GHK-Cu, als Substanz, die im biomedizinischen Bereich große Aufmerksamkeit erregte, hat in den letzten Jahren zahlreiche Forschungsinteressen geweckt. Es entsteht durch die enge Bindung des natürlich vorkommenden Tripeptids GHK im menschlichen Serum mit Kupferionen. Der GHK-Gehalt im menschlichen Serum verändert sich dynamisch mit dem Alter: Die durchschnittliche Konzentration beträgt etwa 200 ng/ml im Alter von 20 Jahren, während sie bis zum Alter von 60 Jahren auf durchschnittlich 80 ng/ml sinkt. Diese Veränderung des Inhalts steht im Zusammenhang mit dem menschlichen Alterungsprozess [1]. Mit der Vertiefung der Forschung dazu, GHK-Cu Er hat eine Rolle in mehreren physiologischen Prozessen gezeigt, darunter die Förderung der Zellproliferation und -reparatur, die Linderung von Entzündungen sowie die Ausübung von Anti-Aging- und Antioxidativ-Effekten.
Was ist GHK-Cu?
GHK-Cu ist im Wesentlichen ein Metall-Peptid-Komplex, der durch die Chelatierung des Tripeptids GHK mit Kupferionen in einer spezifischen chemischen Struktur gebildet wird. Als endogenes Peptid besteht GHK aus Glycin, Histidin und Lysin, die sequentiell durch Peptidbindungen verbunden sind. Unter physiologischen Bedingungen zeigt GHK eine extrem hohe Affinität zu Kupferionen, und die beiden verbinden sich zu einem stabilen GHK-Cu-Komplex. Dieser Komplex behält nicht nur die biologische Aktivität von GHK, sondern zeigt auch einzigartige funktionale Eigenschaften in bestimmten biologischen Prozessen aufgrund der Beteiligung von Kupferionen und spielt dadurch eine Vielzahl wichtiger Rollen in lebenden Organismen.
Die GHK-Cu-Struktur
GHK-Cu Forschung
GHK-Cu-Forschung zur Gewebereparatur
Es gibt ein neuartiges, lösliches Mikronadelpflaster mit GHK-Cu, das Medikamente über die Haut abgeben kann und gute Effekte bei der Hautreparatur zeigt. Dieses Pflaster zeigt hervorragende mechanische Eigenschaften und ermöglicht es, die Haut sanft zu durchbohren. Es verfügt über eine hohe Medikamentenladekapazität, gewährleistet die Stabilität der Arzneimitteleigenschaften und garantiert Biokompatibilität sowie Sicherheit. Pharmakodynamische Studien in vitro und in vivo zeigen, dass es GHK-Cu effektiv durch die Haut transportieren kann, um eine effiziente Abgabe zu ermöglichen, das Wachstum von Granulationsgewebe und die Kollagensynthese zu fördern, die Wundheilung zu beschleunigen und bis zu einem gewissen Grad die Narbenbildung während des Wundheilungsprozesses hemmen kann. Dies bietet einen neuen, effektiven Ansatz zur Reparatur von Hautverletzungen.
In einer Studie, die Emphysem auslöste, indem C57BL/6J-Mäuse 12 Wochen lang Zigarettenrauch ausgesetzt waren, wurden verschiedene Dosierungen (0,2, 2 und 20 μg/g/Tag) von GHK-Cu Gelöst in 100 μl normaler Kochsalzlösung wurden ab Tag 1 nach Rauchexposition alle zwei Tage intraperitoneal in die Mäuse injiziert. Die Ergebnisse zeigten, dass im Vergleich zur Kontrollgruppe der mittlere lineare Intercept (Lm) der rauchexponierten Mäuse signifikant verlängert war. Allerdings ist die Lunge Lm bei Mäusen mit mittlerer und hoher Dosis GHK-Cu Die Behandlungsgruppen wurden offensichtlich reduziert. Unterdessen zeigte die Lungenmittlerzahl (MAN) der rauchexponierten Mäuse eine Zunahme, gefolgt von einer Abnahme (Abbildung 1A-C), was darauf hindeutet, dass GHK-Cu linderte die morphologischen Veränderungen des Emphysems, verursacht durch Rauchexposition. Außerdem GHK-Cu hat auch teilweise den durch Rauch verursachten Gewichtsverlust bei Mäusen rückgängig gemacht [1].
Kollagen, als Hauptbestandteil der extrazellulären Matrix, ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Struktur und Funktion von Geweben. Während der Reparatur beschädigter Gewebe sind die Synthese und korrekte Ansammlung von Kollagen wichtige Bindeleien zur Wiederherstellung der Gewebeintegrität. Mit einem Modell der mechanischen Exzisionsverletzung der Ratten-Vollhaut-Haut beobachteten Forscher anhand von Masson-Färbungen und anderen Studien, dass das GHK-Cu-lösliche Mikronadelpatch das Wachstum von Granulationsgewebe sowie die Produktion und Ansammlung von Kollagen fördern kann. GHK-Cu kann die Transkription und Translation von Kollagengenen in Fibroblasten fördern, indem es relevante Signalwege wie den mitogenaktivierten Proteinkinase-Weg (MAPK) aktiviert und so die Kollagensynthese erhöht. Gleichzeitig kann es auch den Aufbau- und Vernetzungsprozess von Kollagen beeinflussen, sodass es sich korrekt an der beschädigten Stelle ansammelt und funktionelles Gewebe bildet.
GHK-Cu ist in der Lage, die Proliferation mehrerer Zelltypen, wie dermalen Fibroblasten, zu stimulieren. Diese Funktion wird erreicht, indem eine Reihe intrazellulärer Signalwege aktiviert werden, wie zum Beispiel der mitogenaktivierte Proteinkinase-(MAPK)-Signalweg. Beim Binden an Zelloberflächenrezeptoren, GHK-Cu löst eine Kaskadereaktion dieses Signalwegs aus, fördert die Expression zellzyklusbezogener Proteine, wodurch die Zellen in den Proliferationszyklus eintreten und die Zellteilung sowie Gewebereparatur beschleunigt werden. Während der Heilung von Hautwunden ist die Vermehrung dermaler Fibroblasten entscheidend für die Bildung neuen Bindegewebes und die Reparatur beschädigter Haut, bei denen GHK-Cu spielt eine positive Rolle bei der Förderung dieses Prozesses.
GHK-cu bei der Verringerung von Entzündungen
Nachdem Mäuse 12 Wochen lang Zigarettenrauch ausgesetzt waren, um Emphysem auszulösen, wurden sie intraperitoneal injiziert mit GHK-Cu bei unterschiedlichen Dosierungen (0,2, 2 und 20 μg/g/Tag). Die Ergebnisse zeigten, dass GHK-Cu Die Behandlung schwächte die durch Zigarettenrauch induzierten emphysematösen Veränderungen ab und kehrte teilweise das Ungleichgewicht von Matrix-Metalloproteinase-9 (MMP-9)/Gewebehemmer von Metalloproteinasen-1 (TIMP-1) im Lungengewebe um. 1) Ungleichgewicht im Lungengewebe. Inzwischen GHK-Cu verringerte die Expression von entzündlichen Zytokinen (IL-1β und TNF-α), reduzierte die enzymatischen Aktivitäten von Myeloperoxidase (MPO) und Malondialdehyd (MDA) und stellte die gesamte antioxidative Kapazität (T-AOC) und den Glutathiongehalt (GSH) in der bronchoalveolaren Spülflüssigkeit wieder. Außerdem GHK-Cu kehrte den durch Zigarettenrauch verursachten Anstieg von NF um-κB-Expression und erhöhte die Spiegel der antioxidativen Abwehrkomponente Nrf2. In humanen alveolären Epithelzellen A549, die in vitro CSE ausgesetzt waren, GHK-Cu hemmte außerdem oxidativen Stress, modulierte die MDA-Werte durch Hochregulierung der Nrf2-Expression und stellte T-AOC- und GSH-Werte wieder her. Daher gilt im Zigarettenrauch-induzierten Emphysemmodell, GHK-Cu Entzündung und oxidativen Stress durch die Herunterregulierung von NF-κB-Anti-Entzündungen und die Hochregulierung von Nrf2/Keap1-Anti-Oxidation, wodurch die Entstehung von Emphysem gelindert wurde [2].
Abb. 1. GHK-Cu lindert durch Zigarettenrauch induzierte emphysematöse Veränderungen. (A) Fotomikrographie von HE-gefärbten Objektträgern zur histologischen Analyse von Mäusen nach chronischer Exposition gegenüber Zigarettenrauch oder Raumluft. Repräsentative Bilder von Mikrobildern mit ×20 und ×100 Vergrößerung. (B,C) Die histologische Beurteilung der Schnitte erfolgte mit Lm (B) und MAN (C) (n = 6 Mäuse/Gruppe). (D) Das Körpergewicht wurde gemessen (n = 10–12 Mäuse/Gruppe). **p < 0,01, ***p < 0,001, und NS bedeutet nicht signifikant (p > 0,05).
Quelle: f'rontiers [2]
In In-vitro-Experimenten mit LPS-induzierten RAW-264.7-Makrophagen und in vivo-Experimenten bei akuten Lungenverletzungsmäusen (ALI), GHK-Cu geschützt gegen LPS-induzierte ALI durch Hemmung der NF-κBp65- und p38-MAPK-Signalübertragung sowohl in vivo als auch in vitro. Diese Hemmung führte zu einer verminderten Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), einer erhöhten Superoxiddismutase (SOD)-Aktivität und einer verminderten Bildung von TNF-α und IL-6[2] (Zhang Q, 2022). Zusätzlich GHK-Cu schwächte LPS-induzierte histologische Veränderungen in Mauslungen ab und unterdrückte das Eindringen von Entzündungszellen in das Lungenparenchym. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass GHK-Cu übt schützende Effekte gegen LPS-induzierte ALI aus, indem sie übermäßige Entzündungsreaktionen hemmt, was auf sein Potenzial als neuartiger therapeutischer Ansatz für ALI/akutes Atemnotsyndrom (ARDS) hindeutet [4].
Abb. 2: Schematische Grafik, die die vorgeschlagenen Mechanismen zeigt, die der Abschwächung der LPS-induzierten Entzündungsreaktion durch GHK-Cu zugrunde liegen
Quelle: Oncotarget [4]
NF-κB ist ein entscheidender Transkriptionsfaktor, der eine zentrale Rolle in der Entzündungsreaktion spielt. Es ist typischerweise an das inhibitorische Protein IκB gebunden und bleibt inaktiv. Wenn Zellen entzündlichen Reizen ausgesetzt sind, wird IκB phosphoryliert und abgebaut, wodurch NF-κB freigesetzt wird, das dann in den Zellkern translokiert und die Transkription einer Reihe entzündungsbedingter Gene wie proinflammatoraler Zytokine wie TNF-α, IL-1β und IL-6 aktiviert. In Zigarettenrauch-induzierten Emphysem-Modellen und LPS-induzierten ALI-Modellen, GHK-Cu es wurde gezeigt, dass es die Aktivierung von NF-κB hemmt, wodurch die Produktion dieser proinflammatorischen Zytokine reduziert und die Entzündungsreaktion gelindert wird [4].
Der p38-MAPK-Signalweg spielt eine entscheidende Rolle bei zellulären Reaktionen auf entzündliche, stressige und andere Reize. Aktiviertes p38 MAPK kann mehrere nachgelagerte Transkriptionsfaktoren phosphorylieren und so die Expression entzündlicher Mediatoren regulieren. In LPS-induzierten ALI-Modellen, GHK-Cu unterdrückt die p38-MAPK-Signalübertragung und reduziert die Produktion von proinflammatorischen Zytokinen wie TNF-α und IL-6. Dies deutet darauf hin, dass GHK-Cu kann Entzündungen mindern, indem der p38-MAPK-Signalweg reguliert wird [4].
GHK-Cu hat antioxidative Alterungseffekte
Studien haben gezeigt, dass GHK-Cu die Alterungsbedingungen von Haut und Haar verbessern, Angiogenese und Neurogenese unterstützen und die Produktion von Kollagen und Dekorin anregen kann, wodurch die normale Struktur und Funktion von Haut und Haar erhalten bleiben. Als größtes Organ des menschlichen Körpers führt mit dem Altern die Reduktion von Kollagen- und elastischen Fasern in der Haut zu Alterungsphänomenen wie Hautlaxität und vermehrten Falten. GHK-Cu hilft, die Hautstruktur und Elastizität zu verbessern, indem es die Kollagensynthee fördert Sis, wodurch die äußeren Erscheinungen der Hautalterung verzögert werden [5].
GHK-Cu Spielt auch eine positive Rolle bei der Wundheilung und Geweberegeneration. Während des Wundheilungsprozesses kann es das Wachstum, die Teilung und Differenzierung von neuronalen und immunkompetenten Zellen induzieren und so die Wundreparatur beschleunigen. Dieser Prozess trägt nicht nur dazu bei, das Risiko einer Wundinfektion zu verringern, sondern fördert auch die funktionelle Wiederherstellung beschädigter Gewebe, was von großer Bedeutung für die Erhaltung der Integrität des Organismus und seiner normalen physiologischen Funktionen ist [5].
Während des oxidativen Stresses verursacht die übermäßige Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) Schäden an den Zellen, was zu einer oxidativen Modifikation biologischer Makromoleküle wie Proteinen, Lipiden und Nukleinsäuren führt und dadurch die normalen Funktionen der Zellen beeinträchtigt. GHK-Cu kann durch seine antioxidative Wirkung die Bildung von ROS- und Carbonylstoffen blockieren und so das Auftreten oxidativer Schäden verringern. Zum Beispiel in einem Modell der Hautzellschädigung, die durch ultraviolette Bestrahlung verursacht wird, GHK-Cu kann das intrazelluläre ROS-Niveau erheblich senken und die durch oxidativen Stress verursachten Zellschäden abmildern [5].
Jüngste Studien haben gezeigt, dass GHK-Cu kann die Genexpression regulieren und die Genexpression unter bestimmten Krankheitszuständen in einen gesünderen Zustand umwandeln. Zum Beispiel bei einigen Krebsarten und chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen (COPD), GHK-Cu ist in der Lage, Veränderungen in der Genexpression zu induzieren und sie in eine Richtung zu lenken, die vorteilhaft ist Organismus Gesundheit. Bei altersbedingten Veränderungen der Genexpression, GHK-Cu kann den Alterungsprozess verzögern, indem die Expression von Genen reguliert wird, die mit der Abwehr der Antioxidantien, der Zellzyklusregulation, Apoptose usw. verbunden sind [5].
GHK-Cu ist in der Lage, die Genexpression zu regulieren und die Genexpression unter bestimmten Krankheitszuständen in einen gesünderen Status umzuwandeln. Zum Beispiel bei einigen Krebsarten und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), GHK-Cu kann Veränderungen in der Genexpression auslösen, die sich in eine Richtung entwickeln, die der Gesundheit des Organismus förderlich ist. Bei den mit dem Altern verbundenen Genexpressionsänderungen, GHK-Cu kann den Alterungsprozess verzögern, indem die Expression von Genen reguliert wird, die mit der Abwehr der Antioxidantien, der Zellzyklusregulation, Apoptose usw. verbunden sind [5].
GHK-Cu bietet als Substanz mit breit gefächerten biologischen Aktivitäten ein erhebliches Anwendungspotenzial in Bereichen wie Medizin, kosmetischer Hautpflege und Biopharmazeutik.
Artikelautor
Die oben genannte Literatur wurde von Dr. Velira Nyssén recherchiert, redigiert und organisiert.
Autor wissenschaftlicher Zeitschrift
Loren Pickart ist Forscher, der mit R&D Skin Biol verbunden ist, mit Sitz in der 4122 Factoria Blvd SE, Suite 200B, Bellevue, WA, USA. Seine beruflichen Engagements erstrecken sich über mehrere organisatorische Einheiten im Skin Biol-Forschungsökosystem, darunter die Abteilung für Forschung und Entwicklung, die Abteilung für Hautbiol-Forschung und -entwicklung sowie das Skin Biol Lab, wo er zu Fortschritten in der translationalen und grundlegenden Wissenschaft beiträgt.
Mit Spezialisierung auf interdisziplinäre wissenschaftliche Forschung überschneidet Pickarts Arbeit zentrale Fachbereiche wie Dermatologie, Chirurgie, Chemie, Forschung & Experimentelle Medizin sowie Biochemie & Molekularbiologie. Dieser interdisziplinäre Fokus ermöglicht es ihm, komplexe biologische Fragestellungen an der Schnittstelle von molekularen Mechanismen und klinischen Anwendungen in der Hautbiologie zu behandeln und Innovationen voranzutreiben, die Grundlagenforschung mit potenziellen therapeutischen Entwicklungen verbinden.
Zitate Quellenangaben
[1]. Dou Y, Lee A, Zhu L, Morton J, Ladiges W. Das Potenzial von GHK als Anti-Aging-Peptid. Alternder Pathobiol Ther. [Fachartikel]. 2020 2020-03-27; 2(1):58-61.10.31491/apt.2020.03.014
[2]. Zhang Q, Yan L, Lu J, Zhou X. Glycyl-L-histidyl-L-lysin-Cu2+ dämpft durch Zigarettenrauch-induziertes Lungenemphysem und Entzündung, indem es den oxidativen Stressweg reduziert. VORDERE MOL BIOSCI. 20222022-01-01; Volumen e9-2022. https://www.frontiersin.org/journals/molecular-biosciences/articles/10.3389/fmolb.2022.925700
[3]. Pickart L, Margolina A. Regenerative und schützende Wirkung des GHK-Cu-Peptids im Lichte der neuen Gendaten. INT J MOL SCI. [Fachartikel; Rezension]. 2018 2018-07-07; 19(7).10.3390/ijms19071987
[4]. Park J, Lee H, Kim S, Yang S. Der Tripeptid-GHK-Cu-Komplex mildert durch Lipopolysaccharid verursachte akute Lungenverletzungen bei Mäusen. Oncotarget; Band 7, Nr. 36. 2016 2016-01-01. https://www.oncotarget.com/article/11168/text/
[5]. Pickart L, Vasquez-Soltero JM, Margolina A. GHK-cu kann oxidativen Stress in der Haut verhindern, indem es Kupfer reguliert und die Expression zahlreicher antioxidativer Gene verändert. KOSMETIK-BASEL. 2015; arabische Ziffer: 236-47. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=29986520&query_hl=1
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