综述:未得到充分利用的亚洲水果作为功能性食品:其药理特性以及在酪氨酸酶抑制和黑色素调节中的作用

《Journal of Future Foods》:Underutilized Asian Fruits as Functional Foods: Pharmacological Properties and Role in Tyrosinase Inhibition and Melanin Regulation

【字体: 时间:2025年11月03日 来源:Journal of Future Foods 7.2

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  本文系统综述了十四种亚洲本土未充分利用水果的酪氨酸酶抑制活性及其在美白化妆品中的应用潜力,分析了其通过靶向酪氨酸酶、α-MSH受体、cAMP、Wnt及ERK信号通路抑制黑色素合成的机制,并探讨了药理特性如抗氧化、抗炎及抗衰老作用,为开发天然美白产品提供理论依据。

  近年来,色素紊乱的治疗仍然是一个重要的临床需求,而开发更有效的治疗方案需要识别目标分子和细胞信号通路,以及具有强大抑制黑色素生成作用的成分。尽管某些合成化妆品,如含有对苯二酚的制剂,被广泛使用,但它们往往会导致皮肤刺激等副作用。这促使了对更安全、天然替代品的日益关注。酪氨酸酶是调控黑色素生物合成的关键酶,因此含有天然酪氨酸酶抑制剂的化妆品受到了越来越多的关注。值得注意的是,尽管亚洲地区有许多具有潜在抗黑色素生成作用的水果尚未被充分利用,但它们展现出显著的药理学潜力。本文系统探讨了十四种本地热带水果,这些水果已被证明具有作为抗黑色素生成剂的潜力,同时对皮肤健康也有其他药理学益处。这些水果主要通过靶向酪氨酸酶及其相关通路来发挥美白效果,这表明它们在化妆品、营养品和药品工业中的应用前景广阔。未来的研究应优先考虑临床评估和标准化提取物的开发,以优化这些水果的治疗潜力。总之,我们相信这篇综述将为开发基于天然产物的化妆品的研究人员提供全面的参考,同时支持这些水果的商业化开发和更广泛的应用。

皮肤在保护身体和影响个人幸福感、自信心和整体外貌方面起着至关重要的作用。黑色素是哺乳动物皮肤中占主导地位的色素,已知其能够保护皮肤免受紫外线照射的有害影响,包括氧化应激和DNA损伤。然而,黑色素的异常生成或合成失调、黑色素细胞功能改变以及黑色素体转移缺陷可能导致多种皮肤疾病。这些疾病包括黄褐斑、雀斑、炎症后色素沉着(PIH)和老年斑,它们不仅影响外貌,还可能对心理状态和生活质量产生负面影响。因此,深入研究黑色素生成的调控机制对于开发有效的干预措施至关重要。

在各种护肤需求中,追求更明亮的皮肤,特别是在南亚国家,推动了皮肤美白化妆品的需求显著增长。近年来,对皮肤美白产品的需求从合成产品转向天然产品,主要是因为合成化妆品产品可能导致如刺激或长期损害等不良副作用。了解黑色素生成的机制是开发干预措施的基础。黑色素生成(黑色素的合成)是一个复杂的生物过程,发生在黑色素细胞中,这些细胞位于表皮的基底层,通常以1:36的比例与周围的角质形成细胞相互作用。在黑色素细胞中,黑色素是在一种称为黑色素体的特定细胞器中合成的。一旦合成,黑色素将通过黑色素细胞的树突被运输到相邻的角质形成细胞,并随后被降解。黑色素细胞的生理功能受到内在因素(如内分泌、免疫和中枢神经系统)和外在因素(如紫外线辐射和药物)的影响。在响应内部和外部刺激时,皮肤会释放不同的信号因子,这些信号因子激活酪氨酸酶并通过多种信号通路增强其表达。这种调控过程的破坏可能导致异常色素沉着,甚至可能与皮肤癌的发展有关。酪氨酸酶催化黑色素生成的两个限速反应,因此被认为是黑色素生成的关键酶。这使得酪氨酸酶成为抗黑色素生成药物开发研究中最有效的药物靶点。

天然的水果植物是皮肤美白化妆品的潜在原料库。识别和表征这些天然黑色素抑制剂对于化妆品产业的可持续发展至关重要。水果植物是富含酚类植物化学物质的来源,这些酚类化合物含有大量的羟基,环状结构,并已被报道具有显著的药理学特性,包括紫外线保护作用。在本文中,我们选择了十四种水果,这些水果基于已记录的酪氨酸酶抑制活性、在亚洲地区的可用性和商业应用的不足。这些水果包括黑桑葚(Morus nigra)、白桑葚(Morus alba)、番荔枝(Annona muricata)、糖苹果(Annona squamosa)、巴巴多斯酸橙(Malpighia emarginata)、鸡蛋果(Pouteria campechiana)、印度 gooseberry(Phyllanthus emblica)、星 gooseberry(Phyllanthus acidus)、锡兰橄榄(Elaeocarpus serratus)、番石榴(Psidium guajava)、印度 java plum(Syzygium cumini)、锡兰面包果(Artocarpus nobilis)、jackfruit(Artocarpus heterophyllus)和面包果(Artocarpus altilis)。

这些未被充分利用的热带水果在化妆品、营养品和药品应用中具有巨大的潜力。然而,季节性供应、高易腐性和缺乏增值加工技术等挑战限制了它们的商业应用。通过回顾现有文献,本文旨在整合当前关于这些水果的黑色素生成抑制特性,突出这些水果的工业相关性,并鼓励进一步的研究和开发,以推动标准化、经过临床评估的天然护肤解决方案。

在本研究中,我们总结了来自天然水果植物源的酪氨酸酶抑制剂,这些抑制剂在过去的二十年中被广泛研究。一些研究中,各种水果提取物中的活性成分被分离和鉴定。例如,从锡兰橄榄叶中分离出的gallic acid和mearnsetin表现出对酪氨酸酶的竞争力抑制活性,使用L-DOPA和L-tyrosine作为底物。mearnsetin的抑制活性(IC50为56.57 μg/mL)优于阳性对照arbutin(IC50为147.94 μg/mL)。酪氨酸酶抑制的模式通常通过与已知抑制剂(如kojic acid和arbutin)的IC50值进行比较来确定。然而,ascorbic acid很少被用作酪氨酸酶抑制的阳性对照。然而,很少有研究显示出与黑色素生成调控相关的通路或关键因素。

在许多研究中,黑色素抑制的生物活性化合物属于多酚类,因为多酚类化合物可以与金属离子形成复合物,并表现出抗酪氨酸酶活性。黄酮类化合物是具有C6-C3-C6结构的多酚类化合物,其生物活性,如酪氨酸酶抑制,与它们的结构特征密切相关。其中,黄酮醇具有C3位置的羟基,可能被糖基化,并且已知通过螯合铜离子和形成氢键来抑制酪氨酸酶。这些化合物的功能潜力受到其结构特征的显著影响,如羟基的数量和位置、双键的存在、聚合度和糖基化。例如,黄酮类化合物如quercetin,其B环中的儿茶酚基团,以及结构特征如羟基定位、C2=C3双键和4-氧化功能,表现出增强的抗氧化活性,有助于保护皮肤、减少色素沉着和对抗衰老。此外,具有抗氧化特性的化合物也已被报道表现出显著的酪氨酸酶抑制活性,并因此被用于抑制黑色素生成。因此,对酪氨酸酶酶抑制机制的深入了解有助于设计新的美白产品,这些产品基于针对黑色素生成的关键酶。一些水果提取物或其分离的活性成分已被证明在体外细胞培养模型中抑制黑色素,如B16F10小鼠黑色素瘤细胞系和正常人表皮黑色素细胞(nHEM)。因此,抑制酪氨酸酶提供了控制色素紊乱的潜在治疗途径。

尽管取得了这些成果,但蘑菇酪氨酸酶在人类使用中的应用存在一些限制,因为蘑菇酪氨酸酶与人类酪氨酸酶之间存在差异。蘑菇酪氨酸酶是一种细胞质酶,而人类酪氨酸酶是膜结合的。虽然人类酪氨酸酶的研究因酶纯化困难而受到限制,但最近的重组酪氨酸酶技术为新的研究机会提供了可能。此外,除了确定抑制机制外,IC50值应在酶动力学研究和抑制剂筛选中计算,以比较抑制剂的抑制强度。然而,由于不同的实验条件,如孵育时间、不同的底物浓度和酪氨酸酶的来源,IC50值可能存在不兼容性。一些研究人员未计算IC50值,也没有在他们的研究中使用阳性对照。为了解决这些问题,可以使用阳性对照。

在本文中,我们总结了十四种水果,这些水果基于其已知的酪氨酸酶抑制活性、在亚洲地区的可用性和商业应用的不足。这些水果包括黑桑葚(Morus nigra)、白桑葚(Morus alba)、番荔枝(Annona muricata)、糖苹果(Annona squamosa)、巴巴多斯酸橙(Malpighia emarginata)、鸡蛋果(Pouteria campechiana)、印度 gooseberry(Phyllanthus emblica)、星 gooseberry(Phyllanthus acidus)、锡兰橄榄(Elaeocarpus serratus)、番石榴(Psidium guajava)、印度 java plum(Syzygium cumini)、锡兰面包果(Artocarpus nobilis)、jackfruit(Artocarpus heterophyllus)和面包果(Artocarpus altilis)。这些未被充分利用的热带水果在化妆品、营养品和药品应用中具有巨大的潜力。然而,季节性供应、高易腐性和缺乏增值加工技术等挑战限制了它们的商业应用。通过回顾现有文献,本文旨在整合当前关于这些水果的黑色素生成抑制特性,突出这些水果的工业相关性,并鼓励进一步的研究和开发,以推动标准化、经过临床评估的天然护肤解决方案。

本文中,我们系统探讨了十四种本地热带水果,这些水果已被证明具有作为抗黑色素生成剂的潜力,同时对皮肤健康也有其他药理学益处。这些水果主要通过靶向酪氨酸酶酶及其相关通路来发挥美白效果,这表明它们在化妆品、营养品和药品工业中的应用前景广阔。然而,挑战如季节性供应、高易腐性和缺乏增值加工技术阻碍了它们的商业使用。通过回顾现有文献,本文旨在整合当前关于这些水果的黑色素生成抑制特性,突出这些水果的工业相关性,并鼓励进一步的研究和开发,以推动标准化、经过临床评估的天然护肤解决方案。

本文系统探讨了十四种本地热带水果,这些水果已被证明具有作为抗黑色素生成剂的潜力,同时对皮肤健康也有其他药理学益处。这些水果主要通过靶向酪氨酸酶酶及其相关通路来发挥美白效果,这表明它们在化妆品、营养品和药品工业中的应用前景广阔。然而,挑战如季节性供应、高易腐性和缺乏增值加工技术阻碍了它们的商业使用。通过回顾现有文献,本文旨在整合当前关于这些水果的黑色素生成抑制特性,突出这些水果的工业相关性,并鼓励进一步的研究和开发,以推动标准化、经过临床评估的天然护肤解决方案。
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