透明質(zhì)酸在皮膚曬后修復方面的研究進展

郭芳鈺，韓婷婷，陳玉榮，王曉梅，王曉娜，楊素珍

（山東福瑞達生物股份有限公司，山東 濟南 250101）

近年，由于紫外線（UV）輻射不斷增加，UV導致的皮膚光損傷，如曬傷、曬黑、多形性光疹甚至皮膚癌[1]等各種皮膚疾病的發(fā)病率也逐漸增加。日光照射中的UV可分為3個波段：短波紫外線（UVC）、中波紫外線（UVB）和長波紫外線（UVA），波長分別為200～280，280～320和320～400 nm。其中波長290～400 nm的紫外線會引起皮膚損傷，且由UV引起的皮膚紅斑數(shù)以照射劑量依賴性的方式增加[2]。UV照射能誘導產(chǎn)生活性氧自由基（ROS），并促進產(chǎn)生細胞炎癥因子，如核因子（NF-κB）、腫瘤壞死因子（TNF-α）、白細胞介素因子（IL）等[3-6]。

透明質(zhì)酸（HA）是普遍存在于生物皮膚和肌肉骨骼組織細胞間基質(zhì)中的一種無種族特異性的酸性黏多糖[7]，具有優(yōu)異的保水作用，同時又有良好的透皮吸收性能。在機體內(nèi)有潤滑關(guān)節(jié)，調(diào)節(jié)血管壁的通透性，促進創(chuàng)傷愈合等多種重要的生理功能[8-11]。本文將對HA在皮膚曬后修復方面清除活性氧自由基、抑制脂質(zhì)過氧化、抗炎、抗細胞凋亡、對痤瘡的修復、加強皮膚屏障功能和抗光老化等研究進展進行初步分析。

1 HA對ROS的作用

UV照射會使皮膚角質(zhì)形成細胞產(chǎn)生ROS，其主要分為超氧陰離子自由基（O2?-）和羥自由基（?OH）。ROS過量能破壞皮膚角質(zhì)細胞中組分，如脂質(zhì)體、蛋白質(zhì)和脫氧核糖核酸[12-13]。Hiramoto等[14]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠暴露于UVB輻射中，能導致小鼠體內(nèi)ROS含量增加，并誘發(fā)炎癥。

1.1 HA清除超氧陰離子自由基的作用

超氧陰離子自由基是能與生物大分子發(fā)生反應并引起組織破壞的自由基前體[12]，在ROS的形成過程中有重要作用?？麓毫值萚15]研究HA清除超氧陰離子自由基的能力，結(jié)果表明，低分子量透明質(zhì)酸（LMWHA）對超氧陰離子自由基的清除活性與其濃度呈正相關(guān)，有劑量依賴性關(guān)系，濃度為1250 μg/ml時，清除率是87.12 %。

1.2 HA清除羥自由基的作用

羥自由基及其衍生物是破壞性較強的ROS，能顯著破壞皮膚角質(zhì)細胞中的生物大分子。李密等[16]發(fā)現(xiàn)，HA質(zhì)量濃度在1～5 mg/ml時，其清除羥自由基的能力呈劑量依賴性關(guān)系?？麓毫值萚15]研究發(fā)現(xiàn)，在69～1110 μg/ml濃度范圍內(nèi)，LMWHA清除羥自由基的活性明顯高于HA；濃度1110 μg/ml時，LMWHA和HA對羥自由基的清除率分別是91.711 %和79.536 %。

2 HA抗脂質(zhì)過氧化作用

皮膚角質(zhì)細胞膜上的脂質(zhì)能維持細胞正常結(jié)構(gòu)，并能調(diào)控細胞功能，同時角質(zhì)細胞間脂質(zhì)缺失會導致皮膚屏障損傷。UV照射可一定程度干擾角質(zhì)細胞的信號傳導過程，導致產(chǎn)生ROS，從而攻擊并誘導角質(zhì)細胞的細胞膜及其脂質(zhì)發(fā)生過氧化[12]。脂質(zhì)過氧化終端產(chǎn)物如過氧化氫脂質(zhì)能直接或間接地破壞細胞中的DNA分子。Sivaranjani等[17]研究表明，特應性皮炎患者靜脈血中丙二醛水平高于健康對照組受試者，脂質(zhì)過氧化是特應性皮炎發(fā)病的主要因素。

柯春林等[15]評估HA在卵黃脂質(zhì)過氧化系統(tǒng)中的抗氧化作用，其中HA顯著抑制了脂質(zhì)過氧化，并具有濃度依賴關(guān)系。濃度1110 μg/ml時，HA對脂質(zhì)過氧化的抑制率為83.81 %。Ke等[18]對比了不同分子量HA與維生素C（VC）對FeSO4引起的卵黃脂質(zhì)過氧化作用的抑制，其中實驗采用的LMWHA-1和LMWHA-2的分子量分別為1.45×105Da和4.52×104Da，在70～1100 μg/ml濃度范圍內(nèi)，LMWHA-1和LMWHA-2的脂質(zhì)過氧化抑制率分別為92.86 %和85.11 %，其中LMWHA-1的脂質(zhì)過氧化抑制率高于VC。Vereyken等[19]研究發(fā)現(xiàn)LMWHA和HA均有較高脂質(zhì)過氧化抑制率，且降解后得到的LMWHA對脂質(zhì)過氧化抑制作用相較于降解前有所加強，其機制可能是LMWHA與膜的相互作用的結(jié)果。

3 HA的抗炎作用

表皮中的角質(zhì)形成細胞暴露于UV輻射中，會產(chǎn)生過量NF-κB和白細胞介素因子（interleukin-1β、interleukin-6、interleukin-8，IL-1β、IL-6、IL-8）等誘導炎癥的細胞因子，從分子層面多環(huán)節(jié)誘導產(chǎn)生皮膚炎癥[13]。研究發(fā)現(xiàn)，HA能抑制因UV輻射而產(chǎn)生的炎癥細胞因子的表達。

3.1 HA對NF-κB的抑制作用

Arne等[20]研究了HA抑制糖化終產(chǎn)物誘導的NF-κB表達效果，通過分析NF-κB調(diào)節(jié)的促炎細胞因子mRNA的表達水平，進一步研究了高分子量透明質(zhì)酸（HMWHA）干擾高級糖基化產(chǎn)物（AGE）誘導NF-κB傳導的效果。反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈式反應（RT-PCR）檢測發(fā)現(xiàn)，添加HMWHA能抑制AGE誘導的促炎細胞因子表達增加，對NF-κB有抑制作用。

3.2 HA對IL-1β的抑制作用

研究發(fā)現(xiàn)，HMWHA能抑制IL-1β。Kataoka等[21]蛋白質(zhì)印跡法分析表明，HMWHA能抑制IL-1β對P38絲裂原活化蛋白激酶（P38 MAPK）和c-Jun氨基末端激酶（JNK）的刺激；此外，P38 MAPK和JNK作為化學抑制劑也下調(diào)了IL-1β誘導的ADAMTS4 mRNA表達，從而抑制ADAMTS4介導的炎癥。Larissa等[22]研究了不同分子量HA對IL-1β生成的影響，用人重組干擾素γ刺激單核細胞衍生的巨噬細胞，其中僅分子量為4.77 kDa的HA作用后能觀察到IL-1β的含量顯著降低；在脂多糖刺激的單核細胞衍生的巨噬細胞中，LMWHA不會增加IL-1β水平，HMWHA能顯著降低IL-1β水平。

3.3 HA對IL-6和IL-8的抑制作用

Antonietta等[23]評估了高低分子量HA在轉(zhuǎn)錄、蛋白生成以及細胞水平上NF-κB、IL-6和IL-8的抗炎作用，結(jié)果表明，高低分子量HA均能在細胞模型中在轉(zhuǎn)錄水平上減少IL-6和IL-8表達。

4 HA對細胞凋亡的作用

人角質(zhì)形成細胞（HaCaT）在長期受到UV輻射后產(chǎn)生的ROS會調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因破壞角質(zhì)形成細胞DNA；破壞細胞中抗氧化酶活性；破壞生物膜導致角質(zhì)形成細胞凋亡[24]。張麗宏等[25]發(fā)現(xiàn)，UVB照射劑量為30 mJ/cm2且長期照射時，可導致HaCaT細胞內(nèi)各種生物代謝功能損傷，從而發(fā)生細胞凋亡和壞死。目前，HA對由UV照射所引起的皮膚細胞凋亡的抑制效果也有了一定的研究進展。

Manuela等[26]用50和100 mmol/L兩種濃度的乙醇分別處理人A431表皮細胞和小鼠成纖維細胞24 h，用3種濃度水平（2 %，4 %和8 %）的HA處理A431表皮細胞和小鼠成纖維細胞，研究其對細胞凋亡的效果。結(jié)果表明，乙醇可通過增強腫瘤壞死因子α（TNF-α）的作用誘導皮膚細胞凋亡，經(jīng)乙醇溶液處理的細胞細胞凋亡明顯增加，而2 %和4 %濃度的HA均可顯著降低人A431表皮樣皮膚細胞和小鼠成纖維細胞中的TNF-α，從而緩解表皮細胞凋亡。Mao等[27]將HA加入到殼聚糖和明膠體系中，評估L929人成纖維細胞凋亡情況，結(jié)果表明，含有HMWHA的殼聚糖-明膠混合物可通過細胞膜抑制細胞凋亡，其可通過細胞上的CD44配體誘導反應性位點與細胞黏附因子相互作用降低細胞凋亡百分比。因此，HA具有良好的抵抗UV照射引發(fā)皮膚細胞凋亡的作用。

5 HA對紫外線引起的痤瘡的作用

UV照射是玫瑰痤瘡發(fā)病機制中重要的因素，司紅麗等[28]研究玫瑰痤瘡與UV最小紅斑量，研究樣本的全部玫瑰痤瘡患者在日曬條件下均加重病情。汪勤[29]研究HA敷料聯(lián)合CO2點陣激光治療痤瘡凹陷性瘢痕，結(jié)果表明，HA可通過促進膠原蛋白的表達，從而加快創(chuàng)面修復，可顯著改善痤瘡凹陷性瘢痕癥狀。何春峰等[30]通過射頻治療儀導入HA修護生物膜對I、II型玫瑰痤瘡治療，治療組在第3和6周后治療有效率分別為53.84 %，76.92 %，對照組治療有效率分別為29.73 %，54.05 %，差異具有統(tǒng)計學意義。林雙嬌等[31]通過窄譜強脈沖光聯(lián)合HA修護貼敷料治療I、II型玫瑰痤瘡，結(jié)果顯示，治療后6周后，治療組和對照組的治療有效率分別是77.5 %和57.9 %，兩組有效率差異具有統(tǒng)計學意義。以上結(jié)果表明，痤瘡治療搭配HA效果明顯，HA具有良好的修護痤瘡的效果。

6 HA對紫外線引起的受損皮膚屏障的作用

UV照射可導致皮膚經(jīng)表皮失水（TEWL，transepidermal waterloss）增加和角質(zhì)層脂質(zhì)含量改變而破壞皮膚屏障功能[32]。并且最小紅斑量UVB照射能顯著抑制角質(zhì)形成細胞中天然保濕因子的代謝，降低角質(zhì)層的含水量，從而使皮膚屏障功能受損[33]。

目前，TEWL值是判斷皮膚屏障功能的指標，TEWL值增加，皮膚易干燥、脫屑、敏感，造成皮膚屏障受損。李江輝[34]研究HA修護生物膜對兒童特應性皮炎皮膚屏障功能的影響，結(jié)果表明，經(jīng)治療后觀察組皮脂含量、角質(zhì)層含水量顯著低于對照組，且兩組患兒TEWL值顯著低于治療前。馬瑛等[35]研究了HA噴霧在面部激光術(shù)后患者皮膚中應用的TEWL值變化，對照組和觀察組在使用HA噴霧術(shù)后14天后，相較術(shù)后第1天，TEWL值顯著下降。徐良恒等[36]研究了HA對激光術(shù)后小鼠皮膚屏障損傷的修復效果，基質(zhì)+膠原蛋白組與基質(zhì)+HA組在7天后TEWL值較基質(zhì)組與陰性對照高，且兩組間差異無統(tǒng)計學意義；21天后各組與造模前比較，TEWL值差異無統(tǒng)計學意義。

綜上，HA能顯著改善皮膚角質(zhì)層含水量，且TEWL值顯著降低，表明HA能夠有效地改善皮膚屏障功能。

7 HA對紫外線引起的光老化的作用

UV照射會導致表皮角質(zhì)細胞基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP，matrix metalloproteinase）含量增加，從而導致膠原蛋白和彈性蛋白發(fā)生斷裂，引發(fā)皮膚老化[37]。研究表明，HA對由UV照射引發(fā)的MMPs含量增高有一定的改善作用。李翊雯[38]對HA改善UV輻射后大鼠皮膚光老化的癥狀進行研究，將大鼠分為空白對照組、UV照射模型組及HA組，UV照射組采用31 mJ/cm2為最小紅斑量，每周照射5次，第10周停止UV照射，并在每次照射前將HA涂抹在HA組大鼠背部受試部位。結(jié)果表明，HA組皮膚彈性顯著高于UV照射組，HA組MMP-1也顯著低于UV照射組，確定了HA對MMP-1的表達具有抑制作用，進而具有抗UV光老化的效果。

8 結(jié)語

隨著化妝品行業(yè)的飛速發(fā)展及消費者對于皮膚健康意識的提高，HA作為化妝品中的重要功能性原料，其多種功能活性不斷被開發(fā)和應用。其中HA對UV照射引起的一些皮膚問題，如皮膚炎癥、脂質(zhì)過氧化及細胞凋亡等有顯著的改善作用。但HA在一定程度上也能引發(fā)炎癥，關(guān)于這方面的研究還不夠深入，所以HA在特定使用條件下的副作用的機制仍值得探討。此外，HA通過自身降解清除ROS達到抗氧化作用的機制尚未清晰，關(guān)于這方面的具體機制值得關(guān)注。對于這些機制的深入探索將為今后HA皮膚曬后修復相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)提供更多的理論依據(jù)及研究方向。