麥角硫因對傷口癒合以及抑制玻尿酸氧化降解的研究

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  • 10 個月 ago
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如何加速傷口癒合是一個重要的研究議題之一,傷口的癒合會經歷幾種狀態,體內平衡、發炎、肉芽形成、組織形成和組織重塑。其中玻尿酸(Hyaluronan , HA)扮演著關鍵的作用。

圖1. 殼聚醣(Chitosan)與玻尿酸(Hyaluronan)的複合膜(Ch/HA膜)之中,麥角硫因對於缺血性潰傷的功效。

玻尿酸的半衰期為 1-2 天。在暴露於紫外線照射的皮膚中,可作為自由基的清除劑和生理條件下的抗氧化劑。高莫耳濃度的玻尿酸也是軟骨和滑液的組成部分。高莫耳濃度玻尿酸的降解發生在炎症和氧化壓力下,並伴隨著滑液粘彈性的喪失。

在發炎階段,玻尿酸與纖維蛋白原結合以開始凝血。在增殖階段,玻尿酸將成纖細胞吸引到傷口部位。在細胞外基質內產生緩沖和結構組織。此外,玻尿酸 可以刺激金屬蛋白酶進行血管生成,同時促進角質形成細胞的遷移和增殖。在重塑(肉芽)階段,玻尿酸會導致正常和病理性瘢痕形成。另外,血清中 玻尿酸濃度的增加表明幾種發炎性皮膚病,例如銀屑病、進行性系統硬化症和皮肌炎。

為了研究麥角硫因(Ergothioneine)的抗氧化功能是否能幫助傷口癒合以及抑制玻尿酸的氧化降解,Valachova等人分別將麥角硫因、海西寧(Hercynine,已被證實為麥角硫因的合成前體)或組氨酸(Histidine,OH自由基以及單態氧的清除劑)添加到殼聚醣(Chitosan)與玻尿酸的複合膜(Ch/HA膜)之中。

選擇使用使用麥角硫因的原因是它是一種特殊的分子,在高濃度時沒有毒性,半衰期為 1 個月,並且不會被氧化。它可以保護皮膚免受紫外線傷害,但並未作為傷口敷料的成分進行檢查。而組氨酸和海西寧是用於在細菌中合成麥角硫因的成分。

延伸閱讀–麥角硫因:一種抗氧化保健食品

研究結果發現,100 µmol/L的麥角硫因能有效延緩OH自由基誘導的玻尿酸降解,50 µmol/L的麥角硫因則能保護玻尿酸在一小時內免於降解。做為正向對照組的組氨酸在濃度100 µmol/L時能顯著抑制玻尿酸的降解。組氨酸在 50 和 10 µmol/L 的濃度下也能延緩 HA 降解。然而作為麥角硫因合成前體的海西寧則無抑制玻尿酸降解的功能。

在兔子缺血性潰傷癒合的實驗中,第三天控制組傷口癒合程度為4%,只有Ch/HA膜的癒合程度為27%,混合麥角硫因則癒合效果達到56.2%。然而Ch/HA膜添加組氨酸只有30%。到了第6天,麥角硫因組達到80%的癒合率。添加組氨酸則不到60%的癒合率。第9天未處理的對照組癒合率為28%,Ch/HA膜73%,Ch/HA膜添加組氨酸81%,Ch/HA膜添加麥角硫因92%。而在12-15天所有組別的傷口都幾乎癒合。

從組織切片上也發現麥角硫因在傷口癒合上抑制了發炎反應的作用,傷口由非特異性顆粒組織組成,並存在肌成纖維細胞和膠原蛋白。

結論

麥角硫因和組氨酸在減弱玻尿酸氧化降解是有效的。而海西寧無效。添加麥角硫因和組氨酸,以CH / HA膜有助於兔子缺血性皮膚傷口癒合,以麥角硫因成效最好,尤其是在早期治療階段有更快的癒合速度。可以推測,麥角硫因添加後從生物聚合物膜中釋放出來,由 OCTN1 蛋白介導,允許其通過血流運輸到發炎症部位,這是由於皮膚含有高含量的麥角硫因。

麥角硫因被作為用於治療受傷皮膚的傷口敷料的成分,已經是最近一項專利申請的主題。麥角硫因是一種成熟且非常有效的抗氧化物質,它在生物體中作為堡壘和有效的細胞保護化合物,因此我們可以期望這項研究以及專利在未來能有商品化的應用。

#樂憶家金頂側耳 #麥角硫因

Impact of Ergothioneine, Hercynine, and Histidine on Oxidative Degradation of Hyaluronan and Wound Healing

參考文獻

Valachova, K., Svik, K., Biro, C., Collins, M. N., Jurcik, R., Ondruska, L., & Soltes, L. (2021). Impact of ergothioneine, hercynine, and histidine on oxidative degradation of hyaluronan and wound healing. Polymers13(1), 95.

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