Objective: Thioredoxin (TRX), a ubiquitous protein with strong antioxidant activity, decreases in the skin with age. A decrease in TRX is expected to induce cellular senescence, chronic inflammation, and degeneration and loss of extracellular matrix (ECM), such as collagen and elastin within the skin. In this study, we investigated the effects of TRX addition to excised skin or skin models to understand the role of TRX on cells and ECM within the skin.
Methods: To evaluate its effect on skin cells, we cultured a three-dimensional (3D) skin model in a medium containing TRX. The mRNA expression levels of proteins related to elastic and collagen fibres and the basement membrane were determined. Furthermore, 3D imaging and computational analysis were performed to evaluate the effect of TRX on the elastic fibres and extending COL VII structures in excised human skin after coculturing with TRX for 1, 4, 5 and 6 days.
Results: Thioredoxin application to a 3D skin model upregulated elastin, COLI and COLVII mRNA expression. Applying TRX to the excised skin increased the number of linear elastic fibres. This effect of TRX demonstrated a daily increment in a dose-dependent manner. Thioredoxin extended the fibrous structure of COL VII into the dermis, expanding its colocalization region with elastic fibres. These structural effects were confirmed using 3D imaging and computational methods.
Conclusion: Thioredoxin elongates elastic fibres from the dermis to the basement membrane and extends the COL VII structure from the basement membrane to the dermis in excised human skin. These findings suggest the potential of TRX to protect the skin against age-related alterations such as wrinkles and sagging.
Objectif: Thioredoxin (TRX), une protéine ubiquitaire dotée d'une forte activité antioxydante, diminue dans la peau avec l'âge. Une diminution de la TRX est susceptible d'induire la sénescence cellulaire, l'inflammation chronique, et la dégénérescence ainsi que la perte de la matrice extracellulaire (ECM), telle que le collagène et l'élastine de la peau. Dans cette étude, nous avons examiné les effets de l'ajout de TRX à la peau prélevée ou aux modèles de peau afin de comprendre le rôle de TRX sur les cellules et la matrice extracellulaire (ECM) de la peau. MÉTHODES: Pour évaluer son effet sur les cellules cutanées, nous avons cultivé un modèle de peau tridimensionnel (3D) dans un milieu contenant du TRX. Les niveaux d'expression de l'ARNm des protéines liées aux fibres élastiques et de collagène ainsi que de la membrane basale ont été déterminés. De plus, une imagerie 3D et une analyse informatique ont été réalisées pour évaluer l'effet de la TRX sur les fibres élastiques et les structures de COL VII étendues dans la peau humaine prélevée après une coculture avec la TRX pendant 1, 4, 5 et 6 jours. RÉSULTATS: L'application de la Thioredoxin à un modèle de peau en 3D a régulé à la hausse l'expression de l'élastine, du COLI et du COLVII au niveau de l'ARNm. L'application de TRX à la peau excisée a augmenté le nombre de fibres élastiques linéaires. Cet effet du TRX a montré une augmentation quotidienne de manière dose‐dépendante. Le Thioredoxin a étendu la structure fibreuse du COL VII dans le derme, élargissant ainsi sa région de colocalisation avec les fibres élastiques. Ces effets structuraux ont été confirmés à l'aide d'imagerie 3D et de méthodes computationnelles.
Conclusions: La Thioredoxin allonge les fibres élastiques du derme à la membrane basale et étend la structure de COL VII de la membrane basale au derme dans la peau humaine excisée. Ces résultats suggèrent le potentiel de la TRX pour protéger la peau contre les altérations liées à l'âge telles que les rides et le relâchement cutané.
Keywords: cell culture; collagen VII; elastic fibre; epidermis–dermis interaction; formulation/stability; skin physiology/structure.
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