褐藻寡糖在改善肠道皮肤轴紊乱引起的皮肤老化方面的应用

发布时间：2024-11-07 15:54:33

皮肤是人体表皮系统最大的器官，约占体重的10%-15%，占体表面积的95%，具有保护机体免受外界因素影响的功能。然而，作为最外层的组织，皮肤在很早期就出现明显的衰老迹象。因此，如何预防皮肤过早衰老就显得尤为重要。

褐藻寡糖(AOS)是由褐藻中提取的大分子海藻酸盐通过不同工艺降解而成的一种小分子低聚糖（经过不同酶处理可以得到MAOS、GAOS和HAOS三类寡糖），具有多种生物活性，包括免疫调节、抗炎、抗氧化、抗感染和抗肿瘤作用等。从化学上说，海藻酸盐是由两个C5外映体β-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-古罗糖醛酸(G)组成的线性酸性多糖，它们通过1-4糖苷键均匀或不均匀连接。研究和生产中使用的AOS通常是MAOS、GAOS和HAOS的混合物，其中以HAOS最为普遍。有研究表明，AOS在体外能够调节人皮肤成纤维细胞的细胞增殖、分化和胶原再生，提示其可能改善皮肤老化。此外，最近的一项研究表明，AOS的生理功能高度依赖于其结构，如M/G比、聚合度和空间构象等。因此，了解HAOS、MAOS和GAOS的构象和功能对于它们在皮肤老化等疾病中的营养和治疗用途至关重要。

中国农业大学的高婷在Journal of Pharmaceutical Analysis杂志发表题为“Alginate oligosaccharide-mediated butyrate-HIF-1α axis improves skin aging in mice”的文章，该研究发现MAOS可通过特定通路改善皮肤衰老。

（该研究所用褐藻寡糖(HAOS)、甘露糖醛酸寡糖(MAOS)、古罗糖醛酸寡糖(GAOS)源自青岛博智汇力生物科技有限公司）

                                                                                                     图1

   高婷团队首先检测了2、8、12、18、25月龄小鼠不同年龄、不同组织（面部、背部、腹部和耳朵）皮肤生理指标和皮肤结构的变化（图1A）。图1B展示了不同年龄小鼠的外观。此外，我们观察了8个月后的生理指标，包括水分、弹性、油脂和pH值的变化（图1C-F和S1）。其中，面部皮肤水分和皮肤弹性的下降最为明显，说明皮肤水分和弹性随着年龄的增长而显著下降。

其次，H&E染色（图1G和H）和马松三色染色（图1I和J）结果和进一步在透射电镜下观察不同月龄小鼠皮肤表皮-真皮连接处的变化，数据显示DEJ的扭曲度随着年龄的增长逐渐变平（图1M和N），表明真皮向表皮的营养转运面积随着年龄的增长逐渐减少。

结果表明，随着年龄的增长，小鼠皮肤水分和皮肤弹性逐渐下降，并伴有皮肤结构的变化，表现为表皮厚度、真皮厚度和DEJ曲率的减少

      高婷团队为了研究不同结构的AOS（包括HAOS、MAOS和GAOS）是否对皮肤衰老有有益作用，建立了一个添加或不添加HAOS、MAOS或GAOS的自然衰老小鼠模型。研究结果表明，补充HAOS、MAOS或GAOS可不同程度地显著上调衰老小鼠皮肤角质层含水量（SCWS）（图2A）、皮肤弹性（图2B）、表皮厚度（图2C和D）、胶原蛋白厚度（图2E和F），减少纤维化面积（图2G和H），增加DEJ扭曲度（图2I和J）。其中，MAOS的改善效果更为突出。

                                                                                                       图2

进一步研究发现，补充不同AOS可减轻衰老皮肤中的线粒体功能障碍及其引起的氧化应激和细胞凋亡反应，其中MAOS具有最明显的缓解作用（图3A-L）。通过对机制的探究，发现MAOS 介导的肠道丁酸-HIF-1α 轴可恢复肠道稳态，进一步提高 HIF-1α 调节的皮肤线粒体自噬水平，并最终改善小鼠皮肤衰老。

                                                                                                          图3

总的来说，该研究证明 MAOS 介导的结肠丁酸-HIF-1α 轴稳态促进丁酸进入皮肤，上调线粒体自噬水平，并最终通过小鼠皮肤中的HDAC3/PHD/HIF-1a/线粒体自噬环改善皮肤衰老。该研究证明了褐藻寡糖（AOS）对改善肠皮肤轴紊乱引起皮肤衰老的有效性， 使AOS有望成为个性化的靶向治疗剂。