تاثیر عصاره میکروجلبک Chlorella vulgaris در مقایسه با ویتامین C بر بیان ژن های کلاژن І و MMP-1 در سلول های فیبروبلاست پوست انسان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی دریا، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

3 مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

چکیده

پوست به­ عنوان یکی از اندام‌ های بدن، نقش مهمی در بسیاری از عملکردهای فیزیکی دارد. در فرآیند پیری پوست باید از تجزیه کلاژن و افزایش آنزیم ­های چندگانه شامل ماتریکس متالوپروتئینازها (MMPS) جلوگیری شود. جلبک Chlorella vulgaris یک جلبک دریایی می‌ باشد و اثرات مفیدش بر پوست، آن را به یک ماده مناسب برای استفاده در محصولات ضد پیری تبدیل کرده است. در این تحقیق، تاثیرعصاره جلبک C. vulgaris و ویتامین C در تولید کلاژن نوع І و MMP-1 در سلول‌ های فیبروبلاست پوست (Hu02بررسی شد.عصاره­ گیری ازجلبک به­ روش ترکیبی اولتراسونیک و هیدرولیز آنزیمی انجام و عصاره حاصل در غلظت­ های مختلف برای تاثیر آن بر بیان ژن کلاژن­ های نوع І و MMP-1 بر سلول‌ های Hu02 اثر داده شد. در ابتدا اثر سمیت سلولی آن آزمایش و با تست MTT مشخص شد که عصاره فاقد اثر سمی برای سلول‌ های Hu02 است. هم­ چنین با استفاده از qPCR تایید شد که عصاره باعث افزایش بیان ژن کلاژن نوع І و کاهش بیان ژن MMP-1 در مقایسه با گروه شاهد می‌ شود. عصاره جلبک و ویتامین C با viability یکسان (97%) برای بررسی تاثیر عصاره بر بیان ژن ­های مربوطه در مقایسه با ویتامین C استفاده شد. بیان ژن کلاژن نوع І در هر دو گروه جلبک و ویتامین C افزایش یافت. هم ­چنین بیان ژن MMP-1 در هر دو گروه عصاره جلبک  ویتامین C به ­طور معنی ­دار کم­ تر از گروه شاهد بود (0/05>p ). این یافته‌ ها نشان داد که عصاره جلبک C. vulgaris باعث تحریک سنتز کلاژن و مهار آنزیم MMP-1 در سلول‌ های Hu02 می‌ شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of microalga Chlorella vulgaris extract compared to vitamin C on collagen І and MMP-1 genes expression in human skin fibroblast cells

نویسندگان [English]

  • Sodabeh Abdolbaghian 1
  • Shahla Jamili 2
  • Azadeh Manayi 3
  • Ali Mashinchian Moradi 1
1 Department of Marine Biology, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Iranian Fisheries Research Organization, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Tehran, Iran
3 Medicinal Plants Research Center, Faculty of Pharmacy, Tehran University of Medical Science, Tehran, Iran
چکیده [English]

 Skin as one of the organ, plays an important role in many physical functions. In skin aging process, should be prevented collagen degradation and multiple enzymes increasing, including matrix metalloproteinase (MMp < sub>S). Chlorella vulgaris is a marine alga and its beneficial effects on skin make it a proper ingredient to be used in anti-aging products. In this study, the effect of C. vulgaris extract and vitamin C on type І collagen and MMP-1 production in the human cell line Hu02 was investigated. Chlorella was extracted using ultrasonication plus enzymatic hydrolysis, and Chlorella extract at different concentration was investigated for its effect on gene expression of collagen І and MMP-1 in Hu02 cells. First, it was investigated whether alga extract induced cytotoxicity in Hu02 cells. MTT assay showed that extract was non-toxic to Hu02 cells. Using quantitative PCR, it was confirmed that extract increased the gene expression of types І collagen and decreased the MMP-1 expression, comparing to the control group. Chlorella extract and vitamin C with a similar viability (97%) was used to investigate the effect of extract on mentioned genes expression, compared to vitamin C. Type І collagen increased in both alga and vitamin C groups. The gene expression of MMP-1 in both alga and vitamin C groups was significantly lower than the control group (p < 0.05). These findings indicate that C. vulgaris extract induces collagen synthesis and MMP-1 enzyme inhibition in Hu02 cells.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chlorella extract
  • Vitamin C
  • collagen
  • matrix metalloproteinase
  • Fibroblast cells
  1. Berthon, J.Y.; Nachat-kappes, R.; Bey, M.; Cadoret, J.P.; Renimel, I. and Filaire, E., 2017. Marine algae as attractive source to skin care. Free Radical Research. Vol. 51, No. 6, pp: 555-567.
  2. Chen, C.; Liou, S.; Chen, S. and Shih, M., 2011. Protective effects of Chlorella -derived peptide on UVB- induced Production of MMP-1 and degradation of procollagen genes in human skin fibroblasts. Regulatory Toxicology and pharmacology. Vol. 60, No. 1, pp: 112-119.
  3. Darr, D.; Dunston, S.; Faust, H. and Pinnell, S., 1996. Effectiveness of antioxidants (vitamin C and E) with and without sunscreens as topical photoporotectants. Acta Derm Venereol. Vol. 76, No. 4, pp: 264-268.
  4. Dejoye, C.; Vian, M.A.; Lumia, G.; Bouscarle, C.; chartan, F. and Chemat, F., 2011. Combined extraction processes of lipid from Chlorella vulgaris Microalgae: Microwavw prior supercritical carbon dioxide extraction. International Journal of molecular science. Vol. 12, No. 12, pp: 9332-9341.
  5. Fermandes, B.; Dragone, G.; Abreu, A.P.; Geada, P.; Theixeire, J. and Vicent, A., 2012. Starch determination in Chlorella vulgaris-a comparison between acid and enzymatic methods. Journal of applied phycology. Vol. 24, No. 5, pp: 1203-1208.
  6. Iwamoto, H., 2004. Industrial production of microalgae cell mass and secondary product major industrial species. Hand book of microalgal culture: Biotechnology and Applied Phycology, Blackwell, Australia. pp: 270-281.
  7. Kim, C.R.; Kim, Y.M.; Lee, M.K.; Kim, I.H.; Choi, Y.H. and Nam, T.J., 2016. Pyropia yezeonsis peptide promotes collagen synthesis by activating the TGF-B/Smad signaling pathway in the human dermal fibroblast cell line Hs27. International Journal Molecular Medicine. Vol. 39, pp: 31-38.
  8. Kim, M.S.; Oh, G.H.; Kim, M.J. and Hwang, J.K., 2013. Fucosterol inhibits matrix metalloproteinase expression and promotes type-1 procollagen production in UVB-induced HaCaT cells. Photochemistry and photobiology. Vol. 89, pp: 911-918.
  9. Ryu, J.; Park, S.J.; Kim, I.H.; Choi, Y.H. and Nam, T.J., 2014. Protective effect of porphyra-334 on UVA-induced photoaging in human skin fibroblasts. International journal of Molecular Medicine. Vol. 34, pp: 796-80.
  10. Saberbaghi, T.; Abbasian, F.; Mohdyusof, Y. and Makpols, S., 2013. Modulation of cell cycle profile by Chlorella vulgaris Prevents Replicative Senescence of human Diploid Fibroblasts. Evidence Based comple mentary and alternative medicine. DOI: 10.1155/2013/780504.
  11. Safi, C.; Zebib, B.; Merah, O.; pontalier, P.Y. and Vaca Garcia, C., 2014. Morphology, Composition, Production and applications of Chlorella vulgaris: A review. Renewable & Sustainable energy reviews. Vol 35, pp: 265-278.
  12. Tournas, J.A.; Lin, F.H.; Burch, J.A.; Selim, M.A.; Monteiro-Riviere, N.A.; Zielinski, J.E. and Pinnel, S.R., 2006. Ubiquinone, idebenone, and kinetin provide ineffective photoprotection to skin when compared to a topical antioxidant combination of vitamin C and E with ferulic acid. J Invest Dermatol. Vol. 126, pp: 1185-1187.
  13. Varani, J.; Warner, R.L.; Gharaee- Kermani, M.; Phan, S.H.; Kang, S.; Chung, J.H.; Wang, Z.Q.; Datta, S.C.; Fisheri, G.J. and Voorhees, J.J., 2000. Vitamin A antagonized decreased cell growth and elevated matrix metalloproteinases and stimulates collagen accumulation naturally aged human skin. Journal Investigative of Dermatology. Vol. 114, No. 3, pp: 480-486.
  14. Wachesk, C.C.; Pires, C.A.F.; Ramos, B.C.; Trava Airoldi, V.J.; Lobo, A.O.; Pacheco-Soares, C.; Marciano, F.R. and Da-Silva, N.S., 2013. Cell viability and adhesion on diamond-like carbon films containing titanium dioxide nanoparticles. Applied Surface Science. Vol. 266, pp: 176-181.
  15. Wang, H.M.D.; Chen, C.; Huych, P. and Chang, J., 2015. Exploring the potential of using algae in cometics. Bioresource Technology. Vol. 184, pp: 355-362. 
  16. Wang, D.; Li, Y.; Hu, X.; Su, W. and Zhong, M., 2015. Combinedenzymatic and mechanical cell disruption and lipid extraction of green algae Neochloris oleoabundans. Int J Mol Sci. Vol. 16, No. 4, pp: 7707-7722.
  17. Yoon, JH.; Kim, J.; Lee, H.; Kim, SY.; Jang, HH.; Ryu, SH.; Kim, BJ. and Lee, TG., 2012. Laminin peptide YIGSR induces collagen synthesis in Hs27 human dermal fibroblasts. Biochemical and Biophysical Research Communication. Vol. 428, pp: 416-421.
  18. Zhang, S. and Duan, E., 2018. Fighting against Skin Aging. Cell Transplantation. Vol. 27, No. 5, pp: 729-738.