生物美容——细胞因子的新应用

第28卷第3期 2 0 1 1年 6月 医 学 研 究 与 教 育 Medical Research and Education Vr01．28 No．3 Jtm．2011 生物美容——细胞因子的新应用 张振民。于中民，冯来坤 (江苏博赛生物技术有限公司，江苏盐城224001) 摘要：人体内细胞因子的含量极少，但其生理功能和生物学效应贯穿于人的生长、发育全过程，扮演着重要角色。多年 研究发现，多种细胞因子与人体骨骼、神经、皮肤细胞的生长分化、分裂增殖密切相关，这就为现代生物技术应用于美 容行业奠定了基础。 关键词：生物技术；细胞因子；生物美容 中图分类号：Q7 文献标志码：A 文章编号：1674—490>[(2011)一03—0085—04 当前的美容护肤行业，传统的化学美容、物理美容已经趋于过时，天然植物提取成分美容正值 鼎盛 ，细胞因子美容以其功效显著、效果持久受到越来越多的关注。 细胞因子是多种细胞分泌的能调节细胞生长分化、调节免疫功能、参与炎症发生和创伤愈合等 小分子多肽的统称。细胞因子直接作用于细胞 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面受体，启动细胞内的代谢过程，同时启动细胞间的 物质和信息传递。根据功能，可将细胞因子粗略分为白细胞介素 (IL)、干扰素 (IFN)、肿瘤坏死因 子 (TNF)、集落刺激因子 (CSF)、生长因子、趋化因子。细胞因子由免疫系统细胞分泌产生，在人 体微环境与靶细胞的特异受体结合，发挥刺激靶细胞分化增殖、促使靶细胞合成分泌、趋化诱导炎症细 胞等生物学功能【1 】。细胞因子对组织再生以及创伤愈合的作用远不只促细胞分裂和分化作用、物质合 成和分泌，甚至在细胞生长的抑制方面也起重要作用[3～。 1 应用于生物美容的细胞因子 目前 ，在美容整形方面研究和应用最为广泛的是生长 因子类 ，主要包括表皮细胞生长因子 (EGF)、碱性成纤维细胞生长因子 (bFGF)、酸性成纤维细胞生长因子 (aFGF)、角化细胞生长因 子 (KGF)。 1．1 表皮细胞生长因子 (EGF) 1962年意大利科学家Mantalcini教授和美国博士Cohen在实验中偶然发 现EGF，该研究成果于1986年荣获人类科学的最高奖——诺贝尔奖。EGF的发现为揭开皮肤衰老之谜奠 定了基础，也使应用生物学手段阻止皮肤衰老甚至一定程度上恢复年轻态成为可能，被科学界誉为 “美 丽因子”。 EGF对调节表皮及上皮细胞生长、分化增殖、促进毛细血管生长、改善细胞生长微环境、保持细胞 活性等方面起着重要作用[5】。极微量的EGF即能强烈促进皮肤细胞的分裂和生长，从而达到促进人皮肤 的新陈代谢、修复皮肤损伤、减缓皮肤衰老，甚至调控已成熟的表皮细胞逆分化为皮肤干细胞，进而诱 导干细胞快速、定向分化为新的皮肤细胞，使皮肤重新恢复弹性和光泽 】。此外，EGF还能增加其他内 收稿日期：2011-05—07 作者简介：张振民 (1979一 )，男，辽宁营口人，硕士，主要从事基因工程产品上下游技术的研究与应用。E—mail： zzm7908@163．tom ． 85． 3期 医 学 研 究 与 教 育 28卷 源性生长因子的分泌，刺激细胞外一些大分子 (如透明质酸和糖蛋白等 )的合成和分泌，从而营养滋润 皮肤，调节胶原降解，使胶原纤维以线性方式排列，增强创面抗张程度，减少瘢痕形成吲。EGF作为一 种有效的创伤修复药物，在临床上已经得到了广泛的应用。 1．2 成纤维细胞生长因子 (FGFs) FGFs包括酸性成纤维细胞生长因子 (aFGF，pI 5．6)和碱性成纤维 细胞生长因子 (bFGF，pI 9．6)，来源于中胚层和神经外胚层，对血管内皮细胞、成纤维细胞、成肌细 胞、成骨细胞等都有促分裂作用，并通过其趋化作用和促细胞迁移作用使巨噬细胞、问充质细胞、内皮 细胞、成纤维细胞等向创伤部位聚集，促进新生血管形成，促进细胞释放胶原酶、血纤溶酶激活物，在 创伤愈合及肢体再生中发挥作用 。】。aFGF与bFGF均能促进成纤维细胞生长，提高皮肤合成胶原蛋白的 能力，从本质上改善皮肤状况。功效主要表现为修复损伤、祛皱、美白、祛斑 、防粉刺等。与肝素结合 后，FGF的生物学活性增强20～100倍I 。 与bFGF相比，aFGF更加适合应用于创伤修复与化妆品中。研究发现，aFGF与皮肤细胞具有更高的亲 和力，aFGF 20U／cm2与bFGF 60U／cm 促愈合效果类似，且效果更加温和、持久，不会引起黑色素沉积“”。 另外，体外细胞培养实验表明，aFGF对中枢性神经元和外周性神经元均具有营养作用，表现为促 进神经元的存活和突起生长。此外，aFGF对神经胶质细胞也有促分裂作用。aFGF的这些作用是通过与 神经元高亲和力受体(FGFR24)结合，加速核蛋白体基因的转录，以促进细胞分裂增殖，还通过细胞内蛋 白和总RNA的合成表达，促进神经元突起生长[1 。这一功能预示着aFGF将会在神经修复等领域发挥重 要作用。 1．3 角化细胞生长因子(KGF) KGF属于成纤维细胞生长因子家族，由间质细胞分泌，通过旁分泌途径 刺激上皮细胞增殖，是角化细胞和毛囊形成过程中最重要的影响因素，研究表明，KGF在组织修复过 程中发挥着很重要的作用，包括刺激DNA合成，促进维持人角化细胞、表皮细胞及上皮细胞的增殖、迁 移、分化、存活等 。在研究KGF与鳞状细胞角化和毛发生长密切相关这一事实中发现，KGF能增强皮 肤毛囊和皮脂腺前体细胞的增殖和分化，显著刺激人头皮毛囊发育，预示了其在生发方面的潜在应用 。 另外，KGF有显著的抗紫外辐射、消除皱纹的功效。虽然KGF已经得~I]FDA的许可，应用于放疗、化疗 后口腔溃疡的治疗 ，但其稳定性差、存在未知潜在风险等因素制约了其进一步的应用。 1．4 其他细胞因子 血管内皮细胞生长因子 (VEGF)能够促进血管内皮细胞增殖、血管生成，增加血 管通透性，对改善皮肤微循环 、营养物质及其他细胞因子的运输，皮肤细胞的合成代谢等具有积极作 用；人生长激素 (hGH)是人脑垂体前叶分泌的一种蛋白质，具有促进氨基酸吸收和蛋白质合成、调节 细胞代谢 、增强细胞活性 、增加骨密度等广泛的生理功能 ，自1985年美国威斯康辛大学医学院的罗德 曼博士将hGH应用于人类抗衰老的研究成果公诸于世至今的三十多年中，人们不断探索，获得了可喜成 果，在美国、欧洲和 Et本已经有专门的机构进行相关的应用研究；当前研究表明，胰岛素样生长因子一1 (IGF一1)是hGH发挥作用的主要方式之一。IGF一1主要由hGH$1]激肝细胞产生，然后作用于靶细胞，加 快不同类型细胞的分裂和增殖，增加蛋白质和类固醇的合成，在创伤修复和神经细胞重建等生理过程中 起作用【3’ 】。另外，文献报道，IGF一1与血小板衍生因子 (PDGF)协同作用增加表皮和内皮的再生口 。 2 细胞因子应用于美容存在的问题 现代基因工程技术的发展，已经解决了绝大部分细胞因子无法大量获得的难题，为其进一步应用提 供了条件，但仍然面临着一系列问题。 一 86． 3期 张振民等：生物美容——细胞因子的新应用 20l1 2．1 半衰期短，稳定性差 细胞因子属于细胞活性成分，很多细胞因子在人体内环境的半衰期很短， ~I]hGH在血液中的半衰期只有17 45min。对所处环境的温度、光照、pH等条件均有苛刻的要求，否则 就会失活，甚至降解。现有的化妆品的制备技术远不能满足在普通环境中保持细胞因子活性的要求。 2．2 透皮吸收方式亟待解决 细胞因子这些生物大分子无法通过传统的表面涂抹方式透皮吸收，无法到 达靶细胞，发挥细胞学作用。注射方式对很多细胞因子并不适用，无法避免注射部位向其他靶部位转运 过程的损失及局部浓度高的弊端，且损伤皮肤的同时，长期使用会造成皮肤硬化的不良后果。微针方式 在皮肤表面形成创面多，易感染，不具有反复操作性。 2．3 使用剂量难于把握 作为细胞代谢调节的介质，细胞因子在人体内含量极微，局部使用过量，不 仅造成浪费，而且可能会抑制该区域的细胞生长和代谢，甚至产生潜在的风险。 2．4 处方成分单一，效果不理想 皮肤衰老、损伤等问题往往涉及到表皮、真皮、皮下组织及皮肤微 循环等方面。单一的细胞因子不能满足皮肤创伤修复、皮肤细胞更新的需求。多种细胞因子联合应用成 为必然趋势【】 。而多种细胞因子的复合组方绝不是简单的加和问题，需要探索全新的应用模式。 2．5 潜在风险仍需注意 一直以来人们从未停止对EGF、FGFs等细胞因子致癌作用的担忧；2010年欧 盟对重组人生长激素安全性的重新评估；最近，《Cell》上发表的一篇文章进一步解释了成纤维细胞在肿 瘤形成后对肿瘤增长具有促进作用阻 。理论研究及技术的不断进步，为妥善解决这些问题提供了可能。 利用基因工程技术进行氨基酸序列改造、与合适的大分子物质进行交联等手段解决细胞因子稳定性问题 的同时，可能意外收获更高的活性。将冻干粉针技术应用于细胞因子类化妆品的生产是目前比较理想 的工艺；开发合适的剂型，如脂质体包埋、新型透皮分子等u ，辅助细胞因子透皮吸收；将生理学与光 学、电学相结合，摸索出合适的透皮辅助手段，协同发挥光、电及细胞因子的美容效果。针对细胞因子 透皮吸收开发的透皮吸收导人仪解决了生物大分子透皮吸收难的问题。 3 结 语 ／ 21世纪是生命科学的世纪，生命科学技术将深入到生活的方方面面。细胞因子直接作用于靶细胞， 启动细胞内的代谢过程，在恢复细胞活性、促进增殖更新、修复受损组织等方面前景广阔。细胞因子应 用于护肤美容，摆脱了传统的化学美容、物理美容的束缚，为我们带来全新的体验，从人体的内在实现 美丽、年轻态。目前，国内关于细胞因子在美容领域的理论研究和实践还十分匮乏，进一步深入研究细 胞因子发挥作用的本质，为更多细胞因子应用于美容提供更加充分的理论基础，传统美容必将被以细胞 因子为代表的生物美容所取代。 参考文献： [1]1狄稚江．细胞因子及其在临床的应用【J]．医学研究通信，1994，23(4)：5-10． [2】李校坤．细胞活能bFGF在整形美容的实验研究及临床应用[J】．实用美容整形外科杂志，1999，10(1)：35—371． 【3]李校坤，姚成灿，黄亚东，等．生物活性多肽护肤品的基础及应用[J】．日用化学工业，2002，32(5)：41—43． 【4】郭杏，谭美云，郭力，等．重组人表皮细胞生长因子对供皮区创面的修复【J】．中国组织工程研究与临床康复，2010，14(5)： 862-865． [5】唐艳红，王权祥，唐在明．人表皮生长因子对皮肤的保护作用【J]．中华医学美学美容杂志，2004，1O(1)：53—55． 【6】付小兵，孙晓庆，孙同柱，等．表皮细胞生长因子治疗创面出现的干细胞岛现象[J]．中华医学杂志，2001，81(12)：733—736． 【7】付小兵，孙晓庆，孙同柱，等．表皮细胞生长因子通过诱导皮肤干细胞分化加速受创表皮再生的研究[J]．中国修复重建外 ． 87． 3期 医 学 研 究 与 教 育 28卷 科杂志，2002，l6(1)：31-35． 【8】陈秋东，许永兴，徐志南．人表皮生长因子及其在化妆品中的应用【J]．日用化学工业，2002，32(5)：38—40． 【9】李校坤，付小兵，洪岸，等．基因重组bFGF的药效学研究【J】．华西药学杂志，1999，14(5／6)：332—334． 【10】付小兵．再论成纤维细胞生长因子与软组织创伤修复[J]．中国修复重建外科杂志，2000，14(5)：257—260． [11】马艳，金小宝，朱家勇．酸性成纤维细胞生长因子及其在创伤愈合中的应用[J】．广东医学杂志，2006，．27(12)：1918—1920． 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