Molecular basis of retinol anti‐ageing properties in naturally aged human skin in vivo
Shao, Y.; He, T.; Fisher, G. J.; Voorhees, J. J.; Quan, T.
2017-02
Citation
Shao, Y.; He, T.; Fisher, G. J.; Voorhees, J. J.; Quan, T. (2017). "Molecular basis of retinol anti‐ageing properties in naturally aged human skin in vivo." International Journal of Cosmetic Science 39(1): 56-65.
Abstract
ObjectiveRetinoic acid has been shown to improve the aged‐appearing skin. However, less is known about the anti‐ageing effects of retinol (ROL, vitamin A), a precursor of retinoic acid, in aged human skin in vivo. This study aimed to investigate the molecular basis of ROL anti‐ageing properties in naturally aged human skin in vivo.MethodsSun‐protected buttock skin (76 ± 6 years old, n = 12) was topically treated with 0.4% ROL and its vehicle for 7 days. The effects of topical ROL on skin epidermis and dermis were evaluated by immunohistochemistry, in situ hybridization, Northern analysis, real‐time RT‐PCR and Western analysis. Collagen fibrils nanoscale structure and surface topology were analysed by atomic force microscopy.ResultsTopical ROL shows remarkable anti‐ageing effects through three major types of skin cells: epidermal keratinocytes, dermal endothelial cells and fibroblasts. Topical ROL significantly increased epidermal thickness by stimulating keratinocytes proliferation and upregulation of c‐Jun transcription factor. In addition to epidermal changes, topical ROL significantly improved dermal extracellular matrix (ECM) microenvironment; increasing dermal vascularity by stimulating endothelial cells proliferation and ECM production (type I collagen, fibronectin and elastin) by activating dermal fibroblasts. Topical ROL also stimulates TGF‐β/CTGF pathway, the major regulator of ECM homeostasis, and thus enriched the deposition of ECM in aged human skin in vivo. 0.4% topical ROL achieved similar results as seen with topical retinoic acid, the biologically active form of ROL, without causing noticeable signs of retinoid side effects.Conclusion0.4% topical ROL shows remarkable anti‐ageing effects through improvement of the homeostasis of epidermis and dermis by stimulating the proliferation of keratinocytes and endothelial cells, and activating dermal fibroblasts. These data provide evidence that 0.4% topical ROL is a promising and safe treatment to improve the naturally aged human skin.RésuméObjectifL’acide rétinoïque a été montré améliorer l’apparence de la peau âgée. Cependant, on connaît moins les effets anti‐vieillissement de rétinol (ROL, de la vitamine A), un précurseur de l’acide rétinoïque, dans la peau humaine in vivo. Cette étude visait à étudier la base moléculaire des propriétés anti‐vieillissement du retinol de la peau humaine naturellement vieillie in vivo.MethodesLa peau des fesses protégée des UV (76 ± 6 ans, n = 12) a été traitée par voie topique avec 0,4% ROL et son véhicule pendant sept jours. Les effets du ROL topique sur l’épiderme et le derme de la peau ont été évalués par immunohistochimie, l’hybridation in situ, l’analyse Northern, RT‐PCR en temps réel, et analyse Western. La structure des fibrilles de collagène à l’échelle nanométrique et la topologie de surface ont été analysés par microscopie à force atomique.RésultatsROL par voie topique montre des effets anti‐âge remarquables à travers trois grands types de cellules de la peau: les kératinocytes épidermiques, les cellules endothéliales et les fibroblastes dermiques. ROL topique augmente de manière significative l’épaisseur de l’épiderme en stimulant la prolifération des kératinocytes et une régulation positive du facteur de transcription c‐Jun. En plus des changements de l’épiderme, le ROL topique améliore significativement le microenvironnement de la matrice extracellulaire (ECM) dermique: augmentation de la vascularisation cutanée par stimulation de la prolifération des cellules endothéliales et la production d’ECM (collagène de type I, la fibronectine et l’élastine), en activant les fibroblastes dermiques. Le ROL topique stimule également la voie TGF‐β / CTGF, le principal régulateur de l’homéostasie ECM, et donc enrichit le dépôt d’ECM dans la peau âgée humaine in vivo. L’application topique de 0,4% ROL obtient des résultats similaires à ceux observés avec l’acide rétinoïque topique, la forme biologiquement active de ROL, sans provoquer de signes apparents d’effets secondaires associés aux rétinoïdes.ConclusionL’application topique de 0,4% ROL montre des effets remarquables anti‐âge grâce à une amélioration de l’homéostasie du derme et l’épiderme, en stimulant la prolifération des kératinocytes et des cellules endothéliales, et l’activation des fibroblastes dermiques. Ces données fournissent la preuve que l’application topique de 0,4% ROL est un traitement prometteur et sûr pour améliorer la peau humaine vieillie naturellement.Topical application of 0.4% ROL to aged human skin leads to remarkable skin changes in both epidermis and dermis through affecting three major types of skin cells, epidermal keratinocytes, dermal endothelial cells and fibroblasts.Publisher
Nova Biomedical Wiley Periodicals, Inc.
ISSN
0142-5463 1468-2494
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