Primjena NAD+ značajno smanjuje oštećenja kože izazvana UVC zračenjem, ublažavajući oksidativni stres, upalne procese, oštećenja DNA i staničnu apoptotsku aktivnost.

-> Preuzmite originalni članak

Mengmeng Li1, Mingchao Zhang1,2, Yin Zhang3, Yu Liang3, Weihai Ying1

1Med-X Research Institute and School of Biomedical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, P. R. China; 2Multiscale Research Institute of Complex Systems, Fudan University, Shanghai 200433, P. R. China; 3Department of Orthopedics, Ruijin Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, 197 Ruijin 2nd Road, Shanghai 200025, P. R. China

Zaprimljeno 6. ožujka 2023.; Prihvaćeno 4. travnja 2023.; Epub 15. travnja 2023.; Objavljeno 30. travnja 2023.

Sažetak: Ultraviolentno (UV) zračenje glavni je uzrok brojnih ozbiljnih kožnih oboljenja, uključujući rak kože. Stoga je ključno otkriti nove agense koji mogu pružiti snažan zaštitni učinak protiv UV-uzrokovanih oštećenja kože. U ovom smo istraživanju, koristeći mišji model, analizirali učinke NAD+ na UVC-inducirana oštećenja kože te ispitali mehanizme koji stoje iza tih učinaka. Dobiveni su sljedeći nalazi: Prvo, UVC-inducirana zelena autofluorescencija (AF) kože bila je visoko povezana s opsegom UVC-izazvanog oštećenja kože. Drugo, primjena NAD+ značajno je smanjila UVC-inducirana oštećenja kože. Treće, primjena NAD+ značajno je ublažila UVC-inducirani pad razina mitohondrijske superoksid dismutaze i katalaze. Četvrto, primjena NAD+ značajno je smanjila UVC-inducirano povećanje razine ciklooksigenaze (COX-2), markera upale. Peto, primjena NAD+ izrazito je smanjila UVC-inducirano povećanje oštećenja dvolančane DNA (dsDNA).
I šesto, primjena NAD+ značajno je ublažila UVC-inducirani pad omjera Bcl-2/Bax, pokazatelja apoptoze. Zajednički, naše istraživanje pokazuje da primjena NAD+ može snažno smanjiti UVC-inducirana oštećenja kože ublažavanjem oksidativnog stresa, upale, oštećenja DNA i apoptoze, što ukazuje na veliki potencijal NAD+ kao zaštitnog agensa protiv UVC-izazvanih oštećenja kože. Nadalje, rezultati upućuju na to da je zelena autofluorescencija kože koristan biomarker za predviđanje UVC-induciranog oštećenja kože.

Ključne riječi: NAD+, UV, oštećenje kože, apoptoza, zelena autofluorescencija

 

Uvod

NAD+ ima ključnu ulogu u brojnim biološkim procesima, uključujući stanični metabolizam energije, funkciju mitohondrija, odumiranje stanica, popravak DNA i imunološke funkcije . Sve veći broj istraživanja pokazuje da NAD+ može imati značajne povoljne učinke u različitim životinjskim modelima bolesti, uključujući ishemijsko oštećenje mozga i ishemijsko oštećenje miokarda . Stoga je opravdano dodatno istražiti učinke NAD+ u različitim modelima bolesti te detaljnije ispitati mehanizme putem kojih NAD+ djeluje na oštećenje tkiva i organa .

UV zračenje predstavlja ključni uzrok brojnih kožnih bolesti, uključujući rak kože . Ono može izazvati širok spektar patoloških promjena kože, poput fotooštećenja i karcinogeneze , što proizlazi iz njegove sposobnosti da potakne oksidativni stres, upalne procese, oštećenje DNA i apoptozu . Iako je više studija identificiralo različite spojeve s potencijalnim zaštitnim djelovanjem na kožu , i dalje je od iznimne važnosti otkriti nove agense koji mogu pružiti snažnu zaštitu od UV-induciranog oštećenja kože.

Postoje tri glavne vrste UV zračenja: UVA (320–400 nm), UVB (280–320 nm) i UVC (100–280 nm) . Zbog postupnog iscrpljivanja atmosferskog ozonskog omotača, količina UVC zračenja koja dopire do površine Zemlje raste, što postaje sve značajniji ekološki problem . Kao ionizirajuće zračenje, UVC je snažan mutirajući gen koji može uzrokovati rak i bolesti posredovane imunološkim sustavom . Većina istraživanja o zaštitnim agensima usmjerila se na spojeve koji štite od UVB- i UVA-induciranih oštećenja kože . Stoga je osobito vrijedno potražiti agense koji mogu značajno smanjiti UVC-inducirano oštećenje kože.

Izuzetno je važno identificirati biomarkere za neinvazivno predviđanje UV-induciranog oštećenja kože, što bi omogućilo raniju dijagnostiku i pravovremenu intervenciju . Naše nedavno istraživanje pokazalo je da je intenzitet zelene autofluorescencije kože pouzdan biomarker za predviđanje UVB/UVC-induciranog oštećenja kože . Međutim, potrebno je prikupiti dodatne dokaze kako bi se ova spoznaja dodatno potvrdila i učvrstila, s ciljem uspostavljanja ovog pristupa kao nove strategije u ranoj dijagnostici i intervenciji UV-induciranih oštećenja.

U ovom smo istraživanju usmjerili pažnju na procjenu učinaka NAD+ na UVC-inducirano oštećenje kože miševa te smo ispitali mehanizme koji stoje iza tih učinaka. Također smo dodatno procijenili valjanost metode predviđanja oštećenja kože temeljene na zelenoj autofluorescenciji. Naše je istraživanje pokazalo da primjena NAD+ može znatno smanjiti UVC-inducirano oštećenje kože ublažavanjem oksidativnog stresa, upale, oštećenja DNA i apoptoze. Nadalje, dobiveni rezultati dodatno potvrđuju valjanost metode temeljene na zelenoj autofluorescenciji u predviđanju UVC-induciranog oštećenja kože.

Materijali i metode

Materijali

Formalin, hematoksilin, eozin i NAD+ kupljeni su od tvrtke Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, SAD). Antitijela za SOD2 i Actin nabavljena su od Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA, SAD). Antitijelo za γ-H2AX kupljeno je od Abcam (Cambridge, UK). Antitijela za Bcl-2, Bax, katalazu i COX2 nabavljena su od Cell Signaling Technology (Boston, MA, SAD). Svi ostali reagensi bili su najviše dostupne komercijalne čistoće.

Priprema otopina NAD+

Otopina nosača pripremljena je miješanjem jednakih volumena PBS-a i glicerola. Zališna otopina NAD+ pripremljena je dodavanjem NAD+ u nosač do konačne koncentracije od 10 mg/ml. NAD+ je primijenjen na svako uho u dozi od 1 mg/cm².

Pokusi na životinjama

Mužjaci miševa soja C57BL/6, stari 6–8 tjedana i mase 18–22 g (Lingchang Biotechnology Co., LTD., Shanghai), držani su u SPF životinjskom objektu s kontroliranom temperaturom i vlagom. Svi pokusi provedeni su u skladu s protokolom odobrenim od strane Povjerenstva za bioetiku Škole biomedicinskog inženjerstva, Shanghai Jiao Tong University. Nakon jednog tjedna praćenja, miševi su bili izloženi UVC zračenju u dozama od 0, 0.3, 0.6 i 0.9 J/cm². Nakon 18–24 sata od zračenja, zelena autofluorescencija (AF) ušiju mjerena je dvofotonskim mikroskopom (Nikon, Shanghai, Kina). Tri dana nakon zračenja, uši su prikupljene i pohranjene na -80°C.

Snimanje zelene autofluorescencije kože: 

Snimanje zelene AF kože provedeno je prema ranije opisanoj metodi . AF kože ušiju miševa snimana je fluorescentnim mikroskopom (A1 Plus, Nikon Instech Co., Ltd., Tokyo, Japan) u načinu rada s jednim fotonom, uz pobudnu valnu duljinu od 488 nm i emisijsku od 500–530 nm. Kvantifikacija AF-a provedena je na sljedeći način: nasumično je odabrano šesnaest područja veličine 100 μm × 100 μm na snimkama. Izračunata je prosječna AF intenzitet svake slojevite strukture, nakon čega je sumirana prosječna AF vrijednost svih slojeva svakog područja te definirana kao AF intenzitet pojedinog područja.

Histološke analize

Histološke analize provedene su prema ranije opisanoj metodi . Biopsije kože s ušiju miševa uzete su i odmah stavljene u 4% (m/v) otopinu paraformaldehida. Nakon 12 do 24 sata provedena je parafinska obrada uzoraka. Hematoksilin-eozin (H&E) bojenje izvedeno je prema uputama proizvođača (C0105, Beyotime, Haimen, Kina).

Imunofluorescentno bojenje

Parafinske sekcije su odmastene i pripremljene, nakon čega su inkubirane u 0,2% Triton X-100 u PBS-u tijekom 10 minuta.

Slika 1. UVC uzrokuje oštećenje kože miševa ovisno o dozi. A, B. Zračenje UVC-om u dozama 0, 0.3, 0.6 i 0.9 J/cm² uzrokovalo je oštećenje kože miševa razmjerno primijenjenoj dozi. C. Doze zračenja bile su visoko korelirane s razinom oštećenja kože. Miševi su bili izloženi UVC zračenju u dozama 0, 0.3, 0.6 i 0.9 J/cm². Tri dana nakon zračenja, oštećenje kože ocijenjeno je H&E bojenjem. N = 3.*, P < 0,05; **, P < 0,01.Skalna traka = 100 μm.

Nakon ispiranja PBS-om, presjeci su blokirani s 10% kozjim serumom tijekom 1 h na sobnoj temperaturi, a zatim inkubirani s anti-γ-H2AX protutijelom (ab81299, Cell Signaling Technology, MA, SAD) u razrjeđenju 1:250 u PBS-u koji je sadržavao 1% kozjeg seruma, preko noći na 4°C. Nakon tri ispiranja PBS-om, presjeci su inkubirani s Alexa Fluor® 647 kozje anti-zečje IgG (H+L) sekundarnim protutijelom (1:500, Molecular Probes, Eugene, Oregon, SAD) u PBS-u s 1% kozjeg seruma tijekom 1 h na sobnoj temperaturi. Nakon tri ispiranja PBS-om, presjeci su kontrastno obojeni DAPI-jem (1:1000, Beyotime Institute of Biotechnology) u PBS-u tijekom 5 min na sobnoj temperaturi. Fluorescentne slike snimljene su konfokalnim mikroskopom Leica (Leica Microsystems, Wetzlar, Njemačka).

Western blot analiza

Koža ušiju miševa prikupljena je i lizirana u RIPA puferu (Millipore, Temecula, Kalifornija, SAD) koji je sadržavao 1% inhibitora proteaza, 1% inhibitora fosfataza (CWBio, Peking, Kina) i 1 mM fenilmetansulfonil fluorida. Lizati su centrifugirani pri 12 000 rpm tijekom 20 minuta na 4°C. Nakon kvantifikacije proteinskih uzoraka pomoću BCA Protein Assay Kita (Pierce Biotechnology, Rockford, Illinois, SAD), 30 μg ukupnog proteina elektroforetski je razdvojeno na 10% SDS-poliakrilamidnom gelu te prebačeno na nitrocelulozne membrane poroznosti 0.45 μm. Membrane su inkubirane preko noći na 4°C s primarnim protutijelima u sljedećim razrjeđenjima: anti-COX2 (Cat#12-282, Cell Signaling Technology, Danvers, MA) (1:1000), anti-SOD2 (sc-133134, Santa Cruz, Kalifornija, SAD) (1:2000), anti-katalaza (Cat#14097, Cell Signaling Technology, Danvers, MA) (1:2000), anti-Bcl-2 (Cat#3498, Cell Signaling Technology, Danvers, MA) (1:2000), anti-Bax (Cat#5023, Cell Signaling Technology, Danvers, MA) (1:2000), anti-γ-H2AX (ab81299, Abcam, Cambridge, UK) (1:4000), anti-Actin (sc-58673, Santa Cruz, Kalifornija, SAD) (1:1000). Nakon toga, membrane su inkubirane sa sekundarnim protutijelima konjugiranim s HRP-om: Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) (1:4000; Jackson ImmunoResearch, PA, SAD) ili HRP-konjugirano Goat Anti-Mouse IgG (1:4000; HA1006, HuaBio, Zhejiang, Kina). Proteinski signali vizualizirani su pomoću ECL sustava za detekciju (Thermo Scientific, Pierce, IL, SAD). Intenziteti traka kvantificirani su denzitometrijom korištenjem programa Image J.

 

Statistička analiza

Rezultati su prikazani kao srednje vrijednosti ± standardna pogreška srednje vrijednosti (SEM). Statistička analiza provedena je pomoću dvofaktorske analize varijance, nakon čega je primijenjen Bonferronijev post hoc test. Vrijednosti P manje od 0,05 smatrane su statistički značajnima.

Slika 2. UVC inducira porast intenziteta zelene autofluorescencije kože miševa, ovisno o dozi. A, B. Zračenje UVC-om u dozama 0, 0.3, 0.6 i 0.9 J/cm² uzrokovalo je značajno i dozi ovisno povećanje zelene AF kože miševa. C. Doze zračenja bile su visoko korelirane s razinama intenziteta zelene AF. D. Uočena je visoka korelacija između intenziteta zelene AF i razine oštećenja kože. Miševi su bili izloženi UVC zračenju u dozama 0, 0.3, 0.6 i 0.9 J/cm². Osamnaest do 24 sata nakon zračenja, zelena AF kože određena je konfokalnim mikroskopom. N = 9.*, P < 0,05; ***, P < 0,001. Skalna traka = 20 μm.

Rezultati

Primjena NAD+ značajno je smanjila UVC-inducirano oštećenje kože i porast zelene autofluorescencije kože miševa

Procijenili smo učinke zračenja UVC-om u dozama 0, 0.3, 0.6 i 0.9 J/cm² na oštećenje kože miševa. Zračenje u tim dozama uzrokovalo je značajno oštećenje kože (Slika 1A). Kvantifikacija oštećenja pokazala je da UVC izaziva izraženo i o dozi ovisno oštećenje kože (Slika 1B). Također, doze zračenja bile su visoko korelirane s razinom oštećenja kože (Slika 1C).

Ispitali smo i učinke UVC zračenja u dozama 0, 0.3, 0.6 i 0.9 J/cm² na intenzitet zelene autofluorescencije kože. Zračenje je uzrokovalo jasno vidljiv porast zelene AF kože miševa (Slika 2A). Kvantifikacija intenziteta AF-a potvrdila je da UVC značajno i dozi ovisno povećava zelenu AF kože (Slika 2B). Doze zračenja bile su snažno korelirane s razinama AF intenziteta (Slika 2C). Nadalje, uočena je visoka korelacija između intenziteta zelene AF i razine oštećenja kože (Slika 2D).

Dalje smo procijenili učinak primjene NAD+ na UVC-inducirano oštećenje kože. Primjena NAD+ izrazito je smanjila oštećenje kože izazvano UVC-om (Slika 3A). Kvantifikacija podataka pokazala je da NAD+ značajno smanjuje UVC-inducirano oštećenje kože (Slika 3B). Primjena NAD+ također je jasno ublažila UVC-inducirani porast intenziteta zelene AF kože (Slika 3C). Kvantitativna analiza pokazala je da NAD+ značajno smanjuje UVC-inducirano povećanje intenziteta zelene AF (Slika 3D).

Primjena NAD+ značajno je ublažila UVC-inducirano smanjenje razina mitohondrijske superoksid dismutaze (SOD2) i katalaze, kao i UVC-inducirano povećanje razina COX2 u koži miševa.

Slika 3. Primjena NAD+ izrazito je ublažila UVC-inducirano oštećenje kože i UVC-inducirani porast zelene autofluorescencije kože miševa. A, B. Primjena NAD+ značajno je smanjila UVC-inducirano oštećenje kože. N = 3. ***, P < 0,001. Skalna traka = 100 μm. C, D. Primjena NAD+ značajno je ublažila UVC-inducirani porast intenziteta zelene AF kože miševa. Nakon primjene 1 mg/kg NAD+, miševi su bili izloženi UVC zračenju u dozi od 0.6 J/cm². Tri dana nakon zračenja, oštećenje kože ocijenjeno je H&E bojenjem, dok je zelena AF kože određena konfokalnim mikroskopom. N = 10. ***, P < 0,001. Skalna traka = 20 μm.

Pronašli smo da je UVC uzrokovao značajno smanjenje aktivnosti SOD2 u koži miševa, a taj je učinak bio značajno ublažen primjenom NAD+ (Slike 4A i 4B). UVC je također uzrokovao značajno smanjenje razina katalaze u koži miševa, što je primjena NAD+ izrazito ublažila (Slike 4C i 4D).

Dalje smo utvrdili da je UVC izazvao značajno povećanje razina COX2 — markera upale — u koži miševa (Slike 5A i 5B). Primjena NAD+ značajno je smanjila UVC-inducirano povećanje razina COX2 (Slike 5A i 5B).

Primjena NAD+ značajno je ublažila UVC-inducirano povećanje oštećenja dvolančane DNA (dsDNA) u koži miševa

Naši Western blot rezultati pokazali su da je UVC uzrokovao značajno povećanje fosforiliranih razina γ-H2AX — pokazatelja oštećenja dvolančane DNA (Slike 6A i 6B). Primjena NAD+ spriječila je UVC-inducirano povećanje γ-H2AX (Slike 6A i 6B). Imunofluorescentno bojenje također je pokazalo da je UVC uzrokovao jasno povećanje razina γ-H2AX proteina, što je bilo spriječeno primjenom NAD+ (Slika 6C).

Primjena NAD+ značajno je ublažila UVC-inducirano smanjenje omjera Bcl-2/Bax u koži miševa

Dalje smo ispitali učinke primjene NAD+ na UVC-inducirane apoptotske signale. UVC je uzrokovao značajno smanjenje razina Bcl-2 — ključnog antiapoptotskog proteina — a taj je pad bio spriječen primjenom NAD+ (Slike 7A i 7B). Suprotno tome, UVC nije značajno utjecao na razine Bax-a — važnog proapoptotskog proteina — a ni primjena NAD+ nije mijenjala njegove razine (Slike 7A i 7C). Sveukupno, UVC je uzrokovao značajno smanjenje omjera Bcl-2/Bax, što je primjena NAD+ značajno ublažila (Slika 7D).

Rasprava

Glavni nalazi našeg istraživanja uključuju sljedeće: Prvo, UVC-inducirana zelena autofluorescencija kože bila je visoko povezana s opsegom UVC-izazvanog oštećenja kože. Drugo, primjena NAD+ izrazito je smanjila UVC-inducirano oštećenje kože. Treće, primjena NAD+ značajno je ublažila UVC-inducirano smanjenje razina mitohondrijske superoksid dismutaze i katalaze u koži. Četvrto, primjena NAD+ značajno je smanjila UVC-inducirano povećanje razine COX2 u koži.
Peto, primjena NAD+ izrazito je smanjila UVC-inducirano povećanje oštećenja dvolančane DNA (dsDNA) u koži. I šesto, primjena NAD+ značajno je ublažila UVC-inducirani pad omjera Bcl-2/Bax u koži.

Slika 4. Primjena NAD+ značajno je ublažila UVC-inducirano smanjenje razina SOD2 i katalaze u koži miševa. A, B. UVC je uzrokovao značajno smanjenje razina SOD2 u koži miševa, što je bilo značajno ublaženo primjenom NAD+. N = 16; *, P < 0,05. C, D. UVC je uzrokovao značajno smanjenje razina katalaze u koži miševa, što je također bilo značajno ublaženo primjenom NAD+. Nakon primjene NAD+ u dozi od 1 mg/kg, miševi su bili izloženi UVC zračenju u dozi od 0,6 J/cm². Jedan sat nakon zračenja, razine SOD2 i katalaze u koži određene su Western blot analizom. N = 6; *, P < 0,05.

Slika 5. Primjena NAD+ značajno je ublažila UVC-inducirano povećanje razina COX2 u koži miševa. A, B. UVC je uzrokovao značajno povećanje razina COX2 u koži miševa, što je primjena NAD+ značajno ublažila. Nakon primjene 1 mg/kg NAD+, miševi su bili izloženi UVC zračenju u dozi od 0.6 J/cm². Jedan sat nakon zračenja, razine COX2 u koži određene su Western blot analizom. N = 6; *, P < 0,05; **, P < 0,01; ***, P < 0,001.

 

Ultravioletno (UV) zračenje jedan je od glavnih čimbenika rizika za razvoj brojnih kožnih bolesti, uključujući i rak kože . Iako je dosadašnje istraživanje identificiralo više zaštitnih spojeva, iznimno je važno otkriti nove tvari koje mogu pružiti snažnu zaštitu od oštećenja kože uzrokovanih UV zračenjem. Zbog postupnog osiromašenja ozonskog omotača, razina UVC zračenja na površini Zemlje raste i postaje sve veći ekološki problem . Budući da je riječ o ionizirajućem zračenju, UVC je snažan mutagen koji može uzrokovati rak i imunološki posredovane bolesti . Stoga je iznimno vrijedno istražiti spojeve koji mogu značajno smanjiti UVC-inducirana oštećenja kože. Naše istraživanje pružilo je snažne dokaze da je NAD+ vrlo učinkovit spoj koji može smanjiti oštećenja kože izazvana UVC zračenjem. Također smo utvrdili mehanizme koji stoje iza ovog zaštitnog učinka: NAD+ umanjuje UVC-inducirana oštećenja smanjenjem oksidativnog stresa, upale, oštećenja DNA i apoptoze.

Naše je istraživanje dodatno rasvijetlilo mehanizme zaštitnog djelovanja NAD+ na UVC-inducirana oštećenja kože: utvrdili smo da primjena NAD+ značajno ublažava UVC-inducirani pad omjera Bcl-2/Bax, ključnog pokazatelja apoptotskih signala. To upućuje na to da NAD+ smanjuje oštećenje kože barem djelomično tako što umanjuje UVC-induciranu apoptozu stanica kože. Budući da je oštećenje dvolančane DNA (dsDNA) snažan pokretač apoptoze , naš nalaz da NAD+ smanjuje UVC-inducirani porast dsDNA oštećenja dodatno sugerira da NAD+ smanjuje apoptozu barem djelomično upravo kroz smanjenje takvog oštećenja DNA.

Slika 6. Primjena NAD+ značajno je ublažila UVC-inducirano povećanje razine γ-H2AX u koži miševa. A, B. UVC je izazvao značajno povećanje razine proteina γ-H2AX u koži miševa, što je primjenom NAD+ bilo značajno smanjeno. C. Imunofluorescentna analiza pokazala je da je UVC uzrokovao porast razine proteina γ-H2AX u koži miševa, koji je primjenom NAD+ bio ublažen. Nakon što su miševima primijenjene doze NAD+ od 1 mg/kg, životinje su izložene UVC zračenju u dozi od 0.6 J/cm². Sat vremena nakon zračenja, razine γ-H2AX u koži analizirane su Western blot metodom ili imunofluorescentnim bojenjem. N = 7. *, P < 0.05. Skala = 20 μm.

 

Budući da je UVC ionizirajuće zračenje, ono može izazvati povećani oksidativni stres u koži , što je važan patološki čimbenik u UVC-induciranom oštećenju kože. Stoga je očekivano da je UVC u našem istraživanju doveo do smanjenja aktivnosti katalaze i SOD2. Naše istraživanje pokazalo je da primjena NAD+ može značajno ublažiti UVC-inducirani pad aktivnosti SOD2 i katalaze, što upućuje na to da NAD+ smanjuje oštećenje kože izazvano UVC-om barem djelomično kroz smanjenje oksidativnog stresa. Budući da je oksidativni stres poznat poticatelj dvolančanih oštećenja DNA i apoptoze , naši nalazi sugeriraju da bi primjena NAD+ mogla ublažiti UVC-inducirani porast oštećenja DNA i apoptoze barem djelomično upravo smanjenjem oksidativnog stresa.

Upala je ključni patološki čimbenik u UV-induciranom oštećenju kože . Naše istraživanje pokazalo je da NAD+ značajno ublažava UVC-inducirano povećanje razine COX2, što upućuje da smanjenje upalnih procesa može biti još jedan važan mehanizam koji stoji iza zaštitnih učinaka NAD+ u UVC-induciranom oštećenju kože.

Naša dosadašnja istraživanja pokazala su da je zeleni autofluorescentni signal kože novi biomarker za dijagnostiku više ozbiljnih bolesti, uključujući akutni ishemijski moždani udar i rak pluća . Nadalje, naše nedavno istraživanje pokazalo je da je intenzitet zelenog autofluorescentnog signala kože pouzdan biomarker za predviđanje oštećenja kože izazvanih UVC-om . Trenutačno istraživanje dodatno potvrđuje tu tvrdnju: UVC-inducirani zeleni autofluorescentni signal kože snažno je korelirao s razinom oštećenja kože izazvanog UVC-om. Stoga ova metoda ima značajan potencijal za buduću primjenu u predviđanju oštećenja kože izazvanog UVC zračenjem.

Zaključno, naše istraživanje je ne samo identificiralo NAD+ kao novi agens koji može umanjiti oštećenja kože uzrokovana UVC zračenjem, nego je pružilo i dodatne dokaze o valjanosti naše tehnologije za predviđanje oštećenja kože izazvanog UVC-om. Potrebna su daljnja istraživanja kako bi se u potpunosti razjasnili mehanizmi koji stoje iza učinkovitosti ove tehnologije.

Slika 7. NAD+ primjena značajno je ublažila UVC-inducirani pad omjera Bcl-2/Bax u koži miševa. A, B. UVC je uzrokovao značajno smanjenje razine Bcl-2, što je spriječeno prethodnom primjenom NAD+. A, C. UVC nije značajno utjecao na razine Bax proteina, a NAD+ pre-primjena također nije mijenjala Bax. D. UVC je uzrokovao značajno smanjenje omjera Bcl-2/Bax, a NAD+ primjena je spriječila taj pad. Nakon što su miševi primili 1 mg/kg NAD+, bili su izloženi UVC zračenju u dozi od 0.6 J/cm². Jedan sat nakon zračenja razine Bcl-2 i Bax u koži određene su Western blot analizom. N = 6; *P < 0,05.

Zahvale

Autori zahvaljuju na financijskoj potpori Shanghai Municipal Science and Technology Major Project (Grant No. 2017SHZDZX01) (za W.Y.) te SJTUSTAR Medical-Engineering Interdisciplinary Youth Fundu koji financira Shanghai Jiao Tong University (YG2019QNA36) (za Y.Z.).

Sukob interesa

Nema.

Za korespondenciju se obratiti:
Dr. Weihai Ying, School of Biomedical Engineering and Med-X Research Institute, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, NR Kina.
E-mail: weihaiy@sjtu.edu.cn

Dr. Mingchao Zhang, Multiscale Research Institute of Complex Systems, Fudan University, Shanghai 200433, NR Kina.
E-mail: 1058697003@qq.com

Reference

Ying W. NAD+ and NADH in cellular functions and cell death. Front Biosci 2006; 11: 3129-3148.
 Ying W. NAD+/NADH and NADP+/NADPH in cellular functions and cell death: regulation and biological consequences. Antioxid Redox Signal 2008; 10: 179-206. Zhang M and Ying W. NAD(+) deficiency is a com- mon central pathological factor of a number of diseases and aging: mechanisms and therapeutic implications. Antioxid Redox Signal 2019; 30: 890-905.
Ying W, Wei G, Wang D, Wang Q, Tang X, Shi J, Zhang P and Lu H. Intranasal administration with NAD+ profoundly decreases brain injury in a rat mod- el of transient focal ischemia. Front Biosci 2007; 12: 2728-2734. 
Zhang Y, Wang B, Fu X, Guan S, Han W, Zhang J, Gan Q, Fang W, Ying W and Qu X. Exogenous NAD(+) administration significantly protects against myocardial ischemia/reperfusion injury in rat model. Am J Transl Res 2016; 8: 3342- 3350. 
Chen H, Weng QY and Fisher DE. UV signaling pathways within the skin. J In- vest Dermatol 2014; 134: 2080-2085. 
D’Orazio J, Jarrett S, Amaro-Ortiz A and Scott T. UV radiation and the skin. Int J Mol Sci 2013; 14: 12222-12248. 
 Elwood JM and Jopson J. Melanoma and sun exposure: an overview of published studies. Int J Cancer 1997; 73: 198-203. 
Burke KE. Mechanisms of aging and development-A new understanding of environmental damage to the skin and prevention with topical antioxidants. Mech Ageing Dev 2018; 172: 123-130. 
 de Jager TL, Cockrell AE and Du Plessis SS. Ultraviolet light induced generation of reactive oxygen species. Adv Exp Med Biol 2017; 996: 15-23. 
Mullenders LHF. Solar UV damage to cellular DNA: from mechanisms to biological effects. Photochem Photobiol Sci 2018; 17: 1842- 1852. 
Guan LL, Lim HW and Mohammad TF. Sunscreens and photoaging: a review of current literature. Am J Clin Dermatol 2021; 22: 819- 828. 
Mancuso JB, Maruthi R, Wang SQ and Lim HW. Sunscreens: an update. Am J Clin Dermatol 2017; 18: 643-650. 
Mohania D, Chandel S, Kumar P, Verma V, Digvijay K, Tripathi D, Choudhury K, Mitten SK and Shah D. Ultraviolet radiations: skin defense-damage mechanism. Adv Exp Med Biol 2017; 996: 71-87. 
 Zhang M and Ying W. UV-induced skin’s green autofluorescence is a biomarker for both non-invasive evaluations of the dosages of UV exposures of the skin and non-invasive prediction of UV-induced skin damage. Photochem Photobiol Sci 2023; 22: 159-168.
Murakami A and Ohigashi H. Targeting NOX, INOS and COX-2 in inflammatory cells: chemoprevention using food phytochemicals. Int J Cancer 2007; 121: 2357-2363. Rogakou EP, Boon C, Redon C and Bonner WM. Megabase chromatin domains involved in DNA double-strand breaks in vivo. J Cell Biol 1999; 146: 905-916. 
Ploumaki I, Triantafyllou E, Koumprentziotis IA, Karampinos K, Drougkas K, Karavolias I, Tront- zas I and Kotteas EA. Bcl-2 pathway inhibition in solid tumors: a review of clinical trials. Clin Transl Oncol 2023; .
 Roos WP and Kaina B. DNA damage-induced cell death by apoptosis. Trends Mol Med 2006; 12: 440-450.
 Cooke MS, Evans MD, Dizdaroglu M and Lunec J. Oxidative DNA damage: mechanisms, mutation, and disease. FASEB J 2003; 17: 1195- 1214.
Sinha K, Das J, Pal PB and Sil PC. Oxidative stress: the mitochondria-dependent and mitochondria-independent pathways of apoptosis. Arch Toxicol 2013; 87: 1157-1180. Hruza LL and Pentland AP. Mechanisms of UV- induced inflammation. J Invest Dermatol 1993; 100: 35S-41S.
 Ying W. Phenomic studies on diseases: potential and challenges. Phenomics 2023; 1-15.