キノア種子から浸出された化合物は、マトリックスメタロプロテイナーゼ活性と細胞内反応性酸素種を阻害します

目的：キノア（Chenopodium Quinoa Willd。）は、植物症（特に20-ヒドロキシエクディソン、20he）、ポリフェノール、タンパク質、および必須脂肪酸を含む生物活性化合物が豊富な種子作物です。以前に、キノアの生物活性を浸出して濃縮する方法を報告しました。ここでは、スキンケアアプリケーションに関連する5つの生化学エンドポイントに対するQLとその化学的に異なる画分の効果を決定することを目的としました：（i）細胞生存率、（II）マトリックスメタロプロテイナーゼ（MMP）mRNA発現、（III）MMP酵素活性、（iv）チロシナーゼ酵素活性および（V）細胞内反応性酸素種（ROS）産生。 方法：キノア浸出液は分別され、カラムクロマトグラフィーと液体クロマトグラフィマス分析（LC-MS）を使用して化学的に特徴付けられました。細胞生存率は、4つの哺乳類細胞株のMTTアッセイを使用して決定されました。MMP-1 mRNA発現は、QRT-PCRを介してヒト真皮線維芽細胞（HDF）で評価されました。MMP-9およびチロシナーゼの酵素活性は、それぞれ蛍光および比色のin vitroアッセイを使用して測定されました。リポ多糖（LPS）誘発ROS産生は、酸化剤感受性プローブの蛍光強度により、ヒト真皮線維芽細胞で決定されました。 結果：キノア浸出液は3つの画分に分離されました。（i）炭水化物が豊富な画分（QL-C; 71.3％W/WのQL）。（ii）フィトディソーン、ポリフェノールおよびタンパク質が豊富な画分（QL-P、QLの13.3％w/w）;（iii）油が豊富な画分（QL-O、QLの10.8％w/w）。QLは、テストした4つの細胞株のいずれでも細胞の生存率を低下させませんでした。QL、QL-P、およびQL-Oはそれぞれ、5μgmL（-1）の濃度でHDFのMMP-1 mRNA発現を有意に阻害しました。QLとQL-PはMMP-9酵素活性も有意に阻害しましたが、QL-Pは有意なチロシナーゼ酵素阻害を示しました。さらに、QL、QL-P、QL-Oおよび20HEは細胞内ROS産生を有意に阻害しました。 結論：この研究は、キノアの種に由来する複数の異なる植物化学成分のMMP、チロシナーゼ、ROS阻害特性を実証する最初の研究です。私たちの研究は、キノアの植物化学物質が、多数の効果を通じて皮膚の老化の治療と予防に役割を果たす可能性があることを示しています。

OBJECTIVE: Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is a seed crop rich in bioactive compounds including phytoecdysones (especially 20-hydroxyecdysone, 20HE), polyphenols, proteins and essential fatty acids. We previously reported a method to leach and concentrate quinoa bioactives into a complex phytochemical mixture termed quinoa leachate (QL). Here, we aimed to determine the effect of QL and its chemically distinct fractions on five biochemical endpoints relevant to skin care applications: (i) cell viability, (ii) matrix metalloproteinase (MMP) mRNA expression, (iii) MMP enzymatic activity, (iv) tyrosinase enzymatic activity and (v) intracellular reactive oxygen species (ROS) production. METHODS: Quinoa leachate was fractionated and chemically characterized using column chromatography and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS). Cell viability was determined using a MTT assay in four mammalian cell lines. MMP-1 mRNA expression was assessed in human dermal fibroblasts (HDF) via qRT-PCR. The enzymatic activity of MMP-9 and tyrosinase was measured using fluorometric and colorimetric in vitro assays, respectively. Lipopolysaccharide (LPS)-induced ROS production was determined in human dermal fibroblasts by fluorescence intensity of an oxidant-sensitive probe. RESULTS: Quinoa leachate was separated into three fractions: (i) carbohydrate-rich fraction (QL-C; 71.3% w/w of QL); (ii) phytoecdysone, polyphenol and protein-rich fraction (QL-P, 13.3% w/w of QL); (iii) oil-rich fraction (QL-O, 10.8% w/w of QL). QL did not reduce cell viability in any of the four cell lines tested. QL, QL-P and QL-O each significantly inhibited MMP-1 mRNA expression in HDF at a concentration of 5 μg mL(-1) . QL and QL-P also significantly inhibited MMP-9 enzymatic activity, whereas QL-P demonstrated significant tyrosinase enzymatic inhibition. Furthermore, QL, QL-P, QL-O and 20HE significantly inhibited intracellular ROS production. CONCLUSION: This study is the first to demonstrate the MMP, tyrosinase and ROS inhibiting properties of multiple different phytochemical components derived from quinoa seeds. Our work indicates that quinoa phytochemicals may play a role in the treatment and prevention of skin ageing through a multiplicity of effects.