李建民,宋麗艷,李孟,徐艷明,高曉波,張寧
(黑龍江中醫(yī)藥大學佳木斯學院,黑龍江 佳木斯 154007)
植物雌激素是植物來源的選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑(SERMs),結(jié)構(gòu)與雌激素相似,一方面能夠與雌激素受體結(jié)合發(fā)揮弱雌激素效應,彌補雌激素不足,另一方面又可以與內(nèi)源性雌激素競爭性結(jié)合雌激素受體,發(fā)揮抗雌激素作用,從而抑制雌激素的副作用,有望替代雌激素在防治皮膚系統(tǒng)病變中發(fā)揮重要作用[1]。隨著研究的不斷深入,植物雌激素在皮膚系統(tǒng)疾病的研究日益受到研究者們的關(guān)注。因此,對其作用機制的研究自然成為世界關(guān)注的熱點。本文通過對雌激素與皮膚疾病文獻的回顧,希望加深人們對雌激素與皮膚疾病相關(guān)關(guān)系的理解,深入研究植物雌激素抗皮膚疾病的作用機制,并以此促進疑難皮膚病難愈問題的解決。
皮膚中廣泛分布有雌激素受體。雌激素受體分核受體(nER)和膜受體(mER)。nER包括 ERα和ERβ,二者在結(jié)構(gòu)上有高度的同源性,但在編碼基因、組織分布和在各組織中的表達明顯不同,尤其是與配體結(jié)合后產(chǎn)生的生理效應也不同。游離的雌激素分子可以自由進入靶細胞內(nèi)與nER結(jié)合,使后者發(fā)生空間構(gòu)象改變形成二聚體,暴露DNA結(jié)合區(qū)與DNA序列中的雌激素應答元件(ERE)結(jié)合,啟動經(jīng)典的基因組效應。mER雖然尚未完全分離和測序,但在空間上大部分定位于膜小窩結(jié)構(gòu)內(nèi),在此結(jié)構(gòu)內(nèi),mER能與定位在膜上雌激素結(jié)合,直接或間接地激活細胞外信號轉(zhuǎn)導通路,啟動非基因組效應。絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路是細胞外信號引起細胞生理反應的共同途徑,MAPK家族主要包括三個亞家族:細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK1/2)、c-JunN末端蛋白激酶(JNK1/2)和p38 蛋白激酶(p38 MAPK)。ERK主要調(diào)節(jié)細胞生長和分化,JNK和p38主要介導凋亡。雌激素可以通過MAPK通路調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子的磷酸化,以及胞質(zhì)蛋白激酶、磷脂酶、骨架蛋白等的轉(zhuǎn)錄和翻譯。磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)是細胞內(nèi)重要的信號傳導分子,Akt是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶,是PI3K的主要下游效應分子之一,PI3K/AKt途徑在調(diào)節(jié)細胞的增殖、凋亡與分化等生理過程起關(guān)鍵性的作用,也是雌激素的主要效應通路。此外,mER可與nER功能互補,相互調(diào)節(jié),使細胞在雌激素作用下,既可產(chǎn)生快速的非基因組效應,又可產(chǎn)生持久的基因組效應。
雌激素能夠選擇性激活人角質(zhì)形成細胞ERβ,刺激細胞增殖,增加TGF-β的分泌,有效刺激創(chuàng)面愈合[2]。雌二醇能夠通過ER介導,顯著提高正常人皮膚成纖維細胞和硬皮病患者皮膚成纖維細胞Ⅰ型膠原和層粘連蛋白的表達,在硬皮病的纖維化進程中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用[3]。雌二醇可以增加成纖維細胞ER的mRNA和蛋白表達,促進IGF-IR產(chǎn)生,調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝,從而影響絕經(jīng)后女性的傷口愈合[4]。局部使用雌激素可通過激活皮膚成纖維細胞ERK通路,增加下游MMP-1 和I型膠原的表達量,抵抗紫外線引起的皮膚炎癥[5]。雌激素可以激活黑素瘤B16 細胞ERK和PI3K/Akt通路,增加MMPs的mRNA和蛋白表達,提高B16 細胞的遷移能力,這種作用可以被他莫昔芬(ER拮抗劑)所逆轉(zhuǎn)[6]。在黑素瘤細胞中,ERβ 在ERα受體的介導下,表現(xiàn)出了增殖抑制作用,ERβ蛋白表達下降可能導致惡性黑色素瘤擴散,目前應用雌激素治療黑色素瘤仍缺乏充分的基礎(chǔ)研究支持[7]。
中藥所含植物雌激素成分(phytoestrogen,PE)是從天然植物中提取的結(jié)構(gòu)與內(nèi)源性雌激素相似的一類化合物,主要包括黃酮類、香豆素類、木脂素類和萜類等。其共性是具有雙酚環(huán)的結(jié)構(gòu),與動物雌激素非常近似。植物雌激素能夠與ER結(jié)合發(fā)揮生物學效應,具有雌激素和抗雌激素雙重效應,具體效應取決于內(nèi)源性雌激素的水平和組織類型[8]。單獨給予金雀異黃酮可以促進挫折炎癥反應的傷口愈合,這種效應能夠被ER通路阻斷劑拮抗,表明金雀異黃酮通過獨立的ER信號通路發(fā)揮作用[9]。芒柄花黃素可以通過誘導內(nèi)皮細胞ERK的磷酸化和抑制p38 MAPK的磷酸化,提高EGR1的表達,促進傷口愈合[10]。葛根素通過ER依賴的Gβ1/PI3K/Akt通路抑制T-BHP誘導的細胞氧化損傷[11]。不同濃度的香豆雌酚、大豆苷元、染料木素和反式白藜蘆醇,通過ERα可以激活ERK1/2 和JNK 1/2/3,增加GH3/B6/F10 細胞PRL的釋放,作用與雌二醇相似,表明植物雌激素可以通過ERα有效調(diào)解非基因效應[12]。桃葉珊瑚苷能夠減少HaCaT細胞MMP-1的mRNA和蛋白表達,抗UVB損傷[13]。杜仲提取物及桃葉珊瑚苷能夠抑制皮膚成纖維細胞MMP-1、MMP-3 蛋白和mRNA表達,促進膠原合成[14]。漢黃芩素能夠下調(diào)皮膚成纖維細胞環(huán)氧酶等炎癥促進酶的表達,抑制前列腺素E2的分泌,發(fā)揮抑制皮膚炎癥的作用[15]。徐艷明等[16-17]研究發(fā)現(xiàn),以木脂素類、環(huán)烯醚萜類和黃酮類為主要成分的杜仲提取物,能夠明顯對抗紫外線引起的角質(zhì)形成細胞和真皮成纖維細胞損傷。補骨脂素聯(lián)合長波紫外線可以治療銀屑病,其機制可能是補骨脂素可以誘導DNA膠聯(lián),阻礙DNA的轉(zhuǎn)錄和復制,誘導腫瘤抑制因子p53 表達和細胞凋亡[18]。補骨脂素能夠降低皮膚成纖維細胞膠原的合成,聯(lián)合長波紫外線照射可以用于治療硬皮?。?9]。補骨脂素聯(lián)合長波紫外線照射能夠增加黑素細胞活性,修復黑素細胞和角質(zhì)細胞退化,用于治療白癜風[20]。補骨脂凍干提取物及補骨脂素能夠促進黑素細胞的黑色素轉(zhuǎn)運[21]。補骨脂酚、補骨脂二氫黃酮、補骨脂異查爾酮能夠抑制黑素瘤B16 細胞的黑色素生成[22]。補骨脂酚能夠抗炎、抗菌、抗氧化、抑制MMPs分泌,可用于治療痤瘡[23]。
綜上所述,雌激素參與機體多種生理功能的調(diào)控,人體各組織、器官、細胞的ER信號通路研究一直是熱點,各種新技術(shù)、新方法不斷應用到該領(lǐng)域的研究中??梢姡参锎萍に氐纳镄饕ㄟ^ER信號通路介導。但目前,植物雌激素對正常人皮膚細胞的生物效應及作用機制的研究較少,植物雌激素與人皮膚細胞ER的具體結(jié)合方式,啟動的信號轉(zhuǎn)導途徑,最終的生物效應等,需要進一步揭示。
[1] Shelly W,Draper MW,Krishnan V,et al.Selective estrogen receptor modulators:an update on recent clinical findings[J].Obstet Gynecol Surv,2008,63(3):163-181.
[2] Merlo S,F(xiàn)rasca G,Canonico PL,et al.Differential involvement of estrogen receptor alpha and estrogen receptor beta in the healing promoting effect of estrogen in human keratinocytes[J].J Endocrinol,2009,200(2):189-197.
[3] Soldano S,Montagna P,Brizzolara R,et al.Effects of estrogens on extracellular matrix synthesis in cultures of human normal and scleroderma skin fibroblasts[J].Ann N Y Acad Sci,2010,1193:25-29.
[4] Makrantonaki E,Vogel K,F(xiàn)immel S,et al.Interplay of IGF-I and 17beta-estradiol at age-specific levels in human sebocytes and fibroblasts in vitro[J].Exp Gerontol,2008,43(10):939-946.
[5] Mukherjee PK,Maity N,Nema NK,et al.Bioactive compounds from natural resources against skin aging[J].Phytomedicine,2011,19(1):64-73.
[6] Matsuoka H,Tsubaki M,Yamazoe Y,et al.Tamoxifen inhibits tumor cell invasion and metastasis in mouse melanoma through suppression of PKC/MEK/ERK and PKC/PI3K/Akt pathways[J].Exp Cell Res,2009,315(12):2022-2032.
[7] Giorgi V,Gori A,Alfaioli B,et al.Influence of sex hormones on melanoma[J].J Clin Oncol,2011,29(4):94-95.
[8] Zhao E,Mu Q.Phytoestrogen Biological Actions on Mammalian Reproductive System and Cancer Growth[J].Sci Pharm,2011,79(1):1-20.
[9] Emmerson E,Campbell L,Ashcroft GS.The phytoestrogen genistein promotes wound healing by multiple independent mechanisms[J].Mol Cell Endocrinol,2010,321(2):184-193.
[10] Huh JE,Nam DW,Baek YH,et al.Formononetin accelerates wound repair by the regulation of early growth response factor-1 transcription factor through the phosphorylation of the ERK and p38 MAPK pathways[J].Int Immunopharmacol,2011,11(1):46-54.
[11] Hwang YP,Jeong HG.Mechanism of phytoestrogen puerarin-mediated cytoprotection following oxidative injury:Estrogen receptor-de-pendent up-regulation of PI3K/Akt and HO-1[J].Toxicol Appl Pharmacol,2008,233(3):371-381.
[12] Jeng YJ,Kochukov MY,Watson CS.Membrane estrogen receptor-α-mediated nongenomic actions of phytoestrogens in GH3/B6/F10 pituitary tumor cells[J].J Mol Signal,2009(4):2.
[13] Ho JN,Han-Seo,Seosan,et al.Effects of Aucubin Isolated from Eucommia ulmoides on UVB-induced Oxidative Stress in Human Keratinocytes HaCaT[J].Food Science and Biotechnology,200918(2):475-480.
[14] Ho JN,Lee YH,Lee YD.Inhibitory effect of Aucubin isolated from Eucommia ulmoides against UVB-induced matrix metalloproteinase-1 production in human skin fibroblasts[J].Biosci Biotechnol Biochem,2005,69(11):2227-2231.
[15] Chi YS,Kim HP.Suppression of cyclooxygenase-2 expression of skin fibroblasts by wogonin,a plant flavone from Scutellaria radix[J].Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids,2005,72(1):59-66.
[16] 張寧,陳巧云,徐艷明,等.杜仲對紫外線誘導的人皮膚角質(zhì)形成細胞光老化模型的影響[J].中醫(yī)藥信息,2010,27(1):31-33.
[17] 徐艷明,張寧,井麗巍,等.杜仲對紫外線致ESF-1 細胞光老化保護作用的研究[J].中國實驗方劑學雜志,2011,17(7):147-150.
[18] Derheimer FA,Hicks JK,Paulsen MT,et al.Psoralen-induced DNA interstrand cross-links block transcription and induce p53 in an ataxia-telangiectasia and rad3-related-dependent manner[J].Mol Pharmacol,2009,75(3):599.
[19] Kitamura Y,Namikawa H,Hayashi S,et al.Effects of UVA irradiation following treatment with 8-methoxypsoralen on type I and type III collagen synthesis in normal and scleroderma fibroblast cultures[J].Arch Dermatol Res,2009,301(7):507-513.
[20] Anbar TS,El Sawy AE,Attia SK,et al.Effect of PUVA therapy on melanocytes and keratinocytesin non-segmental vitiligo:histopathological,immuno-h(huán)istochemical and ultrastructural study[J].Photodermatology,Photoimmunology & Photomedicine,2012,28(1):17-25.
[21] Ali SA,Sultan T,Galgut JM,et al.In vitro responses of fish melanophores to lyophilized extracts of Psoralea corylifolia seeds and pure psoralen[J].Pharm Biol,2011,(10):1-6.
[22] Ohno O,Watabe T,Nakamura K,et al.Inhibitory Effects of Bakuchiol,Bavachin,and Isobavachalcone Isolated from Piper longum on Melanin Production in B16 Mouse Melanoma Cells[J].Biosci Biotechnol Biochem and biochemistry,2010,74(7):1504-1506.
[23] Chaudhuri RK,Marchio F.Bakuchiol in the Management of Acne-affected Skin[J].Cosmetics and toiletries,2011,126(7):502-510.