CN109517873A - 一种基于水通道蛋白3的体外保湿功效判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于水通道蛋白3的体外保湿功效判断方法,选取表皮细胞置于完全培养基中培养,然后对检测样品进行细胞毒性测试并设置相应的浓度,接着配置阳性对照组及其浓度,分别设置为阳性对照组和实验组,对所述作用后的表皮细胞分别进行RNA提取,然后反转录得到cDNA,对所述cDNA使用实时定量PCR的方法进行水通道蛋白3的mRNA的定量,对所述作用后的表皮细胞进行蛋白提取,使用ELISA的方法进行蛋白定量,最后根据mRNA及蛋白水平的变化来判断样品的保湿功效;本发明可广泛应用于基于水通道蛋白3的保湿功效原料的筛选以及产品的功效评价,实验简单易行,可使用细胞系进行实验,周期短,实验可重复性较好。
Description
〖技术领域〗
本发明涉及化工功效检测领域,尤其涉及一种基于水通道蛋白3的体外保湿功效检测方法。
〖背景技术〗
保湿是护肤的基础,保湿功效是化妆品最基本的功能,保湿化妆品在整个化妆品品类中占有较高比例,针对保湿产品的研发也一直被化妆品企业关注。不论是基于产品研发还是功效宣称的需求,都需要完善的功效评价的方法,而我国只有一个行业标准《化妆品保湿功效评价指南》可供参考;受欧盟化妆品动物实验禁令的影响,我国的化妆品企业想要与世界接轨,必须注重体外功效评价方法的研发,而2018年1月中国食品药品检定研究院发布的《化妆品功效宣称评价指导原则》中明确将体外实验数据纳入功效宣称的证据。
为了满足对保湿功效评价的需求,亟需建立一系列化妆品原料及成品的体外保湿功效判断方法;根据皮肤的保湿原理,水通道蛋白3作为评价指标之一;水通道蛋白3是皮肤表达量最多的水通道蛋白,它在皮肤的角质形成细胞及永生化角质形成细胞HaCaT都有表达;水通道蛋白3的主要功能是转运水和甘油,而这些物质对皮肤的保湿有着至关重要的作用,水通道蛋白3的表达量与表皮的含水量是一致的。在动物实验中表明,水通道蛋白3基因敲除的小鼠表现出角质层水合障碍、表皮弹性较低、表皮甘油含量降低以及屏障功能和损伤修复功能受损,充分表明水通道蛋白3在皮肤保湿中的作用。另外,水通道蛋白3的表达量随着年龄的增加而减少,增加水通道蛋白3的表达可以抵消由于衰老导致的皮肤结构可持续性的降低。因此,水通道蛋白3在角质形成细胞中的表达量可以作为保湿功效评价的重要指标。
〖发明内容〗
本发明提供一种体外保湿功效判断方法,可以减少筛选化妆品保湿功效原料及化妆品保湿功效评价所需的成本,时间短,可重复性好,不涉及动物保护及伦理问题。其具体技术方案如下。
一种基于水通道蛋白3的体外保湿功效判断方法,包括以下步骤:
1)选取表皮细胞置于完全培养基中培养,所述完全培养基为含有10%胎牛血清的DMEM完全培养基,培养所述表皮细胞密度至80%-90%;
2)对检测样品进行细胞毒性测试的步骤,包括设置不具有细胞毒性的检测样品的最高浓度为100mg/ml,设置具有细胞毒性的检测样品以IC20为最高浓度,检测样品设置至少三个梯度浓度;
3)配置阳性对照物浓度的步骤,设置阳性对照物为全反式维甲酸,所述阳性参照物的浓度设置为0.1μmol·L-1、1μmol·L-1;
4)将所述阳性参照物与检测样品分别作用于所述表皮细胞4小时,依次设置为阳性对照组和实验组;对水通道蛋白3进行引物设置及验证;
5)对作用后的所述阳性对照组和实验组分别进行RNA提取,然后分别反转录得到cDNA,对分别得到的所述cDNA分别使用实时定量PCR的方法进行水通道蛋白3的mRNA定量;
6)对作用后的所述阳性对照组和实验组分别进行蛋白提取,使用ELISA方法进行蛋白定量;
7)根据对所述实验组的mRNA定量及蛋白水平的变化与对所述阳性对照组的mRNA定量及蛋白水平的变化来判断检测样品的体外保湿功效,若所述实验组中水通道蛋白3的变化趋势与所述阳性对照组有同样的趋势,则判断检测样品为有效的保湿功效。
进一步地,所述步骤6还包括以水通道蛋白3的浓度与总蛋白浓度的比值来水通道蛋白3的含量变化的步骤。
本发明可广泛应用于基于水通道蛋白3的保湿功效原料的筛选以及产品的功效评价,实验简单易行,可使用细胞系进行实验,周期短,实验可重复性较好;使用本发明可节省化妆品原料研发的时间跟金钱成本,更有效的进行化妆品的研发,可以为企业的保湿功效宣称提供数据支持;而且基于细胞的体外实验周期相对较短、可重复性高、不存在伦理及动物使用禁令的顾虑;而且本发明可以推动相关国家或行业标准的建立,更有效规范化妆品市场秩序,提升化妆品质量水平、保障消费者权益。
〖附图说明〗
图1为本发明实施方式中对水通道蛋白3引物的AQP3a、AQP3b的PCR产物的熔解曲线示意图;
图2为本发明实施方式中全反式视黄酸处理后HaCaT细胞内水通道蛋白3的mRNA的表达水平示意图。
〖具体实施方式〗
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
本发明提供一种基于水通道蛋白3的体外保湿功效评估方法,可广泛应用于基于水通道蛋白3的保湿功效原料的筛选以及产品的功效评价,实验简单易行,可使用细胞系进行实验,周期短,实验可重复性较好,具体包括以下内容。
步骤一,选取表皮细胞置于完全培养基中培养,所述培养基为含有10%胎牛血清的DMEM完全培养基,培养所述表皮细胞密度至80%-90%。
在本发明实施例中,具体是采用表皮细胞具体为人永生化表皮细胞HaCaT,所述完全培养基为含有10%胎牛血清的DMEM完全培养基,所述完全培养基还含有青霉素、链霉素;细胞的培养环境为10%37℃±1℃,湿度90%±5%,CO2浓度5.0%±1%;所有细胞培养相关操作步骤都在II级生物安全柜里进行,确保无菌操作;让人永生化表皮细胞HaCaT培养到80%-90%后进行传代,吸掉原培养液,使用DPBS清洗一次,加入0.25%胰酶/EDTA溶液进行消化处理,使胰酶覆盖培养瓶的整个底面,在显微镜下观察,在至5至10反分钟左右可见细胞变圆脱壁,立刻加入2mL~3mL DMEM完全培养基终止消化,然后进行离心操作,用新鲜的完全培养基进行重悬细胞,按照实验需求进行铺板或者传代;实验前24小时进行细胞铺板,确保在实验时人永生化表皮细胞HaCaT的密度达80%-90%。
步骤二,本发明中对检测样品进行细胞毒性测试的步骤,包括设置不具有细胞毒性的检测样品的最高浓度为100mg/ml,设置具有细胞毒性的检测样品以IC20为最高浓度。
在本发明实施例中,对于未知的检测样品,首先进行细胞毒性的测试,细胞毒性实验按照标准编号SN/T2328-2009《化妆品急性毒性的角质细胞试验》所述标准实施,对于不具有细胞毒性的检测样品设置其最高浓度为100mg/ml或者是最大的可溶解量;对于有细胞毒性的样品,以IC20(在一定条件下使表皮细胞生长和活力抑制20%的检测样品浓度)为最高浓度,所述每种检测样品设置至少三个的梯度浓度样品(10倍稀释)分别进行实验测试。
步骤三,本发明中配置阳性对照浓度的步骤,设置阳性对照物为全反式视黄酸,所述阳性参照物的浓度设置有0.1μmol·L-1、1μmol·L-1。如图2所示,在本发明实施例中,对实所述阳性参照物全反式视黄酸的浓度测试使用范围为0.01μmol·L-1~10μmol·L-1,特别地,经过对所述全反式视黄酸设置具体浓度测试,在本发明实施例中设置所述全反式视黄酸对浓度为0.1μmol·L-1、1μmol·L-1。
步骤四,将所述阳性参照物与检测样品分别作用于所述表皮细胞3.5至4.5小时,依次设置为阳性对照组和实验组,对水通道蛋白3进行引物设计及合成。
在本发明实施例中,设置添加阳性参照物全反式视黄酸为阳性对照组,设置添加不同浓度的检测样品为实验组,对阳性对照组和实验组对实验时间设置为4个小时。
在本发明实施例中,如表1和图1所示,对检测样品后续步骤中进行实时定量PCR检测所使用的引物根据需要而设计并合成,具体过程为:根据水通道蛋白3的基因序列,使用NCBI的primer blast进行荧光定量PCR引物设计得到若干引物序列,取其中的两组引物序列进行引物合成,得到引物后进行引物的验证,选取熔解曲线为单峰特异性引物AQP3b(水通道蛋白酶)进行后续的实验。
表1.水通道蛋白3的引物序列
步骤五和步骤六,本发明中对作用后的所述阳性对照组和实验组分别进行RNA提取,然后分别反转录得到cDNA,对分别所述cDNA分别使用实时定量PCR的方法进行水通道蛋白3的mRNA定量;然后对作用后的所述阳性对照组和实验组分别进行蛋白提取,使用ELISA的方法进行蛋白定量;以水通道蛋白3的浓度与总蛋白浓度的比值来判断水通道蛋白3的含量变化。
在本发明中,对实验组实施步骤五和步骤六的具体实施例为:
进行对实验组RNA提取使用TRIzol plus RNA纯化试剂盒,具体为:在6孔板的细胞加入1ml Trizol试剂,室温放置5分钟后,加入0.2ml氯仿,震荡15秒,室温放置2至3分钟,12000g(2-8℃)离心15分钟,对实验组取上层无色水相置于新的EP管中,加入等体积的70%浓度乙醇,震荡混匀,将溶液转移到柱子上,12000g离心15秒,700μL Buffer I洗涤一次,500μL Buffer II洗涤两次,12000g离心1分钟,甩干柱子,加入30μL DEPC水,12000g离心2分钟,提取RNA,对得到的RNA并测量浓度,然后再进行后续的反转录。
对实验组所提取的RNA进行反转录操作为,设置20μL反转录体系含有:1μg RNA加1μL步骤四中得到对所述引物(Oligo primers),用双蒸水补足到12μL,混合液65℃孵育5分钟,之后加入5X缓冲液4μL、RNA酶抑制剂1μL、dNTP Mix 2μL、反转录酶1μL,然后混合均匀,42℃孵育60分钟,得到对实验组的cDNA。
对实验组所提取的cDNA进行荧光定量PCR操作为:荧光定量PCR体系为20μL,含有4μL实验组的cDNA、0.4μL参比染料ROX 2、4.6μL ddH2O、0.5μL引物(10μM)和10μL SYBRgreen mix;均匀的加到96孔板中,每个检测样品三个复孔,将96孔板放到7500Fast Real-Time PCR System(ABI)仪器中,运行以下程序95℃ 5分钟,95℃ 15秒,60℃ 1分钟,后面两步40个循环;收集数据通过使用β肌动蛋白进行归一化处理,每个实验至少重复三次。
对实验组ELISA的具体操作过程为:将检测样品处理过的细胞用DPBS洗两遍,加入200μL细胞裂解液,使用BCA法进行蛋白定量,加入等量的中和液(200μL),进行ELISA检测,具体为:每孔加入100μL的检测样品或者标准液,37℃孵育2小时,吸掉检测样品(不冲洗),加入100μL试剂A,37℃孵育1小时,吸掉试剂A,用洗液洗涤3次,加入100μL试剂B,37℃孵育1小时,吸掉试剂B,用洗液洗涤5次,加入90μL底物37℃孵育10分钟,加入50μL终止液,酶标仪450nm读取吸光值。
根据ELISA法的标准曲线,计算出检测样品中水通道蛋白3的含量,此数值与提取液的蛋白总蛋白浓度的比值可以衡量细胞内水通道蛋白3的水平。
在本发明中,对阳性对照组实施步骤五和步骤六的具体实施例为:
在本发明实施例中,对阳性对照组进行RNA提取使用TRIzol plus RNA纯化试剂盒,具体为:在6孔板的细胞加入1ml Trizol试剂,室温放置5分钟后,加入0.2ml氯仿,震荡15秒,室温放置2至3分钟,12000g(2-8℃)离心15分钟,对阳性对照组取上层无色水相置于新的EP管中,加入等体积的70%浓度乙醇,震荡混匀,将溶液转移到柱子上,12000g离心15秒,700μL Buffer I洗涤一次,500μL Buffer II洗涤两次,12000g离心1分钟,甩干柱子,加入30μL DEPC水,12000g离心2分钟,提取阳性对照组的RNA,对得到的阳性对照组RNA测量浓度,然后再进行后续的反转录。
对阳性对照组所提取的RNA进行反转录操作为,设置20μL反转录体系含有:1μgRNA加1μL步骤四中得到对所述引物(Oligo primers),用双蒸水补足到12μL,混合液65℃孵育5分钟,之后加入5X缓冲液4μL、RNA酶抑制剂1μL、dNTP Mix 2μL、反转录酶1μL,然后混合均匀,42℃孵育60分钟,得到阳性对照组的cDNA。
对阳性对照组所提取的cDNA进行荧光定量PCR操作为:荧光定量PCR体系为20μL,含有4μL阳性对照组的cDNA、0.4μL参比染料ROX 2、4.6μL ddH2O、0.5μL引物(10μM)和10μLSYBR green mix;均匀的加到96孔板中,每份全反式视黄酸处三个复孔,将96孔板放到7500Fast Real-Time PCR System(ABI)仪器中,运行以下程序95℃ 5分钟,95℃ 15秒,60℃ 1分钟,后面两步40个循环;收集数据通过使用β肌动蛋白进行归一化处理,每个实验至少重复三次。
在本发明实施例中,所述阳性对照组使用β-肌动蛋白作为内参数据处理后的结果见表2。
全反式视黄酸浓度(μmol·L<sup>-1</sup>) | 水通道蛋白3mRNA相对表达量(/肌动蛋白) |
0.1 | 1.46±0.14 |
1 | 2.66±0.15 |
表2.全反式视黄酸处理后HaCaT细胞内水通道蛋白3的mRNA的表达水平
对阳性对照组进行ELISA的具体操作过程为:将全反式视黄酸处理过的细胞用DPBS洗两遍,加入200μL细胞裂解液,使用BCA法进行蛋白定量,加入等量的中和液(200μL),进行ELISA检测,具体为:每孔加入100μL的全反式视黄酸或者标准液,37℃孵育2小时,吸掉样品(不冲洗),加入100μL试剂A,37℃孵育1小时,吸掉试剂A,用洗液洗涤3次,加入100μL试剂B,37℃孵育1小时,吸掉试剂B,用洗液洗涤5次,加入90μL底物37℃孵育10分钟,加入50μL终止液,酶标仪450nm读取吸光值。
根据ELISA法的标准曲线,计算出阳性对照组中水通道蛋白3的含量,此数值与提取液的蛋白总蛋白浓度的比值可以衡量细胞内水通道蛋白3的水平,具体数值见表3。
表3.全反式视黄酸处理后HaCaT细胞内水通道蛋白3的含量变化
步骤七,根据对所述实验组的mRNA定量及蛋白水平的变化与对所述阳性对照组的mRNA定量及蛋白水平的变化来判断检测样品的体外保湿功效,若所述实验组中水通道蛋白3的变化趋势与所述阳性对照组有同样的趋势,则判断检测样品为有效的保湿功效。
本发明的可应用范围包括化妆品原料。
本发明可广泛应用于基于水通道蛋白3的保湿功效原料的筛选以及产品的功效评价,实验简单易行,可使用细胞系进行实验,周期短,实验可重复性较好;使用本发明可节省化妆品原料研发的时间跟金钱成本,更有效的进行化妆品的研发,可以为企业的保湿功效宣称提供数据支持;而且基于细胞的体外实验周期相对较短、可重复性高、不存在伦理及动物使用禁令的顾虑;而且本发明可以推动相关国家或行业标准的建立,更有效规范化妆品市场秩序,提升化妆品质量水平、保障消费者权益。
以上实施例仅为充分公开而非限制本发明,凡基于本发明的创作主旨、未经创造性劳动的等效技术特征的替换,应当视为本申请揭露的范围。
Claims (2)
1.一种基于水通道蛋白3的体外保湿功效判断方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)选取表皮细胞置于完全培养基中培养,所述完全培养基为含有10%胎牛血清的DMEM完全培养基,培养所述表皮细胞密度至80%-90%;
2)对检测样品进行细胞毒性测试的步骤,包括设置不具有细胞毒性的检测样品的最高浓度为100mg/ml,设置具有细胞毒性的检测样品以IC20为最高浓度,检测样品设置至少三个梯度浓度;
3)配置阳性对照物浓度的步骤,设置阳性对照物为全反式维甲酸,所述阳性参照物的浓度设置为0.1μmol·L-1、1μmol·L-1;
4)将所述阳性参照物与检测样品分别作用于所述表皮细胞4小时,依次设置为阳性对照组和实验组;对水通道蛋白3进行引物设置及验证;
5)对作用后的所述阳性对照组和实验组分别进行RNA提取,然后分别反转录得到cDNA,对分别得到的所述cDNA分别使用实时定量PCR的方法进行水通道蛋白3的mRNA定量;
6)对作用后的所述阳性对照组和实验组分别进行蛋白提取,使用ELISA方法进行蛋白定量;
7)根据对所述实验组的mRNA定量及蛋白水平的变化与对所述阳性对照组的mRNA定量及蛋白水平的变化来判断检测样品的体外保湿功效,若所述实验组中水通道蛋白3的变化趋势与所述阳性对照组有同样的趋势,则判断检测样品为有效的保湿功效。
2.根据权利要求1所述的体外保湿功效判断方法,其特征在于,所述步骤6)还包括以水通道蛋白3的浓度与总蛋白浓度的比值来判断水通道蛋白3的含量变化的步骤。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190326 |