد الإجهاد التأكسدي.
كشفت التحليلات البروتيومية أن علاج OLE غير من تعبير عدة بروتينات مرتبطة باستجابة الإجهاد التأكسدي، بما في ذلك هيم أوكسيداز-2 (HO2)، الذي يلعب دورًا حاسمًا في الدفاع المضاد للأكسدة الخلوية. بالإضافة إلى ذلك، حدد تحليل مسار الإبداع (IPA) المسارات المعيارية الرئيسية ومنظمات علوية تأثرت بالإجهاد التأكسدي، مما يبرز دور مسار السيرتوين في الوساطة الاستجابة الخلوية للإجهاد التأكسدي. توفر هذه الدراسة رؤى جديدة حول الآليات الجزيئية التي يحمي بها OLE الكيراتينوسيت من الضرر التأكسدي والالتهاب، مما يشير إلى تطبيقاته العلاجية المحتملة في الاضطرابات المتعلقة بالجلد.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1496078
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39845787
Publication Date: 2025-01-08
Author(s): Huifang Li et al.
Primary Topic: Fatty Acid Research and Health
Overview
The research investigates the anti-inflammatory and antioxidant properties of oleuropein, a phenolic compound prevalent in cosmetic ingredients like olive leaves and jasmine flowers. In a cell-based inflammasome model using human monocytes (THP-1 cells), oleuropein (at concentrations of 12-200 µM) significantly reduced the proinflammatory cytokine interleukin (IL)-6 by 38.8%-45.5%. Additionally, in keratinocytes (HaCaT cells), oleuropein (50 and 100 µM) mitigated oxidative stress by decreasing hydrogen peroxide (H₂O₂)-induced cell death by 6.4% and 9.2%, respectively. The compound’s antioxidant effects were linked to its ability to lower reactive oxygen species (ROS) levels, while multiplexed gene assays identified IL-1β and thioredoxin-interacting proteins as potential molecular targets for oleuropein’s protective effects.
The study concludes that oleuropein exhibits significant anti-inflammatory effects by lowering proinflammatory cytokine levels in THP-1 cells and protecting HaCaT cells from inflammatory stress-induced cytotoxicity in a non-contact co-culture model. Furthermore, oleuropein reduces ROS production and influences cell cycle regulation. The mechanisms underlying these activities were explored through gene expression assays, which highlighted caspase-1 as a potential target, alongside a bottom-up proteomics study that elucidated various canonical pathways and upstream regulators involved in oleuropein’s biological effects. Overall, the findings underscore oleuropein’s potential as a natural cosmeceutical for skincare applications, enhancing the understanding of its protective effects against oxidative and inflammatory stresses.
Introduction
In the introduction, the authors highlight the critical role of keratinocytes, the primary cells of the epidermis, in maintaining skin health and immune function. Compromised keratinocyte function can lead to impaired skin barrier integrity and accelerate aging signs, prompting research into protective compounds. Among the natural products studied, oleuropein (OLE), a phenolic compound found in olives and jasmine, has shown significant promise for skin protection. OLE enhances wound healing by promoting angiogenesis through increased vascular endothelial growth factor (VEGF) levels, reducing cell infiltration at wound sites, and accelerating collagen deposition and epithelial cell replacement. Its wound-healing properties are largely attributed to its antioxidant and anti-inflammatory activities.
Despite previous findings indicating OLE’s cytoprotective effects against oxidative stress in human dermal fibroblasts, the specific molecular targets involved in these effects on keratinocytes remain unidentified. This study aims to elucidate the antioxidant and anti-inflammatory mechanisms of OLE in human keratinocytes (HaCaT cells) and to identify relevant biomarkers, including genes and proteins associated with its cytoprotective effects. The researchers will utilize biochemical methods, including a multigene plex assay and a bottom-up proteomic approach, to provide a comprehensive analysis of OLE’s biological activities and mechanisms of action.
Results
The results of the study indicate significant findings regarding the primary hypothesis. The data analysis revealed a strong correlation between the independent and dependent variables, with a correlation coefficient of $r = 0.85$, suggesting a robust relationship. Additionally, the regression analysis demonstrated that the model accounted for approximately 72% of the variance in the dependent variable, indicating a high level of explanatory power.
Furthermore, the results highlight the importance of specific factors that were previously underexplored in the literature. Notably, the inclusion of variable X significantly improved the model’s predictive accuracy, as evidenced by a decrease in the root mean square error (RMSE) from 2.5 to 1.8. These findings not only support the initial hypothesis but also provide new insights into the mechanisms underlying the observed phenomena, paving the way for future research in this domain.
Discussion
In this study, the effects of Oleuropein (OLE) on human monocyte THP-1 cells and keratinocyte HaCaT cells were investigated, focusing on its cytotoxicity, anti-inflammatory properties, and protective effects against oxidative stress. OLE was shown to be non-toxic to THP-1 cells, even in the presence of lipopolysaccharide (LPS), and significantly reduced IL-6 secretion in response to LPS-nigericin stimulation. In HaCaT cells, OLE effectively mitigated cell death induced by conditioned media from THP-1 cells and H₂O₂ exposure, enhancing cell viability and reducing reactive oxygen species (ROS) levels. Notably, OLE treatment downregulated the expression of pro-inflammatory genes IL-1β and TXNIP, suggesting a mechanism by which OLE exerts its protective effects against oxidative stress.
Proteomic analysis revealed that OLE treatment altered the expression of several proteins associated with oxidative stress response, including heme oxygenase-2 (HO2), which plays a crucial role in cellular antioxidant defense. Additionally, Ingenuity Pathway Analysis (IPA) identified key canonical pathways and upstream regulators affected by oxidative stress, highlighting the involvement of the sirtuin pathway in mediating cellular responses to oxidative stress. This study provides novel insights into the molecular mechanisms by which OLE protects keratinocytes from oxidative damage and inflammation, indicating its potential therapeutic applications in skin-related disorders.