环特生物斑马鱼和大小鼠实验中心
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斑马鱼与大小鼠模型实验中心

利用永生化表皮细胞评价化妆品蓝光防护功效

【实验原理】

    采用蓝光光源照射人永生化角质形成细胞HaCaT,会出现一定的细胞毒性,抑制细胞增殖。蓝光波长比紫外线长,具有较强的穿透力,能够穿透皮肤表皮抵达真皮层,因此会影响皮肤屏障相关基因的表达,并使细胞产生氧化应激反应生成过量ROS,从而引起一系列的炎症反应和线粒体损伤,最终诱导细胞的凋亡甚肿瘤的发生。

【实验方法】

对人永生化表皮细胞HaCaT进行蓝光照射3h后,

1、计算添加和不添加受试物对于细胞的保护比率,若保护率≥1.5,则满足受试物对皮肤抵抗蓝光有防护作用。

2、检测皮肤屏障相关基因TGM1相对表达量

3、统计活性氧自由基数量,换算其清除作用。

4、检测炎症因子IL-1α、IL-6、IL-8或TNFα的分泌量。

5、拍摄线粒体膜电位荧光照片

【评价指标】

1、细胞活性保护比率;

2、皮肤屏障相关基因表达TGM1相对表达量;

3、ROS清除作用;

4、炎症因子IL-1α、IL-6、IL-8、TNFα分泌量;

5、线粒体膜电位的改变。

【结果展示】(展示图片仅供参考,实际实验组别依据合同而定)

1、细胞活性保护比率:提供细胞活性保护比率A值

2、皮肤屏障相关基因表达TGM1相对表达量:提供柱状图

皮肤屏障相关基因表达TGM1相对表达量

3、ROS清除作用:提供柱状图

ROS相对含量

图2. ROS相对含量

4、炎症因子IL-1α:提供柱状图(以IL-1α为例)

IL-1α相对含量

图3. IL-1α相对含量

5、线粒体膜电位:提供荧光图片

线粒体膜电位效果图

图4. 线粒体膜电位效果图

正常细胞(vehicle)线粒体膜电位较高,荧光探针以聚合物形式存在于线粒体中,呈明亮的红色荧光,而细胞中的绿色荧光很弱;使用细胞凋亡诱导剂CCCP处理后线粒体膜电位下降,荧光探针不能以聚合物形式存在线粒体中,而是以单体形式存在于细胞浆中,此时线粒体内红色荧光强度显著降低,而细胞浆中绿色荧光显著增强。

【参考文献】

抗蓝光模型建模机制及方法:

[1] GB/T 38120_2019,蓝光防护膜的光健康与光安全应用技术要求.

皮肤屏障相关基因的检测原理及方法:

[2] JV Gruber, R Holtz. Examining communication between Ultraviolet (UV)-damaged cutaneous nerve cells and epidermal keratinocytes in vitro. Toxicology and Industrial Health. 2009; 25: 225–230.

ROS的检测原理及方法:

[3] HOCKBERGER P E, SKIMINA T A, CENTONZE V E, et al. Activation of flavin-containing oxidases underlies light-induced production of H2O2 in mammalian cells, [J] Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1999, 96 (11): 6255-60.

[4] GODLEY B F, SHAMSI F A, LIANG F Q, et al. Blue Light Induces Mitochondrial DNA Damage and Free Radical Production in Epithelial Cells. [J]. Journal of Biological Chemistry, 2005, 280(22): 21061.

炎症因子检测原理及方法:

[5] Liebel F, Kaur S, Ruvolo E, et al. Irradiation of Skin with Visible Light Induces Reactive Oxygen Species and Matrix-Degrading Enzymes [J]. Journal of Investigative Dermatology,2012,132(7):1901~1907.

[6] Kelly Dong, Earl C. Goyarts, Edward Pelle, et al. Blue light disrupts the circadian and create damage in skin cells[J]. Int J Cosmet Sci,2019,41(6).

线粒体膜电位检测原理及方法:

[7] Chao-Wen Lin, Chung-May Yang, Chang-Hao Yang. Protective Effect of Astaxanthin on Blue Light Light-Emitting Diode-Induced Retinal Cell Damage via Free Radical Scavenging and Activation of PI3K/Akt/Nrf2 Pathway in 661W Cell Model [J]. marine drugs. 2020,18(378): e10152.