靶向KEAP1–NRF2通路的八子补肾胶囊通过抑制氧化应激和炎症反应缓解皮肤光老化

时间:2025年10月10日
来源:Phytomedicine

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本研究针对皮肤光老化这一多因素外源性衰老问题,探讨了复方中药八子补肾胶囊(BZBS)的药理作用及机制。通过体内外实验结合网络药理学分析,发现BZBS及其活性成分毛蕊花糖苷(verbascoside)和朝藿定A(epimedin A)通过直接结合KEAP1蛋白,激活NRF2信号通路,显著减轻紫外线辐射(UVR)引起的氧化损伤、炎症反应和细胞衰老,改善皮肤屏障功能和毛囊周期。该研究为中医药防治皮肤光老化提供了新的治疗策略和实验依据。

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随着环境污染加剧和紫外线辐射增强,皮肤光老化已成为现代社会中日益突出的健康问题。长期紫外线暴露不仅导致皮肤皱纹、色素沉着和弹性丧失,还会诱发日光性皮炎、皮肤肿瘤等严重疾病,甚至影响毛囊健康导致脱发。光老化的机制十分复杂,涉及氧化应激、炎症反应、细胞衰老和细胞外基质降解等多重因素。其中,紫外线诱导的活性氧(ROS)爆发是引发皮肤损伤的核心环节,它直接破坏蛋白质、核酸和脂质膜结构,并激活衰老相关分泌表型(SASP),形成炎症与衰老的恶性循环。尽管目前已有一些抗氧化剂和抗炎药物用于缓解光老化,但单一干预措施效果有限,多靶点、整体调节的治疗策略更具潜力。
在这一背景下,传统中药复方八子补肾胶囊(Bazi Bushen capsule, BZBS)展现出独特优势。该制剂由菟丝子、枸杞子、五味子、蛇床子、金樱子、覆盆子、韭菜子、川楝子、淫羊藿、巴戟天、肉苁蓉、地黄、川牛膝和人参等十余味中药组成,具有补肾抗衰、多系统调节的临床功效。近年来研究发现,BZBS可通过调节细胞凋亡与自噬平衡延缓皮肤衰老,但其在光老化中的作用机制尚未明确。为此,本研究团队在《Phytomedicine》发表论文,深入探究BZBS对皮肤光老化的改善作用及其分子机制。
本研究运用了多种关键技术方法,包括:通过Lgr5-EGFP转基因小鼠建立紫外线照射诱导的光老化模型;采用激光多普勒血流成像、组织病理学检测和生化评价进行表型分析;利用网络药理学筛选潜在化合物与靶点;通过分子对接和生物膜干涉技术(BLI)验证化合物与靶蛋白的结合;采用抗氧化反应元件-荧光素酶(ARE-luc)报告系统、免疫荧光染色、Western blot(WB)和实时逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)等在体外验证KEAP1–NRF2通路的作用;使用siRNA转染技术敲低NRF2表达以验证功能依赖性。
研究结果部分,首先通过BZBS alleviates UV-induced pathological changes of skin发现,BZBS和β-烟酰胺单核苷酸(NMN)能有效改善紫外线引起的小鼠皮肤结构和功能退化,促进毛囊生长,抑制炎症细胞浸润。组织学分析显示,BZBS处理组表皮增厚和角化过度显著减轻,胶原纤维和弹性纤维排列更为有序,羟脯氨酸(HYP)含量上升,皮肤屏障蛋白occludin、claudin-1和aquaporin 3表达恢复。
BZBS maintains the normal functions of UV-irradiated HFSCs中,研究人员发现紫外线辐射延长毛囊休止期,导致毛乳头萎缩和毛囊干细胞(HFSCs)增殖分化能力下降。而BZBS处理可增加LGR5+细胞数量,促进EdU掺入和Ki67表达,并上调SHH和GATA3等分化标志物,表明BZBS能维护毛囊干细胞功能。
BZBS inhibits inflammatory cell infiltration in photoaging skin部分显示,光老化皮肤中朗格汉斯细胞(CD207+)减少,M1型巨噬细胞(CD80+)和CD4+ T细胞浸润增加,皮肤血流量异常升高。BZBS处理后这些炎症指标显著改善,表明其具有抗炎和免疫调节作用。
通过Network pharmacology analysis reveals a comprehensive role of BZBS in treating skin photoaging,研究人员构建了BZBS成分-光老化靶点网络,筛选出50个交叉靶点。GO和KEGG富集分析表明这些靶点显著富集于氧化应激反应、ROS代谢和炎症通路如TNF、IL-17和HIF-1信号。蛋白互作(PPI)网络识别出NRF2(NFE2L2)、HMOX1、NQO1和SOD1等核心靶点。
BZBS alleviated skin oxidative aging by targeting NRF2 signaling pathway中,实验证实BZBS上调皮肤组织中NRF2蛋白表达和核转位,降低氧化DNA损伤标志物8-OHdG和脂质过氧化物MDA水平,提高超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)活性。同时,BZBS减少衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)活性和p16表达,抑制NFKB1、MMP1、TNF-α、IL-1β和IL-6等炎症因子mRNA水平。体外实验中,NRF2抑制剂ML385可逆转BZBS的抗氧化和抗衰老作用,证明其效果依赖NRF2通路。
最关键的部分Verbascoside and epimedin A in BZBS directly binds to KEAP1 and inhibits NRF2 degradation揭示了BZBS的活性成分作用机制。通过UPLC指纹图谱鉴定出14种主要成分,其中毛蕊花糖苷和朝藿定A能剂量依赖性地激活ARE报告基因,促进NRF2核定位,但不影响KEAP1和NRF2的mRNA水平。分子对接显示二者与KEAP1蛋白的ARG-483、LEU-557等关键位点结合,结合能分别为-9.2 kcal/mol和-10 kcal/mol。BLI实验测得毛蕊花糖苷与KEAP1的解离常数(KD)为64.15 μM,朝藿定A为71.90 μM。功能实验表明,二者能降低UVA照射的皮肤成纤维细胞内ROS水平,减少p16表达,上调HMOX1、NQO1和SOD1 mRNA,而这些效应在NRF2敲低后减弱,证明它们通过KEAP1–NRF2通路发挥抗氧化和抗衰老作用。
此外,研究还发现BZBS中的异槲皮苷(isoquercitrin)与SIRT1有较强亲和力,且BZBS成分能抑制TNF-α诱导的NF-κB活化,提示其具有多靶点调节潜力。
讨论部分强调,本研究首次揭示BZBS通过KEAP1–NRF2轴对抗皮肤光老化的新机制,并鉴定出毛蕊花糖苷和朝藿定A作为新型KEAP1结合剂。与传统单一成分治疗相比,BZBS作为复方中药具有多成分、多靶点、整体调节的优势,能同时缓解氧化应激、炎症反应和细胞衰老,改善皮肤屏障功能和毛囊健康。这为中医药抗衰老研究提供了新思路,也为开发靶向KEAP1–NRF2通路的天然化合物提供了实验依据。
结论部分总结,BZBS通过调节KEAP1–NRF2信号通路,有效减轻紫外线引起的皮肤光老化表现,其活性成分毛蕊花糖苷和朝藿定A可直接结合KEAP1,抑制NRF2降解,进而激活下游抗氧化基因表达。该研究不仅证实了BZBS的皮肤保护作用,也为传统中药复方治疗年龄相关疾病提供了科学依据。

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