鱼皮胶原肽通过直接调控黑素皮质素1受体(MC1R)抑制黑色素生成的作用机制研究

针对紫外线(UV)辐射诱导的皮肤色素沉着问题，研究人员开展鱼皮胶原肽抗黑色素生成机制研究。发现胶原肽通过结合MC1R受体，下调cAMP/CREB/MITF和MAPK信号通路，显著抑制酪氨酸酶(TYR)、Trp-1/Trp-2表达，在细胞和斑马鱼模型中均证实其美白功效，为功能性食品和护肤品开发提供新策略。

　　

紫外线辐射是导致皮肤色素沉着和光老化的主要环境因素。当皮肤暴露于过量UV时，角质形成细胞会释放α-黑素细胞刺激素(α-MSH)，通过与黑素细胞表面的黑素皮质素1受体(MC1R)结合，激活下游cAMP/PKA/CREB/MITF和MAPK信号通路，进而上调酪氨酸酶(TYR)及其相关蛋白Trp-1/Trp-2的表达，最终促进黑色素合成。虽然目前已有多种美白成分被开发，但从海洋资源中寻找高效、安全的天然活性成分仍是研究热点。鱼皮胶原作为重要的海洋副产品，其抗皱和保湿功效已被广泛研究，但关于其抗黑色素生成的作用机制尚不明确。

针对这一科学问题，韩国全北大学等机构的研究人员开展了系统研究，论文发表在《Journal of Functional Foods》。研究团队采用超声辅助酶解技术从橄榄比目鱼(Paralichthys olivaceus)皮肤中提取胶原肽，通过二维(2D)和三维(3D)黑色素瘤细胞模型、斑马鱼胚胎模型，结合分子对接和药物亲和响应靶点稳定性(DARTS)等技术，揭示了胶原肽通过直接靶向MC1R受体抑制黑色素生成的作用机制。

关键技术方法
研究首先通过超声处理结合胃蛋白酶/木瓜蛋白酶水解制备胶原肽。采用MTS法评估细胞毒性，建立α-MSH诱导的B16F10细胞模型和斑马鱼胚胎模型评估抗黑色素生成效果。通过Western blot分析TYR、Trp-1/Trp-2、MITF、p-CREB等蛋白表达，ELISA检测cAMP水平。利用DARTS验证胶原肽与MC1R的直接相互作用，HPLC-MS/MS进行肽段测序，ColabFold预测肽段三维结构，Autodock Vina进行分子对接。

研究结果

3.1 胶原肽的细胞安全性与抗黑色素生成作用
在浓度高达800 μg/mL时，胶原肽未显示细胞毒性。在2D和3D细胞模型中，胶原肽呈浓度依赖性抑制α-MSH诱导的黑色素分泌，400 μg/mL处理组的黑色素含量降至对照组水平。Fontana-Masson染色显示胶原肽显著减少细胞内黑色素沉积。

3.2 胶原肽调控CREB/MITF信号通路
Western blot结果显示胶原肽剂量依赖性下调TYR、Trp-1和Trp-2蛋白表达。同时抑制关键转录因子MITF的表达和CREB的磷酸化(p-CREB)。ELISA检测证实胶原肽显著降低细胞内cAMP水平，表明其通过调控cAMP/CREB/MITF级联反应抑制黑色素合成。

3.3 胶原肽调节MAPK信号通路
α-MSH处理可诱导ERK和p38磷酸化，而抑制JNK磷酸化。胶原肽处理显著抑制ERK和p38的磷酸化，但对JNK无显著影响，提示其通过选择性调控MAPK亚型影响黑色素生成。

3.4 胶原肽与MC1R蛋白的直接相互作用
DARTS实验显示胶原肽可保护MC1R免受pronase降解，证实两者直接结合。通过HPLC-MS/MS鉴定出40个胶原肽序列，分子对接分析发现较短肽段(如14肽GPPGPAGFAGPPGA)与MC1R结合能最低(-8.6 kcal/mol)，主要作用于α-MSH结合口袋。

3.5 斑马鱼模型验证抗黑色素生成效果
在斑马鱼胚胎中，胶原肽(100-400 μg/mL)处理3天后显著减少黑色素沉积，效果与阳性对照熊果苷相当，且不影响胚胎存活和孵化率，证实其在复杂生物系统中的有效性。

结论与意义
该研究首次阐明鱼皮胶原肽通过直接结合MC1R受体，双重抑制cAMP/CREB/MITF和MAPK(ERK/p38)信号通路，进而下调TYR、Trp-1/Trp-2表达，最终发挥抗黑色素生成作用。特别值得注意的是，分子量较小的胶原肽段(如1.3-2.2 kDa)表现出更强的MC1R结合能力，这为开发高效美白肽提供了结构优化方向。

从转化医学角度看，该研究不仅为海洋胶原蛋白的高值化利用提供了科学依据，也为开发新型功能性美白原料开辟了道路。相比传统酪氨酸酶抑制剂，靶向MC1R的策略可能具有更好的安全性和特异性。未来研究可进一步验证特定肽段(如排名前4的肽序列)的单独功效，并探索其在人体皮肤模型中的透皮吸收性和作用效果，推动其在实际产品中的应用。