银杏素通过减轻氧化应激并促进DNA修复（该修复过程由AKT介导的同源重组修复机制实现），从而缓解紫外线引起的皮肤光老化

光老化治疗新策略：银杏叶提取物GK通过抑制氧化应激和激活DNA修复通路缓解紫外线诱导的皮肤衰老及癌变。

赵一婷|周丽媛|沈淑珍|尹熙迪|常启航|严宇|李春英|曹志|张海燕|曾庆宇|王秀丽|王佩如

中国上海同济大学医学院上海皮肤病医院光医学研究所

摘要

背景

紫外线（UV）诱导的活性氧（ROS）产生、DNA损伤和慢性炎症会导致皮肤老化和癌症。银杏素（GK）是一种从银杏叶中提取的双黄酮类化合物，具有已知的抗炎和抗氧化作用，但其抗光老化效果尚不明确。

目的

本研究旨在探讨银杏素是否可以通过减少氧化应激和促进DNA修复来缓解紫外线引起的光老化。

方法

在UV诱导的SKH-1小鼠光老化模型中，通过皮肤镜检查和组织病理学分析评估了微针辅助局部给药银杏素的有效性。我们进行了转录组分析和新药网络药理学研究以确定其作用机制。在UV照射的人类真皮成纤维细胞（HDFs）中，通过SA-β-gal染色和Western blotting检测细胞衰老标志物。使用DCFH-DA和JC-1染色分别测量细胞内ROS水平和线粒体膜电位。通过流式细胞术、Western blotting、RT-qPCR和ELISA分析凋亡、细胞周期进展和衰老相关分泌表型（SASP）相关的细胞因子表达。通过彗星实验和γ-H2AX免疫荧光检测UV照射的HaCaT细胞的DNA损伤和修复情况。通过Western blotting和共聚焦显微镜分析同源重组修复（HRR）相关蛋白和RAD51焦点的形成。使用AKT抑制剂MK2206和HRR抑制剂B02进行了功能验证。

结果

银杏素显著减少了UV诱导的小鼠皮肤皱纹形成、表皮增生和胶原蛋白流失。它降低了ROS水平，恢复了线粒体电位，减少了衰老标志物，抑制了SASP细胞因子和MMP1/2的表达，促进了细胞周期进展，并通过调节BCL2/BAX比率抑制了凋亡。重要的是，银杏素通过促进HRR增强了DNA修复，这一点通过上调关键HRR蛋白（BRCA2、RAD51）和加速RAD51焦点的形成得到了直接证明。关键的是，当抑制AKT或HRR时，这些增强DNA修复的效果消失了，表明AKT–HRR轴对银杏素的修复促进功能至关重要。

结论

银杏素由于其清除ROS和增强AKT介导的DNA修复的双重作用，可能成为治疗UV诱导光老化的潜在候选药物。

引言

由累积的紫外线辐射引起的皮肤光老化表现为色素沉着不均、毛细血管扩张、质地粗糙、皱纹和弹性丧失[1]。除了光老化的美容表现外，紫外线引起的DNA损伤、细胞衰老和活性氧（ROS）介导的慢性炎症还促进了非黑色素瘤皮肤癌（包括基底细胞癌、日光性角化病和鳞状细胞癌）的发展[2]、[3]。因此，开发缓解UV诱导皮肤光老化的策略至关重要。

紫外线辐射可以直接导致DNA损伤，包括端粒缩短、单链断裂、双链断裂（DSBs）和G-四链DNA结构的形成[4]。此外，紫外线诱导的ROS通过促进氧化应激和触发炎症细胞因子（如IL-1β、IL-6和TNF-α）以及趋化因子（包括CCL2和CXCL2）的产生间接损伤DNA，这些因素共同构成了衰老相关分泌表型（SASP）[5]、[6]。持续的氧化应激还会损害线粒体功能，激活促凋亡蛋白Bax和Bak，降低抗凋亡蛋白BCL2的水平，从而加剧凋亡[7]。DNA损伤可以通过多种途径修复，如同源重组修复（HRR）、核苷酸切除修复（NER）和碱基切除修复（BER）。未能修复受损的DNA会导致遗传突变的积累和持续的基因组不稳定，最终促进癌变，尤其是在慢性炎症微环境中[8]。DNA损伤和氧化应激会导致慢性炎症和细胞衰老，从而在光老化过程中引起细胞周期停滞和凋亡[9]、[10]、[11]、[12]。

银杏素（GK）是一种从银杏叶和种子中提取的天然双黄酮类化合物，具有广泛的生物活性[13]。银杏提取物已被广泛用于研究与年龄相关的疾病，包括黄斑变性、原发性高血压和迟发性运动障碍[14]、[15]、[16]。最近的研究表明，银杏素可以调节基质金属蛋白酶（MMPs），通过抗氧化作用改善动脉粥样硬化，并通过下调C/EBPβ和抑制炎症细胞因子来缓解慢性阻塞性肺病[17]、[18]。此外，银杏素还显示出作为衰老清除剂的潜力，这突显了其在缓解皮肤光老化方面的应用前景[19]。然而，银杏素是否通过调节DNA损伤来缓解光老化和与年龄相关的细胞衰老仍不清楚。

本研究探讨了银杏素在治疗皮肤光老化方面的疗效和机制。我们证明银杏素可以减轻SKH-1无毛小鼠模型中的UV诱导光老化表型。随后，通过对SKH-1小鼠模型的转录组分析、公共数据库的新药网络药理学数据以及使用UV诱导的光老化成纤维细胞和角质形成细胞的分子实验，发现银杏素通过抑制SASP、抑制凋亡和促进细胞周期进展来逆转细胞衰老，这是通过减少UV诱导的ROS积累和促进蛋白质激酶B（AKT）介导的HRR来实现的。这些发现表明，银杏素可能成为治疗皮肤光老化和预防皮肤癌的有希望的药物。

部分摘录

试剂

银杏素（B21584）购自上海豫源生物技术有限公司（中国上海）。DCFH-DA（HY-D0940）、B02（HY-101462）、SC79（HY-18749）和MK2206（HY-10358）从MedChemExpress（美国）获得。

细胞

人类真皮成纤维细胞（HDFs）和HaCaT细胞来自美国典型培养 kolec（ATCC），在37°C、5% CO₂的潮湿培养箱中培养。培养基为添加了10%胎牛血清（Gibco）、100 U/mL青霉素的DMEM（HyClone）。

银杏素逆转SKH-1小鼠模型中的UV诱导光老化表型和组织病理学变化

使用SKH-1无毛小鼠模型评估银杏素对UV诱导皮肤光老化的保护作用。每周五次对背部皮肤进行微针辅助局部给药银杏素（50 mg/kg/天）（图1A, B）。八周后，手持皮肤镜图像显示银杏素治疗显著减少了UV诱导的深层皱纹和光老化相关的皮肤变化（图1C）。进一步的皮肤组织学分析显示，UV暴露导致显著的

讨论

紫外线辐射通过DNA损伤和ROS介导的氧化应激驱动皮肤光老化，导致ECM降解和慢性炎症[31]、[32]、[33]。然而，目前的干预措施（包括基于抗氧化剂的疗法）效果有限，直接针对DNA修复的策略仍需进一步探索[34]、[35]、[36]、[37]。

在这种情况下，我们发现银杏素这种来自银杏叶的天然双黄酮类化合物是一种多靶点抗光老化剂，具有以前未被认识的DNA

CRediT作者贡献声明

赵一婷：撰写——原始草稿、方法学、研究、数据分析、概念化。周丽媛：验证、研究。沈淑珍：验证、研究。尹熙迪：监督、研究、数据分析。常启航：方法学、研究。严宇：验证、数据分析。李春英：研究、数据分析。曹志：可视化、研究。张海燕：验证、方法学。曾庆宇：监督、资源管理。王秀丽：撰写

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。