大麻花萜类提取物通过调控PKC/p38/ERK-STAT3/Akt信号通路抑制黑色素生成的作用机制研究

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对化妆品行业对天然美白剂的迫切需求,探索了大麻花萜类提取物(TCF)的抗黑色素生成机制。研究人员通过GC-MS鉴定出17种萜类成分,发现TCF能剂量依赖性抑制melan-a细胞黑色素合成(31.3 ppm时降低36.4%),其独特之处在于不直接抑制酪氨酸酶活性,而是通过下调PKC/p38/ERK-STAT3信号通路并激活Akt通路,从而降低MITF及其下游TRP1/TRP2表达。该研究为开发新型天然美白剂提供了理论依据。

  

在追求美白效果的化妆品领域,传统酪氨酸酶抑制剂如氢醌、熊果苷等常伴随接触性皮炎等副作用,开发新型天然美白剂成为行业迫切需求。大麻(Cannabis sativa)作为传统药用植物,其花部富含萜类化合物,但受限于△9-四氢大麻酚(THC)的致幻性,应用受到严格管制。韩国科学技术研究院(KIST)天然产物功效优化中心的研究团队发现,符合THC含量标准(<0.3%)的大麻花乙醇提取物(TCF)可能成为安全有效的美白成分来源。

研究团队采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)、细胞活力检测(MTT法)、黑色素含量测定、酪氨酸酶活性抑制实验及Western blot等技术,对TCF的组成及作用机制进行系统研究。GC-MS分析显示TCF含5种单萜、11种倍半萜和1种二萜,且不含THC或CBD等受控成分。以melan-a黑色素细胞为模型,发现TCF在31.3 ppm浓度下可使黑色素含量/活细胞比值降低至对照组的63.6%,效果优于250 μg/mL熊果苷。

化学表征TCF
通过GC-MS鉴定出17种萜类成分,包括具有已知美白活性的D-柠檬烯(D-limonene)、石竹烯(caryophyllene)及其氧化物。这些成分通过植物甲羟戊酸途径合成,构成大麻花的主要次生代谢产物。

TCF下调活细胞黑色素含量
MTT实验证实TCF在≤31.3 ppm时无细胞毒性。黑色素含量测定显示,TCF处理组细胞培养基呈现剂量依赖性增亮现象,31.3 ppm TCF的效果与阳性对照熊果苷相当。值得注意的是,TCF降低的是"黑色素含量/活细胞数"比值,表明其作用机制与单纯细胞毒性无关。

黑色素生成抑制机制
酪氨酸酶抑制实验揭示TCF在1000 ppm时仅抑制20%酶活性,远低于曲酸(50%),说明其美白效果不依赖直接抑制酪氨酸酶。Western blot结果显示:

  1. 显著下调PKC磷酸化、MITF及其调控的TRP1/TRP2蛋白表达
  2. 激活CAMKII但抑制其下游p38和ERK/STAT3通路
  3. 独特地增强Akt信号通路激活

这种多靶点调控模式不同于传统美白剂:熊果苷仅通过抑制PKA发挥作用,而TCF同时调控PKC、p38、ERK/STAT3和Akt四条信号通路,形成网络化抑制MITF表达的作用机制。

该研究首次阐明大麻花萜类通过"抑制PKC-p38-ERK/STAT3/激活Akt"双重途径调控MITF的表达模式,为开发新型多靶点美白剂提供了理论依据。特别值得注意的是,TCF中已鉴定出的石竹烯(caryophyllene)等成分本身具有抗炎、抗氧化特性,可能带来美白之外的多重护肤功效。由于采用THC含量合规的原料,该研究成果具有明确的产业化前景,为大麻花的高值化利用开辟了新途径。论文发表在《Scientific Reports》期刊,为天然产物在化妆品领域的应用提供了重要案例。

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