最近,一项非常合心意的研究成果,口服维生素D,或许可以帮助抵御紫外线诱导的皮肤炎症、修复受损肌肤![1]来自美国凯斯西储大学医学院皮肤科的Kurt Q. Lu博士在这项研究中指出,维生素D可以增强巨噬细胞的自噬作用,使紫外线诱导的炎性细胞因子水平降低,让红肿、发炎的皮肤加速回归原本白嫩的模样。
自噬现象自从2016年斩获诺奖,就一直是各位学者的重点关注对象,它也没从让人失望过,在抗癌、抗衰老、抵御肥胖和糖尿病等方面都有不俗的表现。[2-5]
在证明了维生素D可以通过调节自噬来维护身体健康之后[6],Kurt Q. Lu博士这位皮肤科的专家,也开始在自己的专业领域内,打起了自噬的主意。在紫外线造成的皮肤损伤中,炎性细胞因子可是彻头彻尾的大反派[7],抑制炎症反应是研究人员理所当然的第一选择。自噬与免疫调节作用有关,可以帮助机体对抗慢性炎症[8]。那么,维生素D诱导的自噬能不能在皮肤炎症中帮上忙呢?
就这样,小鼠实验开始了。
研究人员给小鼠脱了毛,用紫外线照射诱导了小鼠的皮肤炎症。紫外线过度暴露后的第2天,小鼠们的皮肤出现了明显的红斑和炎症反应,在没有得到治疗的情况下,炎症反应持续加重,皮肤伤口逐渐恶化,一直保持着水肿的状态。得到了维生素D治疗的小鼠就幸运得多。它们在紫外线暴露后一小时,腹腔内注射维生素D。虽然皮肤依然出现了一些轻微的炎症反应,但是伤口面积明显小于对照组,伤口的愈合程度也更好。
通过对皮肤组织的进一步分析,可以得知维生素D 的治疗显著降低了炎性细胞因子水平。并且随着时间的延长,经过治疗的小鼠炎性细胞因子水平明显下降,而没有得到治疗的小鼠,只能在炎症反应中继续浮沉,部分炎性细胞因子水平还在持续上升。紫外线过度暴露之后,皮肤组织中炎性细胞因子堆积,导致大量的细胞凋亡[9]。维生素D的治疗可以显著抑制细胞凋亡。
在进一步的实验过程中,研究人员发现,原本在皮肤组织中保持一定比例的M1型和M2型巨噬细胞,在暴露于紫外线之后,开始逐渐向M1表型转变。M1型巨噬细胞分泌促炎细胞因子,扰乱了体内的平衡。
但是幸好,维生素D的介入捞了M2型巨噬细胞一把,治疗之后,巨噬细胞的表型比例逐渐回归正轨,M2表型重新占回上风。
为了验证维生素D确实是通过促进自噬来抑制炎症反应的,研究人员向紫外线过度暴露的小鼠注射了自噬抑制剂(3-MA),结果表明,注射了自噬抑制剂的小鼠,自噬标志物的水平大大减少,即使接受了维生素D的治疗也不能够继续抑制炎症反应了。
在人体试验中,过量紫外线照射的部位是胳膊,在诱导晒伤之后,受试者口服200,000IU维生素D或安慰剂,对比治疗前后的皮肤组织状态。结果如我们所愿,在维生素D治疗之后,皮肤组织中M2型巨噬细胞和自噬标志物都有所增加。M2型巨噬细胞增多,自噬反应增强,似乎不用再那么担心皮肤的炎症反应了。
虽然维生素D的抗炎作用早有定论[10],但这是第一个证明维生素D可以通过提高炎症部位的M2型巨噬细胞比例、促进自噬来抑制皮肤炎症、促进皮肤修复的研究,其重要性是不言而喻的。
紫外线对皮肤造成的损伤让人心烦,但它也并不是一无是处。适度的紫外线照射帮助合成维生素D(又是一出相爱相杀的戏码了),还能够提升大脑内的谷氨酸水平,让神经元变得更活跃。既然晒晒还有好处,就更加需要一个靠谱儿的“晒后修复”了。
参考文献:
[1] Vitamin D improves sunburns by increasing autophagy in M2 macrophages[J]. Autophagy, 2019 (just-accepted).DOI:10.1080/15548627.2019.1569298
[2] Autophagy and aging: the importance of maintaining" clean" cells[J]. Autophagy, 2005, 1(3): 131-140.DOI:10.4161/auto.1.3.2017
[3] Autophagy and aging[J]. Cell, 2011, 146(5): 682-695.DOI:10.1016/j.cell.2011.07.030
[4] Role of autophagy in cancer: management of metabolic stress[J]. Autophagy, 2007, 3(1): 28-31.DOI:10.4161/auto.3269
[5] Autophagy is required for glucose homeostasis and lung tumor maintenance[J]. Cancer discovery, 2014, 4(8): 914-927.DOI: 10.1158/2159-8290.CD-14-0363
[6] Autophagy as a basis for the health-promoting effects of vitamin D[J]. Trends in molecular medicine, 2010, 16(7): 295-302.DOI:10.1016/j.molmed.2010.04.005
[7] "UVB-Induced Skin Inflammation and Cutaneous Tissue Injury Is Dependent on the MHC Class I–Like Protein, CD1d." Journal of Investigative Dermatology 134.1 (2014): 192-202.DOI:10.1038/jid.2013.300
[8] "The roles of autophagy and the inflammasome during environmental stress-triggered skin inflammation." International journal of molecular sciences 17.12 (2016): 2063.DOI:10.3390/ijms17122063
[9] The role of AKT/mTOR pathway in stress response to UV-irradiation: implication in skin carcinogenesis by regulation of apoptosis, autophagy and senescence[J]. International journal of molecular sciences, 2013, 14(8): 15260-15285.DOI:10.3390/ijms140815260
[10] Vitamin D prevents podocyte injury via regulation of macrophage M1/M2 phenotype in diabetic nephropathy rats[J]. Endocrinology, 2014, 155(12): 4939-4950.DOI:10.1210/en.2014-1020
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