如今,日本研究人员发现维生素C(VC)通过直接激活控制皮肤细胞生长和发育的基因来增厚皮肤。他们的研究结果于2025年4月20日在线发表于《皮肤病学研究杂志》(Journal of Investigative Dermatology),表明VC可能通过重新激活表皮更新所必需的关键基因来恢复皮肤功能。
这项研究由日本东京都健康长寿医疗中心(TMIG)生物学与医学科学部副部长石上明仁博士领导,与北陆大学及乐敦制药株式会社合作完成。TMIG的佐藤绫美副教授(现任职于东洋大学);北陆大学的佐藤康则副教授、木村俊之教授和田中秀树先生(现任职于福井大学医院);以及乐敦制药株式会社的Florence女士、桑野明里女士、佐藤康成先生和石井刚先生也共同参与了此项研究。
石上博士在谈及该研究时解释道:“VC似乎通过调控表皮细胞的生长,尤其影响表皮的结构和功能。在本研究中,我们探究了它是否通过表观遗传变化促进细胞增殖和分化。”
为研究VC如何影响皮肤再生,团队使用了人表皮等效模型——这是一种在实验室培养、高度模拟真人皮肤的组织模型。在该模型中,皮肤细胞表面暴露于空气,同时通过底部液体营养培养基获取养分,模拟了人类皮肤在暴露于外部环境的同时从皮下血管获取营养的方式。
研究人员应用该模型,分别施加1.0毫摩尔/升和0.1毫摩尔/升浓度的VC——该浓度范围与通常从血液输送至表皮的浓度相当。评估效果时发现,处理第7天,经VC处理的皮肤表皮细胞层增厚,但角质层(由死细胞构成的外层)未受显著影响。至第14天,内层进一步增厚,而外层变薄,表明VC促进了角质形成细胞的形成与分裂。VC处理样本显示细胞增殖增加,表现为Ki-67阳性细胞数量增多——该蛋白标记物存在于活跃分裂细胞的细胞核中。
重要的是,研究揭示VC通过重新激活与细胞增殖相关的基因来促进皮肤细胞细胞增殖相关的基因来促进皮肤细胞生长。其作用机制是促进DNA甲基基团的去除,该过程称为DNA去甲基化。当DNA被甲基化时,甲基基团附着于胞嘧啶碱基,可能阻止DNA转录或读取,从而抑制基因活性。相反,VC通过促进DNA去甲基化来增强基因表达,帮助细胞生长、增殖和分化。
研究表明,VC通过维持TET酶(ten-eleven易位酶)的功能来支持活性DNA去甲基化,这些酶调控基因活性。它们将5-甲基胞嘧啶(5-mC)转化为5-羟甲基胞嘧啶(5-hmC),此过程涉及Fe2+氧化为Fe3+。VC通过提供电子将Fe3+还原为Fe2+,帮助维持TET酶活性,从而实现持续的DNA去甲基化。
研究人员进一步在VC处理皮肤中鉴定出超过10,138个低甲基化差异甲基化区域,并观察到12个关键增殖相关基因的表达量增加了1.6至75.2倍。当施加TET酶抑制剂时,这些效应被逆转,证实VC通过TET介导的DNA去甲基化发挥作用。
这些发现揭示了VC如何通过触发涉及生长与修复的遗传通路来促进皮肤更新。这表明VC可能对老年人或皮肤受损、变薄的人群特别有益,可增强皮肤自我再生与强化的天然能力。
石上博士总结道:“我们发现VC通过DNA去甲基化促进角质形成细胞增殖,从而帮助增厚皮肤,这使其成为治疗皮肤变薄(尤其是老年人)的潜在疗法。”
本研究获得日本学术振兴会(JSPS)科研费资助:项目编号19K05902。
Story Source:
Materialsprovided byTokyo Metropolitan Institute for Geriatrics and Gerontology.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Yasunori Sato, Ayami Sato, Florence, Akari Kuwano, Yasunari Sato, Hideki Tanaka, Toshiyuki Kimura, Tsuyoshi Ishii, Akihito Ishigami.Vitamin C Promotes Epidermal Proliferation by Promoting DNA Demethylation of Proliferation-Related Genes in Human Epidermal Equivalents.Journal of Investigative Dermatology, 2025; DOI:10.1016/j.jid.2025.03.040
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