皮肤是我们身体的第一道保护屏障。随着时间的推移,其外层——表皮会逐渐变薄,失去对外部伤害的防护能力。构成这一层大部分的是角质形成细胞,它们不断向上移动以形成皮肤的保护盾。
维生素C(VC)以其强大的抗氧化特性广为人知,过去也曾多次被研究证明具有修复皮肤的能力。如今,一项新研究从基因层面进一步揭示了它的重要性。
日本的一项研究发表在《实验皮肤病学杂志》(Journal of Investigative Dermatology)上,展示了维生素C如何通过重新激活特定基因来增厚皮肤,并通过表观遗传变化促进细胞更新,从而增强皮肤功能。
“VC似乎能够影响表皮的结构和功能,特别是通过控制表皮细胞的生长。”该研究的负责人、东京都老年医学与老年病研究所(Tokyo Metropolitan Institute for Geriatrics and Gerontology, TMGHIG)副所长石神昭仁博士(Dr. Akihito Ishigami)解释道,“在本研究中,我们探讨了它是否通过表观遗传变化促进细胞增殖和分化。”
了解维生素C——基础知识
维生素C又称抗坏血酸,是一种在人体生物学中起关键作用的强大抗氧化剂,同时也是多种酶促反应的重要辅因子。
人体利用它来合成胶原蛋白,这是一种存在于皮肤、血管和结缔组织中的关键结构蛋白。此外,它还参与神经递质(如去甲肾上腺素)的生成,并帮助代谢某些氨基酸。
与大多数动物不同,人类无法自行合成维生素C,必须通过饮食获取,主要来源包括橙子、猕猴桃、草莓、甜椒和西兰花等水果和蔬菜。
除了其结构性和代谢性作用外,维生素C还能通过支持白细胞功能来增强免疫系统,并提升皮肤屏障的防御能力。其抗氧化特性有助于中和自由基,可能降低患心血管疾病和癌症等慢性疾病的风险。
维生素C如何增厚皮肤
研究人员希望了解维生素C对皮肤生长的影响,但他们并未直接测试人体皮肤,而是使用了一种实验室培养的人类表皮模型(human epidermal equivalents)。这些3D皮肤模型的行为类似于真实皮肤。
在这些模型中,顶层暴露于空气中,就像人类皮肤面对外部环境一样,而底层则通过模拟血液供应获得营养。
他们将维生素C以两种剂量(0.1毫摩尔和1.0毫摩尔)应用于模型。7天后,他们注意到活体皮肤层变得更厚,这意味着更多的皮肤细胞生长出来。此时,最外层的死亡皮肤层尚未发生变化。但到了第14天,活体层进一步增厚,而外层的死亡皮肤层则变薄。
这表明维生素C促使皮肤产生了更多角质形成细胞,这些细胞是构建保护屏障的主要成分。
维生素C加速细胞分裂
接受维生素C处理的样本中,Ki-67阳性细胞数量增加,这是活跃分裂的标志,显示了更快的皮肤再生速度。研究随后深入探讨了维生素C实现这一效果的机制。
维生素C通过激活帮助基因激活的酶并驱动DNA去甲基化(一种重新激活与细胞增殖相关基因的过程),从而促进表皮再生,最终增强角质形成细胞的生长,使皮肤更厚、更健康。(图片来源:TMIG)
研究人员发现,维生素C通过去除DNA上的甲基基团来重新激活关键基因。这些甲基基团会抑制基因表达,而它们的移除使得基因得以开启,从而促进皮肤细胞的生长和修复。
解锁沉默的基因
TET酶负责执行DNA去甲基化过程。它们将5-甲基胞嘧啶转化为5-羟甲基胞嘧啶。这一过程需要铁离子以Fe2+形式存在,当铁变为Fe3+时,过程停止。维生素C通过提供电子将Fe3+还原为Fe2+,从而保持这一过程的活性。
研究鉴定了超过10,000个因维生素C而发生低甲基化的DNA区域。其中12个关键基因的表达水平增加了1.6至75.2倍。
当TET酶被阻断时,效果逆转,这证实了TET介导的去甲基化在皮肤增厚中的作用。
改变DNA结构与活性
论文通过额外实验支持这些结果,描述了维生素C如何通过增加染色质可及性来促进转录激活。
经维生素C处理的皮肤在促进生长的基因附近显示出更高的染色质开放性。
研究表明,在与细胞增殖相关的基因体附近富集了开放染色质区域。这些基因对表皮发育至关重要。
此外,研究还证明了维生素C通过上调如DLX5、CXCL14和EFNA1等基因发挥作用,这些基因促进角质形成细胞的生长和皮肤结构的组织。
此外,论文还展示了长读长测序数据。这项技术确认了维生素C增加了全长功能性基因转录本的表达量。
这进一步强化了维生素C不仅激活基因,而且以产生可用蛋白质的方式进行激活的观点。
维生素C与皮肤健康
总结而言,这些发现表明,维生素C可以通过重启随着年龄增长而减弱的生长途径来增强薄或老化的皮肤。它能够在分子水平上重新激活基因并支持细胞重建。
科学家直接将维生素C添加到皮肤细胞中,这类似于面霜或精华液通过皮肤表面输送营养的方式。当维生素C存在时,皮肤细胞生长更为活跃,导致更厚、更健康的皮肤层。
“我们发现,VC通过DNA去甲基化促进角质形成细胞增殖,从而帮助增厚皮肤,这使其成为治疗皮肤变薄(尤其是老年人)的一种有前景的方法。”石神博士总结道。
这些变化增强了与细胞生长相关基因的活性,同时未干扰正常的皮肤发育。
尽管研究人员提到补充剂可以提高体内维生素C水平,但他们并未实际研究口服维生素C的效果。
相反,所有观察到的好处——如更强的细胞生长和更健康的皮肤结构——均来自实验室中将维生素C直接应用于皮肤模型的结果。
因此,虽然食用富含维生素C的水果对整体健康仍然重要,但这项研究强调了在皮肤上使用维生素C可能有助于对抗衰老迹象并保持皮肤功能。
得益于这项新研究以及此前的所有研究,维生素C可能会在日常护肤程序中发挥更大的作用,不仅作为抗氧化剂,还作为一种基因焕新剂。
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