Oleracone C from Portulaca oleracea attenuates UVB-induced changes in matrix metalloproteinase and type I procollagen production via MAPK and TGF-ß/Smad pathways in human keratinocytes.

ABSTRACT

BACKGROUND: Chronic exposure to ultraviolet (UV) radiation induces photo-oxidation, which in turn causes the overproduction of matrix metalloproteinases (MMPs) and collagen degradation. These symptoms are referred to as photoaging, which is characterized by skin thickness, irregular pigmentation, elastosis and coarse wrinkles. In this study, the protective effects of oleracone C isolated from Portulaca olerace against UVB-induced changes in MMPs and type I procollagen production were investigated in human keratinocytes. METHODS: Human immortalized keratinocytes have been used as an in vitro cell model to study the abnormal skin barrier development such as in photoaging. The effects of the compound on cell viability were determined by colorimetric MTT assay. This study also measured ROS production using DCFH-DA assay. Releases of MMPs and type Iα1 procollagen were analysed by ELISA. RT-PCR and Western blot were carried out to test the expressions of mRNA and proteins related to MMPs and type I procollagen biosynthesis. RESULT: Effect of oleracone C against UVB-mediated oxidative stress was evaluated measuring its ability to eliminate UVB-induced activation of reactive oxygen species (ROS). Treatment of oleracone C hindered the production of intracellular ROS. UVB exposure increased MMPs (MMP-1, MMP-2 and MMP-9) release from keratinocytes and decreased the release of type I procollagen. Treatment with oleracone C reversed these effects of UVB exposure. Oleracone C treatment also diminished the intracellular expression of MMP-1, MMP-2 and MMP-9 and elevated the type I procollagen. Oleracone C suppressed the UVB irradiation-dependent upregulation phosphorylation of p38 and ERK1/2 in the mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway. Furthermore, oleracone C stimulated collagen production through the TGF-ß signalling pathway, which activates collagen synthesis in UVB-irradiated keratinocytes. CONCLUSION: These findings reasonably suggest ameliorating the potential of oleracone C against the UVB-induced photoaging of the human keratinocytes.

RÉSUMÉ CONTEXTE L'exposition chronique aux rayons ultraviolets (UV) induit la photo-oxydation, qui à son tour entraîne la surproduction de métalloprotéases matricielles (MMP) et la dégradation du collagène. Ces symptômes sont appelés photovieillissement, qui se caractérise par une épaisseur de la peau, une pigmentation irrégulière, une élastose et des rides grossières. Dans cette étude, les effets protecteurs de l'oléracone C isolée à partir du pourpier potager contre les changements induits par les UVB dans les MMP et la production de procollagène de type I ont été étudiés dans les kératinocytes humains. MÉTHODES Les kératinocytes humains immortalisés ont été utilisés comme modèle cellulaire in vitro pour étudier le développement anormal de la barrière cutanée, comme c'est le cas dans le photovieillissement. Les effets du composé sur la viabilité cellulaire ont été déterminés par test colorimétrique au MTT. Cette étude a également mesuré la production de DRO à l'aide du dosage DCFH-DA. Les productions de MMP et de procollagène de type Iα1 ont été analysées par la méthode ELISA. La RT-PCR et le Western blot ont été réalisés pour tester les expressions de l'ARNm, et des protéines liées aux MMP et à la biosynthèse du procollagène de type I. RÉSULTAT L'effet de l'oléracone C contre le stress oxydatif médié par les UVB a été évalué en mesurant sa capacité à éliminer l'activation induite par les UVB des dérivés réactifs de l'oxygène (DRO). Le traitement par oléracone C a empêché la production de DRO intracellulaires. L'exposition aux UVB a augmenté la production de MMP (MMP-1, MMP-2 et MMP-9) par les kératinocytes et a diminué la production de procollagène de type I. Le traitement par oléracone C a inversé ces effets de l'exposition aux UVB. Le traitement par oléracone C a également diminué l'expression intracellulaire de MMP-1, MMP-2 et MMP-9, et a augmenté le taux de procollagène de type I. L'oléracone C a supprimé la phosphorylation de régulation à la hausse dépendante de l'exposition aux UVB de p38 et ERK1/2 dans la voie de la protéine kinase activée par des agents mitogènes (Mitogen-Activated Protein Kinase, MAPK). En outre, l'oléracone C a stimulé la production de collagène par la voie de signalisation de TGF-ß, qui active la synthèse du collagène dans les kératinocytes exposés aux UVB. CONCLUSION: Ces résultats indiquent raisonnablement une amélioration du potentiel de l'oléracone C contre le photovieillissement induit par les UVB des kératinocytes humains.