青蒿素在皮肤学领域的功效越来越得到科研人员的认可。不少品牌开始将青蒿素作为其产品的核心成分。在最近的一项研究中，武汉市第一医院、重庆市中医院、湖北中医药大学等机构研究了青蒿素的一种衍生物：青蒿琥酯。研究发现，青蒿琥酯可以增加β-catenin表达，从而改善紫外线诱导的皮肤光老化。
青蒿琥酯(Art)是青蒿素的半合成衍生物，本身具有抗疟疾、抗氧化、抗炎、抗癌等多种生物活性，同时具有很好的药理安全性。在这项研究中，科学家们利用了体外HaCaT细胞模型和小鼠模型，研究了Art对紫外线照射下皮肤光老化的抑制作用。其中，β-catenin（β-连环蛋白）与Art的治疗效果息息相关，是一个关键因子。
在紫外线照射的HaCaT细胞中，青蒿琥酯可减少细胞衰老、细胞内ROS的产生并增加SOD的表达
研究人员在实验伊始，首先确定了Art在HaCaT细胞中的安全性。从MTT检测结果来看，Art的TC50值为52.09 μg/ml。基于此，后续实验浓度采用了1、5和20 μg/ml。在抵御光老化的测试中，研究人员对比了Art处理前后，HaCaT细胞中SA-β-gal的变化情况。Art预处理显著降低了UV照射下HaCaT细胞种衰老因子SA-β-gal的表达，且呈剂量依赖性。因此，Art预处理可以有效预防UVB辐射诱导的细胞衰老。
为了阐明Art保护HaCaT细胞免受UVB损失的机制，研究人员用流式细胞术检测了细胞内ROS水平。数据显示，UVB照射后细胞内ROS水平高于对照组。但在5和20 μg/ml Art预处理后，细胞内ROS水平明显降低。此外，研究组还检测了主要的内源性抗氧化剂SOD，发现Art预处理显著提高其在UVB照射后细胞中的表达。综上所述，Art预处理(特别是20 μg/ml)可减少紫外线照射下HaCaT细胞的衰老，减少细胞内ROS的产生，同时增加细胞内SOD的表达。
图表 1 在紫外线照射的HaCaT细胞中，青蒿琥酯可减少细胞衰老、细胞内ROS的产生并增加SOD的表达
在紫外线照射的HaCaT细胞中，艺术处理可减弱p16INK4a的表达，并增加β-catenin
p16INK4a是一种细胞衰老标志物，而β-catenin则是细胞生长标志物。研究人员发现，与对照细胞相比，UVB辐射后HaCaT细胞中p16INK4a的表达显著上调，而Art预处理明显降低了其表达，且呈剂量依赖性。此外，在uvb照射的细胞中，β-catenin的表达则低于对照组，而Art预处理能显著提高其表达。
青蒿琥酯提高细胞活力，抑制紫外线照射下HaCaT细胞凋亡
在辐射后24、48和72 h后，分别用1、5和20 μg/ml Art预处理2 h，并用100 mJ/cm2 UVB照射5 d(每天15 min)，通过CCK-8检测HaCaT细胞的细胞活力。与对照细胞相比，UVB照射细胞的生长速度明显减慢。随着Art浓度的增加，uvb照射细胞的生长速度逐渐增加。这表明Art预处理可以改善UVB辐射对细胞生长的抑制作用。
UVB照射24 h后，再检测各组细胞凋亡情况。结果显示，UVB辐射组细胞凋亡水平高于对照组。在Art预处理下，细胞凋亡水平则得到减少，且呈剂量依赖性。通过激光扫描共聚焦进一步观察HaCaT细胞凋亡的形态学变化，与对照组相比，UVB照射后损伤细胞比例明显增加，但Art预处理抑制了UVB辐射引起的细胞损伤。
图 2青蒿琥酯提高细胞活力，抑制紫外线照射下HaCaT细胞凋亡
青蒿琥酯改善了紫外线照射介导的细胞衰老，对正常细胞没有毒副作用
为了确定Art预处理仅对UVB照射介导的衰老细胞有治疗作用，而对正常细胞无毒副作用，研究团队将HaCaT细胞分为对照组、20 μg/ml Art组、UVB照射组和UVB + 20 μg/ml Art组。CCK-8结果显示，20 μg/ml Art预处理不仅能明显增强衰老细胞的增殖，还能明显增强正常细胞的增殖。此外，UVB照射后细胞凋亡明显增加，但20 μg/ml Art预处理明显抑制细胞凋亡。不仅如此， 20 μg/ml Art预处理也能减少正常细胞的凋亡。也就是说，无论是UVB照射的细胞还是正常细胞，经过Art预处理后，损伤细胞的比例都明显降低。另外，从细胞衰老指标SA-β-gal染色结果来看，20 μg/ml Art预处理显著抑制UVB照射细胞和正常细胞的衰老。
图表 3 Art改善了紫外线照射介导的细胞衰老，对正常细胞没有毒副作用
青蒿琥酯处理通过增加β-catenin的表达，减少了紫外线照射下HaCaT细胞的衰老、p16INK4a的表达和细胞内ROS的产生，并增加了SOD的表达
前面的实验验证了紫外应激会增加细胞衰老标志物p16INK4a的表达、减少细胞增殖标志物β-catenin的表达。为了研究β-catenin在辐照驱动的皮肤光老化中的作用，研究团队设计了针对β-catenin的shRNA来沉默β-catenin。从结果来看，与对照组相比，sh-β-catenin显著加剧了UVB照射下HaCaT细胞中β-catenin表达的下降。然而，在sh-β-catenin转染下，Art显著提高了β-catenin的表达。western blot的结果表明，sh-β-catenin能显著增强UVB照射下HaCaT细胞中p16INK4a的表达，而Art处理后p16INK4a的表达明显减弱。免疫荧光法检测ROS的表达后发现， UVB照射后ROS表达增加，转染sh-β-catenin后ROS表达更是进一步加剧。然而，Art处理显著降低了转染sh-β-catenin后细胞中ROS的表达。此外，对于细胞内的SOD，同样也有相似的结果。综上所述，Art预处理可抑制UVB照射HaCaT细胞后的衰老、抑制p16INK4a表达、抑制细胞内ROS生成、增加SOD表达，且与β-catenin表达增加密切相关。
图表 4 Art处理通过增加β-catenin的表达，减少了紫外线照射下HaCaT细胞的衰老、p16INK4a的表达和细胞内ROS的产生，并增加了SOD的表达
青蒿琥酯通过增加β-catenin的表达，抑制细胞凋亡，促进紫外线照射下HaCaT细胞的增殖
同样的思路下，研究团队发现sh-β-catenin沉默β-catenin后，明显加剧了UVB照射下HaCaT细胞的凋亡。Art治疗明显促进了UVB照射下β-catenin敲低细胞的增殖。通过形态学变化观测来观测细胞凋亡，得到了同样的趋势结果。综上所述，Art处理通过提高β-catenin的表达来抑制UVB照射下细胞的凋亡。
图表 5 青蒿琥酯通过增加β-catenin的表达，抑制细胞凋亡，促进紫外线照射下HaCaT细胞的增殖
青蒿琥酯通过增加β-catenin的表达来改善紫外线照射小鼠皮肤的光老化
接着，研究团队采用了小鼠皮肤光损伤模型来进一步观察了Art处理和β-catenin沉默对紫外线照射小鼠皮肤光老化的影响。对照组小鼠皮肤光滑，颜色正常，有弹性，无皱纹和下垂。受UVB照射的小鼠皮肤出现褐色斑块、粗糙、皱纹、鳞状皮肤、且缺乏弹性。注射sh-β-catenin后，UVB照射小鼠皮肤收缩、皱纹加深、棕色斑块和鳞状突出、出现皮革样外观。而经Art处理后，小鼠皮肤光老化明显改善。当β-catenin表达被抑制时，Art的治疗效果减弱。WUVB照射后，与对照组相比，皮肤组织中β-catenin表达降低；而沉默β-catenin明显加重了UVB照射诱导的β-catenin表达下降。反之，Art处理明显提高了注射sh-β-catenin后UVB照射小鼠皮肤组织中β-catenin的表达。
图表 6 青蒿琥酯通过增加β-catenin的表达来改善紫外线照射小鼠皮肤的光老化
青蒿琥酯通过增加β-catenin的表达，抑制紫外线照射小鼠皮肤组织的凋亡和细胞内ROS的产生，促进SOD的产生
前部分实验中已经证明了在UVB照射的细胞模型中，Art能够抑制UVB诱导下的细胞凋亡，胞内ROS，并促进SOD的产生。在这一部分中，研究人员进一步证明了在小鼠模型中同样如此。沉默β-catenin可显著加剧UVB照射下皮肤组织的凋亡。然而，Art治疗则能够改善UVB照射和sh-β-catenin所诱导的皮肤组织凋亡。同时，Art处理也明显抑制了UVB照射和β-catenin敲低诱导的ROS的产生，促进了SOD的生成。
图表 7 青蒿琥酯通过增加β-catenin的表达，抑制紫外线照射小鼠皮肤组织的凋亡和细胞内ROS的产生，促进SOD的产生
青蒿琥酯增加β-catenin的表达改善紫外线照射诱导的皮肤组织胶原纤维和弹性纤维损伤
在研究的最后，团队利用Masson染色法检测各组皮肤组织中胶原纤维含量。对照组胶原纤维排列完整，而UVB照射下的皮肤组织中胶原纤维则明显减少。此外，sh-β-catenin诱导的β-catenin沉默显著加剧了UVB照射下皮肤组织胶原纤维的减少。Art治疗显著改善了上述胶原纤维降解。与此同时，Weigert染色法则用以评价皮肤组织的弹性纤维。对照组皮肤弹性纤维整齐。UVB照射后，部分弹性纤维断裂、异常增生、卷曲、分叉、交织，并因β-catenin敲低而得到加剧。而Art治疗显著改善了UVB照射和β-catenin沉默引起的弹性纤维损伤。
图表 8 青蒿琥酯增加β-catenin的表达改善紫外线照射诱导的皮肤组织胶原纤维和弹性纤维损伤
总结来说，这项研究做了非常详实的数据，证实了青蒿琥酯能够通过增强β-catenin的表达来缓解UVB照射引起的皮肤光老化。鉴于青蒿素是护肤领域一个冉冉升起的新星，关于其衍生物的研究也有望为其在化妆品中的应用增加一份信心。