沙棘籽油纳米乳膏对特应性皮炎小鼠皮肤屏障修复的影响研究

孙欣瑶, 李心悦, 付芳影, 罗絮, 吴诺雅, 王楚宣, 郑丰杰, 姚舜宇

【作者机构】 北京中医药大学中医学院
【分 类 号】 R275.9
【基    金】 中央引导地方科技发展资金项目——京津冀重点产业链成果转化项目(246Z2403G) 北京中医药大学大学生创新训练计划项目(X202410026062)。
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沙棘籽油纳米乳膏对特应性皮炎小鼠皮肤屏障修复的影响研究

沙棘籽油纳米乳膏对特应性皮炎小鼠皮肤屏障修复的影响研究

孙欣瑶 李心悦 付芳影 罗 絮 吴诺雅 王楚宣 郑丰杰 姚舜宇

北京中医药大学中医学院,北京 100029

[摘要] 目的 探讨沙棘籽油纳米乳膏对特应性皮炎(AD)小鼠皮肤屏障修复的影响。方法 选取SPF级雄性BALB/c小鼠42只,按照随机数字表法将其分正常组、模型组、阳性药组、基质组、低剂量组、中剂量组、高剂量组,每组6只。除正常组外,其余各组小鼠涂抹2,4-二硝基氟苯溶液反复刺激皮肤建立AD模型;造模成功后,正常组及模型组正常饲养,阳性药组涂抹0.1%泼尼松龙乳膏1 g,基质组涂抹沙棘籽油纳米乳膏基质1 g,低、中、高剂量组分别涂抹含16.0%、27.6%、43.2%沙棘籽油含量的沙棘籽油纳米乳膏1 g,1次/d,连续7 d。比较各组小鼠的皮损评分,皮肤含水量、经皮水分丢失(TEWL)、pH值及角蛋白1、神经酰胺(CER)含量。结果 与模型组比较,基质组及低、中、高剂量组红斑、干燥/脱屑、剥脱/糜烂评分及总分降低(P<0.05)。与基质组比较,低、中、高剂量组红斑、干燥/脱屑、剥脱/糜烂评分及总分降低(P<0.05)。与正常组比较,模型组皮肤含水量及角蛋白1、CER含量降低,TEWL、pH值升高(P<0.05)。与模型组比较,低、中、高剂量组皮肤含水量及角蛋白1、CER含量升高,pH值降低(P<0.05);基质组及低、中、高剂量组TEWL降低(P<0.05)。与基质组比较,低、中、高剂量组皮肤含水量及角蛋白1、CER含量升高,TEWL、pH值降低(P<0.05)。结论 沙棘籽油纳米乳膏可有效改善AD模型小鼠皮肤的皮损程度,可能通过影响TEWL、pH值、皮肤含水量及角蛋白1、CER含量而修复AD皮肤屏障。

[关键词] 特应性皮炎;沙棘籽油;皮肤屏障;小鼠

特应性皮炎(atopic dermatitis,AD)是临床常见的慢性、复发性、炎症性皮肤疾病。流行病学资料显示,我国成人AD的患病率为6.13%,1~7岁儿童患病率达12.94%,1~12个月婴儿患病率达30.48%[1-2]。AD的反复发作严重影响患者的身心健康和生活质量,给社会医疗带来了沉重负担[3-4]。AD的发病机制涉及遗传、环境、感染、免疫反应和皮肤屏障受损等,而皮肤屏障受损是AD发生的重要病因[5]。皮肤屏障位于皮肤的最上层,是由蛋白质和脂质构成的复合体,其结构通常被称为“砖和砂浆”[6]。富含蛋白质的角质细胞嵌入细胞间基质中,类似“砖块”,塑造了角质层的机械强度,其中80%为角质形成细胞(keratinocyte,KC);“砂浆” 成分即细胞间的非极性脂质,主要由神经酰胺(ceramide,CER)、胆固醇和游离脂肪酸组成,故修复皮肤屏障是治疗AD的主要手段,而改善KC和CER对于修复皮肤屏障至关重要[7]

沙棘是一种药食同源的中药[8]。沙棘籽可压榨成沙棘籽油,其中含有超过85%的不饱和脂肪酸和丰富的甾醇,能滋润皮肤、延缓皮肤衰老、改善皮肤微循环、保持肌肤光滑有弹性[9]。研究表明,沙棘及其衍生物可以治疗AD,尤其对皮肤屏障的修复作用显著[10]。本研究旨在探讨其是否通过改善KC和CER等来修复皮肤屏障。

1 对象与方法

1.1 实验动物

6~8周龄健康SPF级雄性BALB/c小鼠42只,体重18~22 g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司,实验动物使用许可证号:SYXK[北京]2023-0011,实验动物生产许可证号:SCXK[北京]2021-0006,实验动物合格证号:110011241108524732。小鼠饲养于北京中医药大学良乡校区动物实验室动物房IVC通气笼,环境温度(23±2)℃,湿度40%~60%,每天自由饮水进食。本研究经北京中医药大学学术委员会实验动物伦理分委员会批准(BUCM-2024090601-3213)。

1.2 主要仪器与试剂

2,4-二硝基氟苯(2,4-dinitrofluorobenzene,DNFB)(美国Sigma公司,M24318031);蓖麻油聚氧乙烯醚(上海麦克林生化科技股份有限公司,61791-12-6);肉豆酸异丙酯(山东西亚化学有限公司,I811858);二乙二醇乙醚(上海麦克林生化科技股份有限公司,D806762);沙棘籽油(上海源叶生物科技有限公司,S27305);角蛋白1 ELISA试剂盒(武汉云克隆科技股份有限公司,SEA492Mu);小鼠神经酰胺ELISA试剂盒[赞城(天津)科技有限公司,AE5714A]。

MPA4型皮肤多探头测试仪(德国Courage+Khazakz公司);伯乐iMark吸收光酶标仪(美国Bio-Rad公司);MV-100涡旋混匀仪(武汉赛维尔生物科技有限公司);Zetasizer 3000马尔文激光散射粒径测定仪(英国马尔文仪器有限公司);ST16R高速冷冻离心机(美国Thermo Sorvall公司)。

1.3 实验分组及处理

1.3.1 药物制备 沙棘籽油纳米乳膏制备参照Shen等[11]制备沙棘籽油纳米乳膏工艺,肉豆酸异丙酯∶聚氧乙烯蓖麻油∶沙棘籽油=5%∶16%∶20%,助乳化剂为二乙二醇乙醚,质量比(Km)=4∶1。处方用200 r/min的恒温磁力搅拌器配制5 min,直到完全混合。将蒸馏水缓慢加入处方中,滴入搅拌,直到形成透明的纳米乳,此为低剂量组药物(16.0%沙棘籽油含量);中剂量组药物(27.6%沙棘籽油含量)处方为肉豆酸异丙酯∶聚氧乙烯蓖麻油∶沙棘籽油=5%∶16%∶40%;高剂量组药物(43.2%沙棘籽油含量)处方为肉豆酸异丙酯∶聚氧乙烯蓖麻油∶沙棘籽油=5%∶16%∶80%,其余操作不变;通过激光散射粒径测定仪测定其平均粒径为(18.31±0.42)nm。

沙棘籽油纳米乳膏基质制备:肉豆酸异丙酯∶聚氧乙烯蓖麻油=5%∶16%,助乳化剂为二乙二醇乙醚(Km=4∶1)。处方用200 r/min的恒温磁力搅拌器配制5 min,直到完全混合。将蒸馏水缓慢加入处方中,滴入搅拌,直到形成透明的纳米乳;通过激光散射粒径测定仪测定其平均粒径为(17.27±0.14)nm。

1.3.2 分组及处理 采用随机数字表法将42只小鼠分为正常组、模型组、阳性药组、基质组、低剂量组、中剂量组、高剂量组,每组6只。

除正常组外,其余各组小鼠涂抹DNFB反复刺激皮肤制备AD小鼠模型,造模过程参考文献[12]。具体方法:DNFB致敏前1 d,用电推剪和脱毛膏配合脱去小鼠背部毛发,面积约2.0 cm×2.5 cm。实验第1、4、8、11、15天,除正常组外,其余组小鼠背部皮肤均匀涂抹2% DNFB溶液(丙酮、橄榄油、DNFB配制2%DNFB溶液,橄榄油∶丙酮=1∶4)30 μl,正常组小鼠在背部涂抹等量基质溶液(橄榄油∶丙酮=1∶4);实验第18、24天改用0.2%DNFB溶液致敏刺激,正常组小鼠涂抹等量基质溶液不变。AD造模成功的标准:经皮肤组织病理学检测可见表皮见细胞间水肿或海绵形成,棘层细胞间水肿,真皮浅层淋巴细胞浸润等。实验第29天进行药物干预,正常组和模型组正常饲养,阳性药组涂抹0.1%泼尼松龙乳膏1 g,基质组涂抹沙棘籽油纳米乳膏基质1 g,低、中、高剂量组分别涂抹相应浓度的沙棘籽油纳米乳膏1 g,1次/d,连续7 d。

1.4 观察指标及检测方法

1.4.1 实验动物处理与取材 实验第36天,各组小鼠使用2%戊巴比妥钠溶液麻醉后,摘眼球取血,处死,无菌条件下取小鼠皮损处皮肤组织,以4%多聚甲醛溶液固定保存;其他皮损组织-80 ℃保存,用于指标检测。

1.4.2 皮损评分 用数码相机隔天拍照,记录小鼠背部皮损动态变化。参考文献[13-14]拟定小鼠皮肤严重程度评分标准。针对红斑、渗出/结痂、干燥/脱屑、剥脱/糜烂每一项皮损表现评定相应程度的评分,具体评分标准见表1。

表1 小鼠皮肤严重程度评分标准

1.4.3 皮肤含水量和经皮水分丢失(trans epidermal water loss,TEWL)检测 平展小鼠背部剃毛区域,采用CM825和TM300探头,在同一时间、环境(室温25~27 ℃,湿度50%~60%)下,随机选择小鼠背部三处皮损处皮肤测量皮肤含水量和TEWL,检测结果取平均值。

1.4.4 皮肤pH值检测 平展小鼠背部剃毛区域,采用pH905探头,在同一时间、环境(室温25~27 ℃,湿度50%~60%)下,随机选择小鼠背部三处皮损处皮肤测量pH值,检测结果取平均值。

1.4.5 角蛋白1检测 取小鼠背部皮损组织制备匀浆,检测组织匀浆中的角蛋白1含量,操作严格按照试剂盒说明书进行。

1.4.6 CER检测 取小鼠背部皮损组织制备匀浆,检测组织匀浆中的CER含量,操作严格按照试剂盒说明书进行。

1.5 统计学方法

采用SPSS 29.0统计学软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料用均数±标准差(±s)表示,组间比较采用独立样本t检验或单因素方差分析;不符合正态分布的计量资料采用中位数(M)和四分位数(P25,P75)表示,组间比较采用秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同时间点小鼠背部皮损表现

实验第29天,皮损表现为红斑、丘疹、水肿、渗出、结痂、剥脱、糜烂、干燥及鳞屑等,造模成功。实验第36天,除正常组无变化外,各组小鼠皮损较治疗前均有不同程度的好转,如红斑变淡,鳞屑减少,水肿、干燥好转;阳性药组,低、中、高剂量组小鼠皮损恢复明显;模型组,基质组,低中、高、剂量组小鼠皮损渗出/结痂变化不明显。见图1。

图1 不同时间点小鼠背部皮损表现

2.2 沙棘籽油纳米乳膏对AD模型小鼠不同皮损状态的影响

与模型组比较,基质组及低、中、高剂量组红斑、干燥/ 脱屑、剥脱/ 糜烂评分及总分降低(P<0.05)。与基质组比较,低、中、高剂量组红斑、干燥/ 脱屑、剥脱/糜烂评分及总分降低(P<0.05)。与低剂量组比较,中剂量组红斑评分及总分降低(P<0.05);高剂量组红斑、干燥/脱屑评分及总分降低(P<0.05)。与中剂量组比较,高剂量组干燥/ 脱屑评分及总分降低(P<0.05)。见表2。

表2 各组小鼠皮损评分比较(分,±s)

注 与模型组比较,aP<0.05;与基质组比较,bP<0.05;与低剂量组比较,cP<0.05;与中剂量组比较,dP<0.05。

2.3 沙棘籽油纳米乳膏对AD模型小鼠皮损区皮肤含水量、TEWL、pH值的影响

与正常组比较,模型组皮肤含水量降低,TEWL、pH值升高(P<0.05)。与模型组比较,低、中、高剂量组皮肤含水量升高,pH值降低(P<0.05);基质组及低、中、高剂量组TEWL降低(P<0.05)。与基质组比较,低、中、高剂量组皮肤含水量升高,TEWL、pH值降低(P<0.05)。与低、中剂量组比较,高剂量组皮肤含水量升高(P<0.05)。见表3。

表3 各组小鼠背部皮损区皮肤含水量、TEWL、pH值比较(±s)

注 与正常组比较,aP<0.05;与模型组比较,bP<0.05;与基质组比较,cP<0.05;与低剂量组比较,dP<0.05;与中剂量组比较,eP<0.05。TEWL:经皮水分丢失。

2.4 沙棘籽油纳米乳膏对AD模型小鼠皮损区角蛋白1与CER含量的影响

与正常组比较,模型组角蛋白1、CER含量降低(P<0.05);与模型组比较,低、中、高剂量组角蛋白1、CER含量升高(P<0.05);与基质组比较,低、中、高剂量组角蛋白1、CER含量升高(P<0.05);与低剂量组比较,中剂量组CER含量升高(P<0.05),高剂量组角蛋白1、CER含量升高(P<0.05)。见表4。

表4 各组小鼠背部皮损区角蛋白1与CER含量比较(±s)

注 与正常组比较,aP<0.05;与模型组比较,bP<0.05;与基质组比较,cP<0.05;与低剂量组比较,dP<0.05。CER:神经酰胺。

3 讨论

AD的发病机制目前认为与免疫异常、皮肤屏障功能障碍、皮肤菌群紊乱等因素有关,其中皮肤屏障功能障碍是AD研究的热点之一[2,7]

皮肤屏障位于皮肤的最外层,是由蛋白质和脂质构成的复合体,其结构被称为“砖和砂浆”[6]。“砂浆”成分主要由CER、胆固醇和游离脂肪酸组成。不同分化阶段的KC表达不同的角蛋白,Zhang等[15]研究发现,角蛋白1和角蛋白10是已知正常表皮中KC终末分化的标志物。角蛋白1是在角质化过程中合成的第1个蛋白,是表皮基底上层角质形成细胞的主要角蛋白,故提高角蛋白1含量对皮肤屏障修护有重要作用[16-17]。细胞间脂质在KC分化过程中形成,其中CER是维持皮肤屏障功能必不可少的脂类,在减少TEWL和保持皮肤水分含量中起重要作用。角蛋白1、CER为皮肤屏障成分测量指标,而皮损评分、皮肤含水量、TEWL、pH值是进行皮肤屏障功能评估的常用无创性指标。

根据AD发病特点和皮损特征,其属于中医学“四弯风”“奶癣”等范畴,其发病多因先天不足,禀赋不耐,脾失健运,湿热内生,复感风湿热邪,病久不愈,伤阴耗血,血虚风燥,肌肤失养所致[18]。皮肤呈现干燥、粗糙、肥厚、鳞屑、抓痕、血痂等表现。在临床上,外治多用油剂、乳膏剂等滋润。

沙棘是一种药食同源的中药。沙棘籽油是从沙棘籽中提取出的天然油脂,可用于美容、烧伤、紫外线损伤、皮炎等治疗,其可促进皮肤再生、减轻组织炎症、促进伤口愈合[19]。而乳膏剂是治疗皮肤屏障受损的首选剂型。同时采用纳米技术,粒径较小的粒子更容易通过透皮吸收,因此相比传统的乳膏剂,纳米乳膏可能具有更加优异的透皮性能,使得药物渗透性、吸收性更佳,更有利于药物到达病位并发挥疗效。本研究结果显示,沙棘籽油纳米乳膏能在一定程度上改善皮损状况,可缓解红斑、结痂、干燥、鳞屑,减少TEWL,增加皮肤含水量,降低pH值。与模型组、基质组比较,低、中、高剂量组红斑、干燥/ 脱屑、剥脱/ 糜烂评分及总分降低;皮肤含水量及角蛋白1、CER含量升高,TEWL、pH值降低。而低、中、高剂量组与模型组、基质组比较,皮损渗出/ 结痂评分无差异,可能与沙棘籽油为油剂,阻碍皮损渗出有关。与模型组比较,基质组红斑、干燥/ 脱屑、剥脱/ 糜烂改善明显,皮损渗出/结痂未改善,可能与基质中聚氧乙烯蓖麻油等油性物质的滋润修复作用有关,而不利于皮损的渗出/结痂改善。与模型组比较,基质组对TEWL有改善作用,而对角蛋白1、CER含量、皮肤含水量、pH值无改善,可能与含有的聚氧乙烯蓖麻油等油性物质滋润、减少水分蒸发有关。

综上所述,本研究推测沙棘籽油纳米乳膏可能通过促进KC表达角蛋白1的形成并且增加细胞间脂质CER含量,增加皮肤含水量和减少TEWL,进而修复受损的皮肤屏障,恢复其正常生理功能,达到治疗AD的作用。在此基础上,后续将进一步从皮肤屏障组成的细化类别上,如不同种类的角蛋白含量,CER脂质链长度等角度,探讨沙棘籽油纳米乳膏改善皮肤屏障功能的具体效应机制。

利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。

[参考文献]

[1]DANDAN M,JIAQING L,SHUOSHUO L,et al.Prevalence and risk factors of atopic dermatitis in Chinese adults:a nationwide population-based cross-sectional study [J].Chin Med J(Engl),2023,136(5):604-606.

[2]中华医学会皮肤性病学分会免疫学组,特应性皮炎协作研究中心.中国特应性皮炎诊疗指南(2020版)[J].中华皮肤科杂志,2020,53(2):81-88.

[3]DRUCKER A M,WANG A R,LI W Q,et al.The Burden of Atopic Dermatitis:Summary of a Report for the National Eczema Association [J].J Invest Dermatol,2017,137(1):26-30.

[4]TSAI T F,RAJAGOPALAN M,CHU C Y,et al.Burden of atopic dermatitis in Asia [J].J Dermatol,2019,46(10):825-834.

[5]THYSSEN J P,KEZIC S.Causes of epidermal filaggrin reduction and their role in the pathogenesis of atopic dermatitis[J].J Allergy Clin Immunol,2014,134(4):792-799.

[6]ELIAS P M.Epidermal lipids,barrier function,and desquamation[J].J Invest Dermatol,1983,80(1 Suppl):44s-49s.

[7]王海燕,陈达灿,晏烽根.特应性皮炎中西医发病机制的比较与思考[J].中国中西医结合杂志,2018,38(6):737-740.

[8]中华人民共和国国家卫生健康委员会.卫生部关于进一步规范保健食品原料管理的通知[EB/OL].(2023-02-28)[2002-10-20].http://www.nhc.gov.cn/wjw/gfxwj/201304/e33 435ce0d894051b15490aa3219cdc4.shtml.

[9]党晓宏,高永,汪季,等.沙棘林能源价值及平茬复壮技术研究[J].干旱区资源与环境,2013,27(2):176-180.

[10]GU Y,WANG X,LIU F,et al.Total flavonoids of sea buckthorn(Hippophae rhamnoides L.)improve MC903-induced atopic dermatitis-like lesions [J].J Ethnopharmacol,2022,292:115195.

[11]SHEN Q,WANG M,TANG X,et al.Preparation of a Hippophae rhamnoides Linn oil nanoemulsion and the visualization of its transdermal permeation [J].J Chi Pharm Sci,2019,28(8):579-594.

[12]KIM T H,KIM G D,AHN H J,et al.The inhibitory effect of naringenin on atopic dermatitis induced by DNFB in NC/Nga mice[J].Life Sci,2013,93(15):516-524.

[13]HANIFIN J M,THURSTON M,OMOTO M,et al.The eczema area and severity index(EASI):assessment of reliability in atopic dermatitis EASI Evaluator Group.[J].Exp Dermatol,2001,10(1):11-18.

[14]王珊,马琳.特应性皮炎严重程度的评估[J].中国医学文摘(皮肤科学),2016,33(2):154-159.

[15]ZHANG X,YIN M,ZHANG L J.Keratin 6,16 and 17-Critical Barrier Alarmin Molecules in Skin Wounds and Psoriasis[J].Cells,2019,8(8):807.

[16]廖倩,于春水,汪瀚文.皮肤屏障中分化蛋白的研究进展[J].实用皮肤病学杂志,2017,10(6):354-356.

[17]刘玉峰,王刚.天然自身抗体[M].北京:人民卫生出版社,2002:171-183.

[18]檀贤.儿童期特应性皮炎中医证型分布研究及与皮肤屏障相关性分析[D].武汉:湖北中医药大学,2013.

[19]沈琪,王梅,康金森.沙棘油对小鼠变应性接触性皮炎的治疗作用[J].中国比较医学杂志,2017,27(11):50-55.

Study on the effect of Hippophae Fructus Seed Oil Nano Cream on skin barrier repair in mice with atopic dermatitis

SUN Xinyao LI Xinyue FU Fangying LUO Xu WU Nuoya WANG Chuxuan ZHENG Fengjie YAO Shunyu

College of Traditional Chinese Medicine,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100029,China

[Abstract] Objective To investigate the effect of Hippophae Fructus Seed Oil Nano Cream on skin barrier repaired in mice with atopic dermatitis (AD).Methods Forty-two SPF-grade male BALB/c mice were selected,and they were divided into normal group,model group,positive drug group,substrate group,low-dose group,medium-dose group,and high-dose group according to the random number table method,with 6 mice in each group.Except for normal group,mice in the other groups were repeatedly stimulated on the skin by applying 2,4-dinitrofluorobenzene solution to establish AD model.After successful modeling,the normal group and model group were raised normally,the positive drug group was coated with 1 g of 0.1%Prednisolone Cream,substrate group was coated with 1 g of Hippophae Fructus Seed Oil Nano Cream substrate,and low-,medium-,and high-dose groups were respectively coated with 1 g of Hippophae Fructus Seed Oil Nano Cream containing 16.0%,27.6%,and 43.2% Hippophae Fructus seed oil,once a day for 7 consecutive days.The skin lesion scores,skin water content,trans epidermal water loss (TEWL),pH value,and the contents of keratin 1 and ceramide(CER)of mice in each group were compared.Results Compared with model group,the scores of erythema,dryness/desquamation,exfoliation/erosion and total score in substrate group and low-,medium-,and high-dose groups were decreased (P<0.05).Compared with substrate group,the scores of erythema,dryness/desquamation,exfoliation/erosion and total score in low-,medium-,and high-dose groups were decreased (P<0.05).Compared with normal group,the skin water content,and the contents of keratin 1 and CER in model group decreased,while TEWL and pH value increased (P <0.05).Compared with model group,the skin water content and the contents of keratin 1 and CER in low-,medium-,and high-dose groups increased,while pH value decreased(P<0.05);TEWL in substrate group and low-,medium-,and high-dose groups decreased(P<0.05).Compared with substrate group,the skin water content and the contents of keratin 1 and CER in low-,medium-,and high-dose groups increased,while TEWL and pH value decreased(P<0.05).Conclusion Hippophae Fructus seed oil Nano Cream can effectively improve skin lesions in AD model mice,and may repair the AD skin barrier by affecting TEWL,pH value,skin water content,and the contents of keratin 1 and CER.

[Key words] Atopic dermatitis;Hippophae Fructus seed oil;Skin barrier;Mice

[中图分类号] R275.9

[文献标识码] A

[文章编号] 1673-7210(2025)08(a)-0001-05

DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.22.01

[基金项目] 中央引导地方科技发展资金项目——京津冀重点产业链成果转化项目(246Z2403G);北京中医药大学大学生创新训练计划项目(X202410026062)。

[作者简介] 孙欣瑶(2004.5-),女,北京中医药大学中医学院2022级中医学专业。

[通讯作者] 姚舜宇(1994.3-),男,博士;研究方向:经方治疗皮肤病。

(收稿日期:2025-04-11)

(修回日期:2025-06-14)

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