通过网络药理学解析奥波菲图姆福斯卡利种子油的皮肤抗衰老和促进头发生长机制(PDF) Deciphering the Skin Anti-Aging and Hair Growth Promoting Mechanisms of Opophytum forskahlii Seed Oil via Network Pharmacology

环球医讯 / 干细胞与抗衰老来源:www.researchgate.net沙特阿拉伯 - 英语2026-04-22 20:26:22 - 阅读时长25分钟 - 12028字
本研究通过GC-MS分析、体外皮肤抗衰老实验、体内头发生长评估以及网络药理学分析,全面评估了奥波菲图姆福斯卡利种子油(OFSO)的皮肤抗衰老和促进头发生长的潜力。研究发现,OFSO富含不饱和脂肪酸,特别是亚油酸(55.46%)和油酸(38.54%),能显著促进人真皮成纤维细胞增殖,抑制胶原酶、透明质酸酶、弹性蛋白酶和酪氨酸酶活性,并表现出强效抗炎作用。在大鼠实验中,OFSO的促头发生长效果显著优于米诺地尔,能有效促进毛囊生长、分化和从休止期向生长期转变。网络药理学分析确定PPARG、ESR1和IL6为关键靶点基因,揭示OFSO可能通过调节脂质代谢、炎症、激素信号传导和组织再生来发挥抗衰老和促进头发生长的作用,为开发天然化妆品配方提供了科学依据。
奥波菲图姆福斯卡利种子油皮肤抗衰老促进头发生长不饱和脂肪酸抗炎毛囊生长网络药理学PPARGESR1IL6
通过网络药理学解析奥波菲图姆福斯卡利种子油的皮肤抗衰老和促进头发生长机制

摘要

奥波菲图姆福斯卡利(Opophytum forskahlii)具有明确的民族药理学意义。本研究旨在评估O. forskahlii种子油(OFSO)的皮肤抗衰老和促进头发生长的活性及其潜在机制。GC-MS分析显示OFSO含有高浓度的不饱和脂肪酸,其中亚油酸(55.46%)和油酸(38.54%)含量最高。通过MTT和酶抑制实验,在正常人真皮成纤维细胞(NHDFs)中评估了OFSO(3.125–100 μg/mL)的皮肤抗衰老活性。OFSO无细胞毒性,并以剂量依赖方式增强成纤维细胞增殖,在100 μg/mL时达到对照组的145.5%(p < 0.05)。OFSO显著(p < 0.05)抑制胶原酶(48%)、透明质酸酶(53%)、弹性蛋白酶(57%)和酪氨酸酶(55%)。该油通过抑制COX-1和COX-2(0.01–100 μg/mL)表现出抗炎活性,IC50值分别为0.125和0.014 μg/mL。使用成年雄性Wistar大鼠评估促头发生长效果,大鼠随机分为对照组、OFSO处理组和2%米诺地尔处理组(每组5只)。通过14天的局部应用进行视觉评分,并通过组织学检查和毛囊计数确认头发生长情况。第14天,OFSO处理组显示几乎完全的毛发覆盖(评分约5.0),超过米诺地尔组(约4.0),并且毛囊数量显著增加(14.0 ± 1 vs. 9.2 ± 0.8,p < 0.05)。组织学证实OFSO促进了毛囊生长、分化以及从休止期向生长期的转变。通过整合SwissTargetPrediction预测的靶点和GeneCards中的疾病相关基因进行的网络药理学分析,确定PPARG、ESR1和IL6是OFSO作用的关键枢纽基因。PPARG增强抗氧化防御、抗炎反应和皮脂腺功能;ESR1支持胶原蛋白产生、皮肤弹性和毛囊血管化;IL6调节炎症并触发头发生长的生长期。功能富集分析显示PPAR、雌激素、催乳素和花生四烯酸代谢通路被调控,表明OFSO可能调节脂质代谢、炎症、激素信号传导和组织再生。OFSO展示了有前景的抗衰老和促进头发生长活性,支持进一步开发和测试化妆品配方。

关键词:奥波菲图姆福斯卡利;植物化学物质;抗衰老;头发生长;网络药理学

1. 引言

化妆品配方中对天然药物日益增长的需求促使更多研究关注具有多种生物活性的新型植物来源[1]。皮肤和头发是与外界交流的主要媒介。通过氧化应激、炎症和毛囊周期紊乱等复杂生物过程,皮肤和头发不断暴露于一系列风险因素,这些因素导致衰老和脱发。对合成药物不良反应的担忧以及对天然替代品的偏好增长,促使科学家重新关注研究较少的药用植物[2]。此外,人们越来越认识到皮肤护理和头发护理共享相似的生物靶点,如抗氧化防御机制和炎症细胞因子的调节[3]。

奥波菲图姆福斯卡利(Opophytum forskahlii Hochst ex Boiss,番杏科)是一种多肉植物,在阿拉伯文化中通常称为Samh[4]。该植物原产于阿拉伯国家的干旱气候区,例如埃及、约旦、科威特、卡塔尔、也门和沙特阿拉伯[4,5]。其种子长期以来一直是沙漠环境中贝都因社区的营养资源[6]。最近的多项研究揭示了O. forskahlii的几种生物活性,包括抗糖尿病、抗溃疡、抗菌和抗氧化作用[7-13],指出了其在功能性食品和治疗应用中的潜在价值。

植物源油因其能够形成保护皮肤屏障的封闭或半封闭薄膜而长期被纳入化妆品配方中。除了物理效应外,几种油(如杏仁油、霍霍巴油、大豆油和鳄梨油)表现出独特的抗炎、抗氧化和屏障修复作用,有利于皮肤和毛囊生理[14]。作为局部用药,植物种子油具有优势,因为它们结合了润肤剂和修复皮肤的脂质植物化学物质。

先前对Samh种子油的研究揭示了高浓度的脂肪酸、植物甾醇和亲脂性成分。该油显示出显著的抗氧化和抗真菌特性,包括抑制常见于人类头发的真菌物种[12]。根据化学谱型和生物活性数据,O. forskahlii种子油(OFSO)是化妆品应用中有前景的天然成分,旨在延缓皮肤衰老和促进头发生长。

网络药理学已成为解析植物化学物质与生物通路之间复杂生物相互作用的有力工具。该工具正在从"一药一靶"模型转向整合的"多成分多靶点"模型[15,16]。使用此工具,可以通过构建化合物-靶点-通路网络,提出解释观察到的实验结果的机制假设。将网络药理学应用于OFSO可识别与其皮肤病学效应相关的关键分子靶点和信号通路[16]。

尽管O. forskahlii具有营养和医学相关性,但其种子的皮肤病学潜力尚未被探索。

本研究结合GC-MS谱型分析、体外皮肤抗衰老实验、体内头发生长评估和网络药理学分析,研究了O. forskahlii种子油(OFSO)的皮肤病学潜力。通过整合化学、实验和计算方法,我们旨在阐明OFSO的生物活性及其潜在机制,并为其在化妆品和皮肤病学配方中的可能应用提供科学依据。

2. 结果

2.1. OFSO的GC-MS谱型分析

通过GC-MS分析确定了OFSO的化学组成(图S1)。鉴定出四种化合物(表1),主要是不饱和脂肪酸:亚油酸含量最高(55.46%),其次是油酸(38.54%)、棕榈酸(5.58%)和微量环丙烷丁酸(0.41%)。

表1. 通过GC-MS分析的奥波菲图姆福斯卡利种子油(OFSO)化学组成

峰值 保留时间(min.)* 成分 分子式 百分比(%)
1 14.76 十六烷酸甲酯 C17H34O2 5.58
2 16.328 (Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸甲酯(亚油酸) C19H34O2 55.46
3 16.387 (Z)-9-十八碳烯酸甲酯(油酸) C19H36O2 38.54
4 16.714 环丙烷丁酸,2-[[2-[[2-[(2-戊基环丙基)甲基]环丙基]甲基]环丙基]甲基]-,甲酯 C25H42O2 0.41

*保留时间

2.2. 皮肤抗衰老潜力

2.2.1. OFSO对NHDFs细胞活力的影响

OFSO显著以剂量依赖方式增加正常人真皮成纤维细胞增殖(图1)。最高增殖率出现在100 μg/mL(145.5%),其次是50 μg/mL(139.9%)。在25 μg/mL(130.4%)和12.5 μg/mL(124.1%)时观察到中度增殖增加。较低浓度(6.25和3.125 μg/mL)继续增强增殖(分别为108.4%和107.1%)。

图1. OFSO对正常人真皮成纤维细胞活力的影响(MTT实验)。数据表示为平均值±SD(n=3)。数据使用单因素方差分析(ANOVA)及Bonferroni多重比较事后检验进行分析。不同字母(a-f)表示组间显著差异(p<0.05)。

2.2.2. 皮肤衰老相关酶的抑制

经OFSO处理的正常人真皮成纤维细胞显示出胶原酶、透明质酸酶、弹性蛋白酶和酪氨酸酶蛋白浓度的显著降低(p<0.0001),如图2所示。

图2. OFSO对皮肤衰老相关酶活性(胶原酶、透明质酸酶、弹性蛋白酶和酪氨酸酶)的影响。数据表示为平均值±SE(n=3)。使用独立样本t检验比较未处理和处理过的人成纤维细胞系。 p<0.05。*

胶原酶水平从42.91±0.840 ng/mg/蛋白降至22.37±0.682 ng/mg/蛋白(抑制48%)。透明质酸酶水平从337.3±5.074 ng/mg/蛋白降至160.1±3.210 ng/mg/蛋白(抑制53%)。弹性蛋白酶水平也从152.6±2.746 ng/mg/蛋白降至65.61±1.982 ng/mg/蛋白(抑制57%)。最后,酪氨酸酶浓度从446.2±9.565 ng/mg/蛋白降至201.7±8.338 ng/mg/蛋白(抑制55%)。

2.2.3. COX1和COX2活性的抑制

OFSO表现出对COX1和COX2活性的剂量依赖性抑制,IC50值分别为0.125±0.0008 μg/mL(COX1)和0.014±0.0046 μg/mL(COX2)。

2.3. OFSO对大鼠头发生长的影响

2.3.1. 头发生长的宏观评估

与对照组和米诺地尔处理组相比,OFSO局部处理在整个14天期间加速了头发生长(图3a,b)。在开始时(第0天),所有组都显示完全脱毛。到第3天,米诺地尔组和OFSO组都有早期毛发生长(头发生长评分约1.0),而对照组几乎未变化(评分保持在0.5)。

OFSO处理的大鼠在第7天显示出更密集的毛囊激活(生长评分近3.0),高于米诺地尔组(近2.0)。到第10天,米诺地尔组达到3.0,而OFSO组有更多毛发覆盖(评分约4.0),而对照组保持在2.0。第14天,OFSO处理组显示几乎完全的毛发覆盖(评分约5.0),超过了米诺地尔(约4.0)和对照组(约2.5)。所有这些发现表明,局部OFSO在加速头发生长的开始和强度方面优于参考药物米诺地尔。

图3. OFSO对成年雄性Wistar大鼠头发生长的影响(n=5):(a)14天治疗期间大鼠头发生长的数字图像。照片在第0、3、7、10和14天拍摄;(b)头发生长评分(p<0.05)。

2.3.2. 组织病理学发现

对照组显示出低毛囊密度和较少生长期活动(图4A)。角质形成细胞生长减少,表皮变薄且不规则。真皮显示出少数、间距不均的毛囊,许多处于休止期(静止期),表现为微小、浅表和萎缩的球部。

相反,OFSO处理组(图4B)显示出更厚的表皮和改善的细胞组织。真皮中有许多活跃的毛囊,紧密排列并深入真皮层。大多数毛囊处于生长期(生长期),显示出明显的毛干、大球部和发育良好的乳头。米诺地尔处理组(图4C)显示真皮中密集排列着新形成的毛囊。这些毛囊的形态和深度与OFSO组相似,表明强烈的生长期诱导。

表2报告了背部皮肤切片中毛囊的平均数量。OFSO处理组和米诺地尔处理组与对照组相比,毛囊计数均显著增加。OFSO处理组的毛囊数量显著增加(14.0±1)。米诺地尔的局部应用显示出毛囊计数的显著刺激(9.2±0.80)。OFSO产生的毛囊计数最高,显著优于米诺地尔组。

图4. 14天后不同处理组背部皮肤切片的显微照片,用苏木精和伊红(H&E)染色。(A)对照组,(B)OFSO;(C)米诺地尔。黑色箭头表示真皮中的毛囊生成。

表2. 局部应用OFSO和米诺地尔后成年雄性Wistar大鼠的毛囊计数

组别 毛囊计数*
对照组 3.6 ± 0.93
OFSO 14.0 ± 1.00a
米诺地尔 9.2 ± 0.80a,b
  • 值为平均值±SD(n=5)。通过单因素方差分析及Tukey事后多重比较进行数据分析。a与对照组相比有显著差异。b与OFSO相比有显著差异(p<0.05)。

2.4. 网络药理学结果

2.4.1. 预测靶基因

SwissTarget Prediction为四种鉴定化合物生成了总共183个靶基因(表S1)。31个基因与皮肤抗衰老相关基因重叠(表S2),而96个基因与头发生长促进相关基因重叠(表S3)。这些重叠基因用于进一步的相互作用和富集分析。

2.4.2. PPI网络和枢纽基因识别

根据PPI网络分析,与皮肤抗衰老活性相关的关键枢纽基因(图5A)为PPARG(10)、IL6(9)、ESR1(9)、PPARA(8)、MAPK1(8)、MAPK14(8)、PTGS2(8)、RXRA(7)、PPARD(7)和AR(7)。而对于头发生长(图5B),主要枢纽基因为IL6(15)、ESR1(15)、PTGS2(15)、MAPK3(10)、MAPK1(10)、BCL2(9)、AR(8)、PPARG(8)、MAPK14(8)和CYP19A1(8)。

图5. 涉及的前十靶基因:(A)皮肤抗衰老;(B)头发生长促进活性。红色节点表示高度连接的枢纽基因,橙色节点表示中度连接的基因,黄色节点表示低连接度的基因,蓝色节点表示外围或连接较少的靶点。

2.4.3. GO富集分析

基因本体论(GO)富集分析将抗衰老靶点分类为生物过程(BP)、细胞组分(CC)和分子功能(MF)类别(图6A)。关键BP术语包括细胞内受体信号传导、RNA聚合酶II依赖性转录起始、DNA模板转录、激素介导信号传导和生殖结构发育。CC类别中的富集,如转录调节复合物、膜筏、核斑点和分泌颗粒腔,表明活性信号分子的亚细胞定位。MF富集突出了核受体活性、配体激活转录因子活性、类固醇激素受体活性和转录共激活剂结合。总体而言,这些结果表明抗衰老靶点主要参与转录调控和激素依赖性信号通路。

同样,96个头发生长相关靶点的GO富集分析(图6B)确定了BP术语,如细胞内受体信号传导和类固醇代谢过程,两者都影响毛囊周期和雄激素性脱发中的雄激素和雌激素通路。MF术语包括细胞因子活性、酶结合和类固醇激素受体活性,这些功能对毛囊中的激素信号传导和炎症控制至关重要。质膜、细胞质和细胞外区域的CC富集反映了真皮乳头微环境中的活性信号转导和相互作用。

2.4.4. KEGG通路分析

KEGG通路富集分析确定了与抗衰老靶点相关的各种生物通路(图7A)。PPAR信号通路是最富集的通路,其次是化学致癌-受体激活、胞葬作用、内分泌抵抗和Th17细胞分化。其他通路,包括非酒精性脂肪肝病(NAFLD)、C型凝集素受体信号传导、催乳素信号传导、雌激素信号传导和利什曼病,也得到富集。这些通路的优势表明,鉴定的靶点主要参与脂质代谢、炎症调节、激素调节和细胞应激反应,所有这些都与皮肤衰老机制密切相关。

图6. 靶基因的基因本体论(GO)富集分析:(A)皮肤抗衰老;(B)头发生长促进。BP(生物过程,橙色),MF(分子功能,蓝色)和CC(细胞组分,绿色)。

对于头发生长相关靶点(图7B),几个富集通路直接与毛囊生物学相关(图7B)。雌激素信号通路在毛囊维持中起保护作用。该通路的改变可导致毛囊周期紊乱和头发变薄。花生四烯酸代谢产生促炎性二十烷酸,这些物质与头皮炎症和毛囊在退化期的回归有关。催乳素信号通路也相关,因为催乳素受体在毛囊中表达,催乳素失调与休止期脱发和其他毛发生长障碍有关。

图7. 靶基因的KEGG富集分析:(A)皮肤抗衰老;(B)头发生长促进。

3. 讨论

本研究表明,奥波菲图姆福斯卡利种子油(OFSO)富含生物活性不饱和脂肪酸,具有显著的抗衰老和促进头发生长的活性。GC-MS分析确定亚油酸和油酸为主要成分,与先前发表的数据一致[12]。OFSO中高亚油酸含量(55%)与皮肤健康的报告一致。亚油酸通过形成酰基-神经酰胺来恢复和维持角质层的脂质屏障,以及通过调节炎症和角质形成细胞分化来促进皮肤抗衰老。此外,生物化学分析表明,老化皮肤中亚油酸水平下降,这可能导致屏障功能障碍和皮肤老化的可见迹象[17]。同样,许多富含油酸的油是有效的渗透和屏障修复剂,可减轻光老化症状[14,18]。另一方面,先前研究表明亚油酸增加毛囊真皮乳头细胞增殖,上调头发生长因子表达(VEGF、IGF-1、KGF、HGF),并通过激活Wnt信号通路促进头发生长[19,20]。先前描述的亚油酸和油酸的益处验证了它们对OFSO皮肤抗衰老和促进头发生长效果的贡献。

观察到的真皮成纤维细胞增殖增加支持OFSO的抗衰老潜力。人真皮成纤维细胞是细胞外基质(ECM)成分的主要生产者,包括胶原蛋白、弹性蛋白和糖胺聚糖(如透明质酸)。这些元素对维持皮肤的水分、弹性和结构完整性至关重要[21-23]。因此,抗衰老治疗的主要目标之一是刺激成纤维细胞增殖的制剂。与先前研究一致,OFSO对NHDFs无细胞毒性并显著促进成纤维细胞增殖的结果支持其潜在的抗衰老效果。该油可能通过促进真皮再生和支持ECM维持来帮助保持皮肤结构和功能。

此外,OFSO显著抑制了参与细胞外基质降解和黑色素生成的关键酶。这些发现与先前强调酶抑制是减轻皮肤衰老的核心策略的报告一致[24,25]。

OFSO还显示出选择性COX2抑制,表明具有抗炎特性。炎症是公认的导致皮肤衰老和受损组织修复的因素。

与先前研究一致,OFSO的抗炎活性可能证明其用于延缓与皮肤衰老相关的炎症相关变化是合理的[26]。

除了其皮肤抗衰老潜力外,OFSO还表现出强大的促进头发生长活性。局部应用加速了头发生长的开始,并比阳性对照米诺地尔更有效地增加了毛囊密度。组织学评估进一步证实,OFSO增加了毛囊的生长和分化,加速了它们从休止期(静止期)向生长期(生长期)的转变。这可能是由于油中含有的生物活性脂肪酸(亚油酸和油酸)[19,27]。

其他富含脂肪酸的油观察到类似的毛囊密度改善和生长期诱导,这些油激活Wnt/β-连环蛋白信号和头发生长因子[19,20,28]。

网络药理学分析提供了对这些发现潜在分子机制的见解。PPARG、ESR1和IL6被确定为关键枢纽基因,表明它们在皮肤和头发健康中的关键调节作用。PPARG支持对维持皮肤屏障完整性至关重要的抗氧化防御和抗炎机制[29]。皮脂腺活性和角质形成细胞分化都受PPARG影响,这对维持头皮屏障和良好的毛囊结构至关重要[30]。同样,ESR1的突出位置与其在胶原蛋白产生、皮肤弹性和对抗氧化损伤保护中的既定作用一致[31]。通过调节雌激素活性和毛囊的血液供应,ESR1基因似乎促进毛囊再生[32]。IL6是一种促炎细胞因子,通常在皮肤衰老过程中升高,是与年龄相关的炎症过程的主要介质[33]。重要的是,IL6触发毛囊生长的生长期[34]。综合起来,这些发现表明PPARG、ESR1和IL6的协调作用可作为OFSO对抗皮肤衰老和脱发障碍的有前景的分子靶点。

GO和KEGG富集分析显示OFSO通过几个相互关联的通路发挥其作用。抗衰老靶点在PPAR信号中的富集,突显了其在脂质平衡和对抗氧化应激保护中的作用。另一方面,头发生长效果与雌激素和催乳素信号传导相关联。这证明了激素调节在维持健康毛囊发育中的重要性。此外,花生四烯酸代谢和Th17细胞分化等通路表明OFSO可以调节免疫和炎症反应。这可能保护皮肤和毛囊免受炎症引起的衰老和脱发。

尽管结果很有希望,但也应考虑一些局限性。首先,在成纤维细胞和酶上进行的体外实验无法完全复制人类皮肤生理的复杂性。其次,尽管网络药理学分析提供了关键靶点和通路的有价值预测,但仍需要通过体外和体内实验进行验证。

总之,OFSO通过调节炎症、氧化应激和激素介导的信号传导,展现出作为皮肤抗衰老和促进头发生长的天然制剂的显著潜力,这由不饱和脂肪酸驱动。这些发现突显OFSO作为一种有前景的天然化妆品成分的潜力,可应用于抗衰老护肤品和头发生长配方中。

4. 材料与方法

4.1. 植物材料和油的制备

奥波菲图姆福斯卡利(Opophytum forskahlii Hochst. ex Boiss.)种子于2024年5月作为粉末产品从沙特阿拉伯Al-jouf地区Sakaka的当地品牌AlMeqdaa市场购买。将500克粉末种子用2.5升正己烷作为提取溶剂进行提取。将混合物使用超声波浴(power Sonic 410 ultrasonic cleaner,Hwashin Technology Co., Ltd.;韩国首尔)进行45分钟的超声辅助提取。然后,将混合物通过Whatman No. 1滤纸过滤,并使用旋转蒸发仪(Buchi Rotavapor R-210,瑞士Flawil)在40°C下浓缩滤液,得到粗种子油(10 mL)。将所得油储存在4°C下的密封琥珀色玻璃瓶中,以备进一步进行化学谱型分析和生物评估。

4.2. 化学品

人成纤维细胞从美国典型培养物保藏中心获得。DMEM培养基、胎牛血清(FBS)和胰蛋白酶溶液购自Gibco(美国纽约Grand Island)。3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基-2H-四唑溴化物(MTT)购自Sigma-Aldrich(美国密苏里州圣路易斯)。人胶原酶I(货号MBS261969)、人透明质酸酶(Haase,货号MBS727688)、人弹性蛋白酶(ELA,货号MBS729999)、人酪氨酸酶(TYR,货号MBS720969)ELISA试剂盒购自MyBioSource(美国加利福尼亚州圣地亚哥)。RayBio® Quantichrom™ COX-1(货号COX1S-100)和COX-2(货号COX2S-100)抑制剂筛选试剂盒购自RayBiotech Life Inc.(美国乔治亚州Peachtree Corners)。本研究中使用的其他所有化学品和试剂均为分析级,由Sigma-Aldrich Chemical Co.(爱尔兰Arklow)提供。

4.3. 种子油的GC-MS谱型分析

使用碱催化反应使用甲醇和2 M氢氧化钾从OFSO制备脂肪酸甲酯(FAMEs),然后注入己烷。FAME分析在GC-MS系统(Agilent Technologies,美国加利福尼亚州Santa Clara)上进行,位于埃及开罗国家研究中心的中央实验室网络。该系统配备有气相色谱仪(7890B)与质谱检测器(5977A)联用。色谱分离在HP-5MS柱(30 m × 0.25 mm i.d.,0.25 μm膜厚)上进行。使用氢气作为载气,流速为3.0 mL/min,不分流进样体积为1 μL。温度程序如下:40°C保持1分钟;以10°C/min升温至200°C并保持1分钟;以20°C/min升温至220°C并保持1分钟;然后以30°C/min升温至320°C并保持10分钟。进样器和检测器温度分别保持在250°C和320°C。使用电子电离(EI)在70 eV下获取质谱,扫描范围为m/z 50-800,溶剂延迟为3.7分钟。质谱温度为230°C,而四极杆为150°C。通过将不同成分的碎片模式与从Wiley和NIST质谱库数据检索到的模式进行比较来鉴定成分。

4.4. 皮肤抗衰老潜力

4.4.1. 细胞培养和处理

将正常人真皮成纤维细胞(NHDFs)培养在补充有10%胎牛血清(FBS)和1%青霉素-链霉素的Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM)中,在5% CO2的加湿培养箱中于37°C培养。将细胞接种在96孔或适当的培养板中并使其附着。24小时后,用预定浓度的OFSO处理细胞,而未处理的细胞作为对照。

4.4.2. 细胞活力(MTT实验)

使用MTT实验评估细胞活力和细胞毒性。将NHDFs以1×10^5个细胞/mL的密度(100 μL/孔)接种在96孔组织培养板上,并在37°C、5% CO2条件下培养24小时。培养后,去除生长培养基,用新鲜培养基洗涤细胞单层两次。向细胞中加入100 μL OFSO(浓度为3.125、6.25、12.5、25、50和100 μg/mL),并在37°C下培养24小时。对照孔仅应用维持培养基。将平板保持在37°C,并监测形态变化作为细胞毒性的迹象。处理后,向每个孔中加入20 μL MTT溶液(5 mg/mL PBS中),并将平板在150 rpm下摇动5分钟以确保充分混合。然后在37°C、5% CO2条件下将样品培养4小时以形成甲臜晶体。使用微孔板读数仪在560 nm处测量样品的光密度(OD)。细胞活力计算为相对于对照孔的百分比。

4.4.3. 皮肤衰老相关酶的调节

测量处理和未处理的成纤维细胞系中胶原酶、透明质酸酶、弹性蛋白酶和酪氨酸酶的水平,以评估OFSO对细胞衰老的影响。细胞收获后制备蛋白质提取物。根据制造商的说明,使用商用ELISA试剂盒测量酶浓度。结果以每毫克蛋白质的ng表示。每个实验进行三次,数据以平均值±SEM表示。使用独立样本t检验确定处理和未处理细胞之间的统计学显著性。p值<0.05被认为具有统计学显著性。

4.4.4. 环氧合酶(COX1和COX2)抑制实验

通过测量COX1和COX2活性来评估OFSO的抗炎潜力。根据制造商的说明,使用RayBiotech/Quantichrom COX抑制剂筛选试剂盒评估酶抑制。将重组COX1和COX2酶与不同浓度的OFSO(0.01、0.1、1、10和100 μg/mL)在DMSO中溶解预孵育,确保最终DMSO浓度≤1%(v/v)。通过添加花生四烯酸作为底物启动反应,并在37°C下孵育10分钟。使用BIOLINE ELISA(印度德里)读数仪在450 nm处比色测量COX反应产物。所有测定均进行三次,结果以平均值±SEM表示。相对于载体处理的对照孔计算抑制百分比。使用Quest Graph™ IC50计算器(基于网络的工具,2025年版本)[35]从剂量-反应曲线计算IC50值(抑制50%酶活性所需的浓度)。

4.5. 促进头发生长活性

4.5.1. 动物

从埃及Beni-Suef的Nahda大学动物房获得15只体重180-200克的成年雄性Wistar大鼠。大鼠在空调(25±1°C)无病原控制的动物实验室内适应两周,然后才进行实验室实验,可自由获取标准饲料和自来水。所有实验程序均经Nahda大学伦理委员会批准,遵循实验室动物护理和使用指南(编号NUB-022-024)。

4.5.2. 实验设计

脱毛按照Magalhaes等人[36]的描述进行。在脱毛前,用硫喷妥钠(40 mg/kg,腹腔注射,2.5%溶液)麻醉大鼠。首先使用电动剃须刀(Philips,s1121/40,荷兰阿姆斯特丹)剃除背部区域,然后应用冷蜡条(Veet Minima Strips,Reckitt Benckiser,英国Slough)。剃除较广区域(3 cm × 2 cm),而蜡仅用于较小区域(2 cm × 1.5 cm),以避免蜡接触未剃毛的皮肤。将蜡条应用于拉伸的皮肤一次,并迅速逆毛发生长方向移除。

将动物随机分为三组(每组五只):对照组、OFSO处理组和2%米诺地尔处理组。每组每天一次局部应用生理盐水(对照组)、0.5 mL OFSO或0.5 mL标准2%米诺地尔溶液到指定的背部区域。监测治疗区域的头发生长,并使用Sony FX 2数字相机®(1.3×放大镜头)在第0、3、7、10和14天拍摄数码照片。通过视觉评分评估宏观头发生长:0 = 无头发生长(皮肤完全光滑),1 = 20%头发生长(毛发最初出现),2 = 20-40%头发生长(短毛部分覆盖区域),3 = 40-60%头发生长(主要覆盖区域,可见柔软毛发),4 = 60-80%头发生长(密集覆盖,类似于典型皮毛),5 = 80-100%头发生长(区域完全覆盖密集毛发)。

4.5.3. 组织病理学研究

第14天后,屠宰动物,取皮肤进行组织学检查,如Bancroft等人[37]所述。将来自不同大鼠组的皮肤样本在10%福尔马林盐水中固定24小时,然后用清水冲洗并用一系列酒精溶液脱水。然后用二甲苯清洁标本,嵌入石蜡蜂蜡块中,并在56°C下储存24小时。使用显微切片机(Leica Microsystems SM2400,英国剑桥)从石蜡块中切下4-6 μm厚的切片。然后将切片脱蜡,并用苏木精和伊红(H&E,Sigma-Aldrich,美国密苏里州圣路易斯)染色。在光学显微镜(Olympus,美国纽约Melville)下检查切片,进行组织学评估和毛囊计数以确认宏观结果。

4.6. 统计分析

数据通过单因素方差分析及Tukey事后多重比较进行分析。结果表示为平均值±SD,p<0.05被认为具有统计学显著性。

4.7. 网络药理学研究

4.7.1. 靶基因预测

在OFSO中鉴定出四种成分(棕榈酸、亚油酸、油酸和环丙烷丁酸)。为了预测每种化合物的潜在人类蛋白质靶点,使用了SwissTargetPrediction数据库( sapiens模型进行预测,并仅保留概率分数高于阈值的靶点进行进一步分析。

4.7.2. 疾病相关基因的收集

从GeneCards数据库( aging and hair loss"。根据相关性分数筛选基因,以确保包含与该条件强相关的基因。

4.7.3. 重叠基因的识别

将OFSO成分的预测靶点与抗衰老和促进头发生长相关基因集进行交叉参考,以识别重叠基因。这些共享基因被认为是参与OFSO作为抗衰老和促进头发生长的潜在分子靶点。

4.7.4. 蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络构建和枢纽基因分析

将重叠基因集上传到STRING数据库(

4.7.5. 基因本体论(GO)和KEGG通路富集分析

使用DAVID生物信息学资源(

5. 结论

本研究利用化学、生物学和计算方法对奥波菲图姆福斯卡利种子油(OFSO)进行了全面评估。GC-MS谱型分析确定亚油酸和油酸为主要活性成分。体外实验确认了其安全性和通过抑制胶原酶、弹性蛋白酶、透明质酸酶和酪氨酸酶酶的显著抗衰老功效。体内研究表明头发生长显著改善,表现为毛囊密度增加和组织学改善。网络药理学提供了分子证据,揭示OFSO的活性化合物调节炎症、氧化应激和激素介导的信号传导,这三个相互关联的过程对皮肤再生和毛囊活力至关重要。这些发现突显OFSO作为一种有前景的天然化妆品成分的潜力,可应用于抗衰老护肤品和头发生长配方中。未来的临床研究对于验证其在人类中的治疗功效至关重要,从而支持其在化妆品配方中的应用。

【全文结束】

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