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1、实验原理
UVB与表皮细胞相互作用,而UVA则到达皮肤深层并影响表皮和真皮的免疫细胞,与紫外线相比,可见光在真皮层更深处作用于真皮,但同时比红外辐射更表面。可见光是人眼可以感知的光谱的一部分,波长范围为400至700 nm。蓝光(BL)代表400至500 nm范围内的高能可见光(HEV),代表可见光的主要部分。
图1.太阳辐射光谱和皮肤穿透深度
蓝光的效果取决于不同的发色团(光受体),主要和最重要的光受体是视蛋白(OPN)、黄素(Flavin)、卟啉(Porphyrin)和亚硝化蛋白(Nitrifying protein),蓝光通过与发色团相互作用对皮肤产生直接影响,从而引发从基态到激活状态的变化,这些分子的激活导致活性氧(ROS)的过度产生和活性氮的释放,即一氧化氮(NO)和色素沉着过度。
图2.蓝光与发色团作用机制
1)OPN3是唯一在人黑色素细胞中显著表达的视蛋白,当暴露于蓝光下时,OPN3启动信号级联反应,刺激瞬时受体电位通道,然后引起大量Ca2+,从而触发钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶-II(CAMKII),然后激活环磷酸腺苷(cAMP)反应元件结合蛋白(CREB)、细胞外信号调节激酶(ERK),导致小眼症相关转录因子(MITF)磷酸化,引起基因转录改变,最后增加酪氨酸酶和多巴色素互变异构酶(DCT)的生成。
2)蓝光的另一个潜在机制包括黄素和黄素蛋白的激活,暴露于辐照的黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)使活性氧(ROS)的形成增加两倍;卟啉是杂环芳香族化合物,含有卟啉的酶存在于多种细胞中,如血红蛋白、细胞色素p-450酶和电子传递链复合物,通过激发卟啉进行蓝光照射会也导致ROS的形成。除了ROS过度产生外,蓝光照射还增加了人角质形成细胞中促炎细胞因子IL-1α、IL-6、IL-8和TNF-α的水平以及和基质金属蛋白酶-1(MMP-1)的释放增加。
3)蓝光会触发S-硝基白蛋白和亚硝酸盐水溶液产生NO,导致体内真皮中游离NO的增加,从而诱导皮肤细胞分化,蓝光通过诱导分化来抑制增殖,蓝光通过诱导各种蛋白质的S-亚硝基化来抑制人角质形成细胞的先天免疫反应,包括TRIF、Myd88和NF-κB。蓝光照射还阻断了Toll样受体(TLR)3和TLR5诱导的NF-κB磷酸化,导致TLR诱导的促炎细胞因子水平降低。
因此本实验拟利用人恶性黑色素瘤细胞构建实验模型,通过检测OPN3,CREB,MITF,DCT基因相对表达量;利用人永生化角质形成细胞构建实验模型,通过检测细胞活性,ROS平均荧光强度,NO含量,促炎因子相对表达量;利用人真皮成纤维细胞构建实验模型,通过检测ROS平均荧光强度,MMP-1含量,多维度来评价样品是否具有抗蓝光作用。
2、检测项目
3.检测流程
4.部分结果展示
图1.ROS平均荧光强度典型图
与空白对照组比,***p<0.001
图2.细胞活性柱形图
图3.MMP-1含量柱形图
与模型对照组比,***p<0.001
5.结果描述
根据测试结果,与正常对照组比,模型对照组的ROS平均荧光强度显著上调,细胞活性显著下调,MMP-1含量显著上调,与模型对照组比,阳性对照组的ROS平均荧光强度显著下调,细胞活性显著上调,MMP-1含量显著下调,说明本实验有效且可靠。
6.参考文献
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