《Pharmaceuticals》：Glabridin Inhibits Melanogenesis and Melanin Transfer via Wnt/β-Catenin Pathway and Rho Family GTPase-Mediated Dendritic Formation Suppression
Lili Li,
Xiaoya Zhang,
Guangyuan Tang,
Jianxin Wu and
Qing Huang
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本研究针对皮肤色素沉着问题，深入探究了甘草查尔酮A（Glabridin）的皮肤美白机制。研究发现，该天然产物不仅能通过下调β-catenin/MITF轴抑制Wnt/β-catenin通路从而减少黑色素合成，还能通过调节Rho家族GTPase（Rac1, RhoA, Cdc42）表达及F-actin重组，抑制黑色素细胞树突形成，进而阻碍黑色素向角质形成细胞的转移。该研究首次揭示了Glabridin的双重美白机制，为开发多靶点美白剂提供了新策略。
在追求皮肤美白的护肤领域，如何安全有效地抑制色素沉着一直是研究的焦点。黑色素在皮肤中的沉积是一个复杂的过程，不仅包括黑色素细胞内的合成，还涉及黑色素颗粒向周围角质形成细胞的转移。目前许多美白成分往往只针对单一环节，效果有限，因此寻找能同时干预多个关键步骤的多功能成分具有重要意义。在此背景下，一项由Lili Li, Xiaoya Zhang, Guangyuan Tang, Jianxin Wu 和 Qing Huang共同完成的研究，对源自光果甘草的天然化合物——甘草查尔酮A（Glabridin）的美白机制进行了深入探索，其研究成果发表在期刊《Pharmaceuticals》上，揭示了该成分独特而全面的作用模式。
为阐明Glabridin的作用机制，研究人员主要采用了以下关键技术：通过MTT法评估了Glabridin对MNT-1人黑色素瘤细胞和HaCaT角质形成细胞的细胞毒性，以确定安全浓度。利用蛋白质印迹法检测了β-连环蛋白、MITF、酪氨酸酶及相关蛋白的表达水平，评估其对黑色素生成通路的影响。为研究黑色素转移，建立了α-黑色素细胞刺激素诱导的MNT-1细胞模型，量化树突长度和数量，并构建了UVB照射下的MNT-1/HaCaT共培养系统，通过Masson-Fontana染色和免疫荧光染色观察及定量黑色素转移。此外，还利用定量实时聚合酶链式反应和蛋白质印迹法分析了Rho家族GTPase的mRNA和蛋白表达，并使用鬼笔环肽染色观察了F-actin细胞骨架的重组情况。
Glabridin的抗黑色素生成作用
研究人员首先在MNT-1细胞中证实了Glabridin的抗黑色素生成效果。实验表明，Glabridin以浓度依赖的方式减少细胞内黑色素含量，并显著抑制酪氨酸酶活性。蛋白质印迹结果一致显示，Glabridin能显著下调小眼畸形相关转录因子、酪氨酸酶、酪氨酸酶相关蛋白1和酪氨酸酶相关蛋白2等关键黑色素生成蛋白的表达。这些结果证明了Glabridin通过抑制黑色素生成相关蛋白的表达和降低酪氨酸酶活性，发挥强大的抗黑色素生成作用。相关数据支持如图1所示：
Glabridin抑制Wnt/β-catenin通路
为了探究Glabridin抑制黑色素合成的机制，研究检测了其对Wnt/β-catenin通路关键蛋白β-catenin的影响。结果显示，Glabridin以浓度依赖的方式下调β-catenin的蛋白表达。当使用Wnt/β-catenin通路特异性激动剂SKL2001处理细胞时，β-catenin及其下游靶蛋白MITF的表达显著增加，而Glabridin的共处理几乎完全逆转了SKL2001引起的β-catenin和MITF表达上调，并使其恢复至接近正常水平。黑色素含量测定结果与蛋白表达趋势一致。这些结果表明，Glabridin通过抑制Wnt/β-catenin信号通路来抑制黑色素生成。相关验证如图2所示：
Glabridin对MNT-1细胞树突的影响
除了黑色素生成，黑色素转移是影响皮肤色素沉着的另一个关键步骤，该过程由黑色素细胞的树突介导。研究发现，α-MSH刺激能显著增加MNT-1细胞的平均树突长度和树突指数（具有≥3个树突的细胞百分比）。Glabridin处理能以浓度依赖的方式减弱α-MSH诱导的树突伸长，并降低树突指数。作为阳性对照的烟酰胺也表现出类似的抑制作用。这表明Glabridin能够有效抑制黑色素细胞的树突形成。树突形态变化如图3所示：
Glabridin在MNT-1和HaCaT共培养系统中对黑色素转移的影响
为了评估Glabridin对黑色素转移的影响，研究使用了UVB照射的MNT-1/HaCaT共培养模型。Masson-Fontana染色显示，UVB照射增强了黑色素细胞的树突并促进了黑色素向角质形成细胞的转移，而Glabridin处理减轻了这些变化，减少了角质形成细胞中的黑色素颗粒。定量分析进一步证实，Glabridin能抑制共培养系统中MNT-1和HaCaT细胞的黑色素含量增加。免疫荧光共定位分析显示，Glabridin能显著降低黑色素体标记物TRP-1与角质形成细胞标记物pan-cytokeratin的共定位系数，表明其抑制了黑色素转移。因此，Glabridin不仅抑制黑色素合成，还通过阻断树突形成来抑制黑色素转移。黑色素转移的抑制效果如图4所示：
Glabridin对MNT-1细胞中Rac1、RhoA和Cdc42 mRNA及蛋白表达的影响
为了阐明Glabridin抑制树突形成的机制，研究分析了树突形态的关键调节因子——Rho家族GTPase的表达。α-MSH刺激后，促进树突生长的Rac1和促进丝状伪足形成的Cdc42的mRNA和蛋白表达水平显著升高，而刺激树突回缩的RhoA表达降低。Glabridin处理能显著逆转这些α-MSH诱导的变化，降低Rac1和Cdc42的表达，并增加RhoA的表达。这表明Glabridin通过调节Rho家族GTPase的表达来影响树突形态。表达变化分析如图5所示：
Glabridin对MNT-1细胞中F-actin的影响
树突尖端的伸长和回缩与丝状肌动蛋白（F-actin）的重组有关，而Rho-GTPase能够整合细胞外信号并启动F-actin的重排。鬼笔环肽染色显示，α-MSH刺激显著增加了MNT-1细胞中F-actin的荧光强度，而Glabridin处理有效逆转了这种增加。烟酰胺也表现出类似的抑制作用。结果表明，Glabridin和烟酰胺可能通过调节F-actin细胞骨架重组来抑制树突形成。F-actin重组情况如图6所示：
综上所述，本研究得出结论，甘草查尔酮A（Glabridin）通过双重途径发挥其皮肤美白作用。一方面，它通过抑制Wnt/β-catenin通路，下调β-catenin和MITF的表达，从而抑制黑色素的生成。另一方面，它通过影响Rho家族GTPase（Rac1, RhoA, Cdc42）的表达水平，抑制F-actin的重组，进而阻碍黑色素细胞树突的形成，最终减少黑色素向角质形成细胞的转移。与已知的美白成分如仅抑制酪氨酸酶的曲酸和仅抑制黑色素体转移的烟酰胺相比，Glabridin展现出一种多靶点、作用于皮肤色素沉着三个关键阶段（合成、树突形成、细胞间转移）的独特优势。该研究首次提供了Glabridin通过上述双重机制发挥美白作用的证据，不仅扩展了对Glabridin作用机制的理解，也为其作为多功能皮肤美白剂在治疗色素沉着过度疾病方面的潜在应用奠定了理论基础。尽管研究存在使用非原代细胞、上游靶点未明等局限性，但其发现为开发更高效、作用更全面的皮肤美白产品提供了新的科学依据和方向。
