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目的:探究皮下注射虾青素(Astaxanthin,AST)对小鼠光老化皮肤结构、氧化应激损伤及对基质金属蛋白酶表达的影响。方法:8周龄雌性健康SPF级BALB/c小鼠64只,随机数表法分为青年组(youth group)、空白对照组(control group)、光老化模型组(model group,UV)、溶剂组(solvent group,UV+注射用大豆油)、AST低剂量组(AST-L,AST10mg/kg+注射用大豆油)、AST中剂量组(AST-M,AST50mg/kg+注射用大豆油)、AST高剂量组(AST-H,AST100mg/kg+注射用大豆油)、最小红斑量组(MED group)共8组,每组8只。预实验测得MED组小鼠的最小红斑量为2.16J/cm~2(UVA)和0.50J/cm~2(UVB)。除CONTROL组、YOUTH组外,其余5组利用UVA+UVB联合不间断照射9周,累积照射辐射量234.36J/cm~2(UVA)和54.68J/cm~2(UVB)制备小鼠光老化模型。此后,连续每日照射,第7天照射前30min分组皮下注射药剂,每7天注射一次,共9次。最后一次照射结束后,记录小鼠背部皮肤影像资料,并采用光老化Glogau分型法进行评级。然后戊巴比妥钠过量麻醉处死小鼠,切取小鼠背部照射部位皮肤(YOUTH组在光老化模型制作前切取),1/4皮肤组织固定于4%多聚甲醛溶液后,行HE染色、Masson染色、Weigert染色观察小鼠皮肤组织变化、胶原纤维及弹力纤维变化情况,3/4皮肤组织匀浆用ELISA法检测MDA、SOD、GSH-Px、Hyp、MMP-1表达水平。体重、弹力纤维及胶原纤维占比、MDA、SOD、GSH-Px、Hyp、MMP-1表达量以平均值±标准差(X±s)表示,组间比较使用方差分析,等级资料(Glogau分型)组间比较采用秩和检验,两两比较使用Bonferroni法,实验数据使用SPSS 26.0及Graph Pad Prism 5.0软件进行统计学处理。结果:1、一般情况:实验周期内各组小鼠均存活,未出现注射后进食、睡眠等生活习性改变,无懒怠、异常躁动等行为改变。其中MODEL组和SOLVENT组呈现典型的光老化皮肤组织外观,AST-L组皮肤褶皱明显,少量色沉及出血点,角化明显,AST-M组与AST-H组肉眼难以区分。各组小鼠体重在实验周期均上升,但仅CONTROL组与AST-M组及AST-H组实验前后体重明显增加(P<0.05)。小鼠皮肤Glogau光老化分型结果:CONTROL组与YOUTH组相同(P>0.05)。MODEL组、SOLVENT组、AST-L组分型均高于CONTROL组(P<0.05),AST-M组、AST-H组与CONTROL组相同(P>0.05)。SOLVENT组、AST-L组、AST-M组均与MODEL组分型相同(P>0.05),AST-H组分型低于MODEL组(P<0.05)。AST-L组、AST-M组、AST-H组分型与SOLVENT组相同(P>0.05)。AST-L组、AST-M组、AST-H组组间分型均相同(P>0.05)。2、皮肤组织学变化HE染色:CONTROL组表皮脊平缓,接受UV照射的各组表皮层及真皮层均有不同程度的增厚,且部分区域出现乳头样增生,个别表皮细胞出现异型性,AST-H表皮层和真皮层增厚程度最低。Masson染色及胶原纤维面积:CONTROL组胶原纤维平行排列,接受UV照射的各组胶原纤维排列紊乱,部分呈团块状。YOUTH组、MODEL组、SOLVENT组、AST-L组、AST-M组、AST-H组均低于CONTROL组(P<0.05)。SOLVENT组与AST-M组均低于MODEL组(P<0.05),AST-L组、AST-H组与MODEL组相同(P>0.05)。AST-L组、AST-M组、AST-H组与SOLVENT组相同(P>0.05)。AST-L组、AST-M组与AST-H组组间均相同(P>0.05)。Weigert染色及弹力纤维面积:CONTROL组弹力纤维细长并散在分布于胶原纤维之间,UV照射的各组弹力纤维不同程度增粗、断裂。除MODEL组外,YOUTH组、SOLVENT组、AST-L组、AST-M组、AST-H组与CONTROL组均相同(P>0.05)。AST-L组、AST-M组均低于MODEL组(P<0.05),SOLVENT组、AST-H组与MODEL组相同(P>0.05)。AST-L组、AST-M组、AST-H组与SOLVENT组相同(P>0.05)。AST-L组、AST-M组与AST-H组组间均相同(P>0.05)。3、皮肤组织MDA、SOD、Hyp、GSH-Px、MMP-1表达MDA表达:CONTROL组低于YOUTH组(P<0.05)。除AST-H组与CONTROL组相同(P>0.05)外,MODEL组、SOLVENT组、AST-L组、AST-M组MDA表达均高于CONTROL组(P<0.05)。SOLVENT组、AST-L组、AST-M组、AST-H组均显著低于MODEL组(P<0.001)。AST-M组、AST-H组均低于SOLVENT组(P<0.05),AST-L组与SOLVENT组相同(P>0.05)。AST-L组与AST-M组相同(P>0.05)。AST-H组低于AST-L组、AST-M组(P<0.05)。SOD表达:CONTROL组高于YOUTH组(P<0.05)。MODEL组、SOLVENT组、AST-L组、AST-M组、AST-H组SOD低于CONTROL组(P<0.05)。SOLVENT组、AST-L组、AST-M组、AST-H组均显著高于MODEL组(P<0.001)。AST-M组、AST-H组均高于SOLVENT组(P<0.05),AST-L组与SOLVENT组相同(P>0.05)。AST-M组与AST-L组相同(P>0.05),AST-H组高于AST-L组(P<0.05)。AST-H组与AST-M组相同(P>0.05)。GSH-Px表达:CONTROL组与YOUTH组相同(P>0.05)。MODEL组、SOLVENT组、AST-L组、AST-M组GSH-Px高于CONTROL组(P<0.05),AST-H组与CONTROL组相同(P>0.05)。SOLVENT组、AST-L组、AST-M组、AST-H组均显著低于MODEL组(P<0.001)。AST-L组、AST-M组、AST-H组均显著低于SOLVENT组(P<0.001)。AST-L组与AST-M组相同(P>0.05)。AST-H组低于AST-L组、AST-M组(P<0.05)。Hyp表达:CONTROL组显著低于YOUTH组(P<0.001)。MODEL组、SOLVENT组、AST-L组Hyp高于CONTROL组(P<0.001),AST-M组、AST-H组与CONTROL组相同(P>0.05)。SOLVENT组、AST-L组、AST-M组、AST-H组均显著低于MODEL组(P<0.001)。AST-M组、AST-H组均显著低于SOLVENT组(P<0.001),AST-L组与SOLVENT组相同(P>0.05)。AST-M组、AST-H组低于AST-L组(P<0.05)。AST-H组与AST-M组相同(P>0.05)。MMP-1表达:CONTROL组低于YOUTH组(P<0.05)。MODEL组、SOLVENT组、AST-L组MMP-1高于CONTROL组(P<0.05),AST-M组、AST-H组与CONTROL组相同(P>0.05)。SOLVENT组、AST-L组、AST-M组、AST-H组均显著低于MODEL组(P<0.001)。AST-L组、AST-M组、AST-H组均低于SOLVENT组(P≤0.001)。AST-M组、AST-H组低于AST-L组(P<0.05)。AST-M组与AST-H组相同(P>0.05)。结论:AST皮下注射呈浓度依赖性降低光老化皮肤中的MDA、Hyp、GSH-Px和MMP-1的表达,增加SOD表达,减少胶原纤维及弹力纤维的断裂,从而减轻皮肤光老化外观及组织学改变。