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毛发化妆品正经历从基于被动表面沉积的传统配方，向由生物技术驱动、旨在分子水平与毛发及头皮互作的系统转变。研究人员近期在蛋白质（protein）、肽（peptide）、生物基聚合物（biobased polymer）及响应性递送平台方面的进展，实现了对角蛋白（k
毛发化妆品正经历从基于被动表面沉积的传统配方，向由生物技术驱动、旨在分子水平与毛发及头皮互作的系统转变。研究人员近期在蛋白质（protein）、肽（peptide）、生物基聚合物（biobased polymer）及响应性递送平台方面的进展，实现了对角蛋白（keratin）损伤的靶向修复、可控重塑、持久保护以及毛囊（hair follicle）活性的调控。这些技术利用生物特异性、可再生原料和可编程材料性质，克服传统石油基化妆品原料的局限。本综述中，研究人员阐释生物技术如何作为毛发化妆品科学的统一平台，整合生物分子工程、智能材料、计算设计与人工智能（AI），以创制更高效、可持续且受生物学启发的毛发护理方案。
《TRENDS in Biotechnology》刊发的该综述指出，传统毛发化妆品长期依赖表面活性剂清洁与活性物沉积，以柔软度、梳理性、光泽、卷曲保持和控毛躁等宏观指标为导向，本质上属于被动表面涂覆。漂白、氧化染发、烫直、热造型和机械摩擦会破坏毛小皮（cuticle）与皮质（cortex），造成二硫键重排或断裂、角蛋白（keratin）网络退化、孔隙率增加和纤维断裂。石油基原料在可持续性与生物相容性方面也面临压力。因此，研究人员需要将毛发纤维视为以角蛋白为基础的分级复合生物材料，从分子结合、纳米层组装和宏观膜形成多个尺度重构界面化学，并把非活体纤维修复与活体毛囊（hair follicle）调控统一在同一技术平台中。
作者为开展研究用到的主要关键技术方法包括：重组蛋白与模块化蛋白共聚物构建；可编程肽（programmable peptide）序列设计与角蛋白结合模体融合；生物基聚合物如丝素、丝胶、螺旋藻蛋白、纤维素纳米晶体（cellulose nanocrystals, CNCs）和木质素（lignin）界面组装；刺激响应递送系统，包括气味结合蛋白（odorant-binding protein, OBP）、pH响应晶体蛋白、温度响应壳聚糖/Pluronic F127纳米粒；毛囊侧重组蛋白、胶原XVII（collagen XVII, COL17A1）、microneedle（微针）与生长因子递送；以及人工智能（AI）驱动的计算设计，如AlphaFold2、分子对接（molecular docking）、分子动力学（molecular dynamics, MD）、ProteinMPNN与RFdiffusion进行肽/蛋白-角蛋白互作筛选。样本来源包括人发纤维、体外损伤模型及体内毛囊再生动物模型。
高级生物材料用于纤维工程：蛋白质、肽与生物基聚合物
研究人员将毛发纤维视为角蛋白基分级复合材料，强调界面化学从泛用涂覆转向分子尺度工程设计。
大分子蛋白平台：角蛋白基质的模块化修复
Basit等使用重组人角蛋白K31与受损原生角蛋白形成新二硫键，填充中间丝缺陷并提升抗张强度；丝素（fibroin）以β-折叠增强皮质，丝胶（sericin）成膜封鳞片状毛小皮；Spirulina platensis蛋白改善毛小皮完整性与β-折叠信号；Carvalho等显示还原环境下高分子量、高半胱氨酸蛋白更利于机械增强。
可编程肽：靶向角蛋白缺陷与结构重塑
Carvalho等将角蛋白结合肽KP与resilin样弹性模体融合，经共价与非共价作用恢复机械和热性能；Fan等用生物信息学设计富硫肽PepACS，通过巯基/二硫键交换实现无强碱烫发；Reihani与Ghourchian将KP载入纳米结构脂质载体，实现持续释放并参与二硫键重组。
智能生物聚合物涂层：超越被动沉积的持久保护
蜘蛛丝启发SVX生物聚合物提供色彩保持与热保护；Mota等构建丝-弹性蛋白-角蛋白共聚物SELP::KP，降低梳理力并兼作低损伤烫发替代；Gu等鱼源胶原肽乳液高分者填表、低分者稳内，恢复α-螺旋组织。
可再生纤维工程：新一代纤维素与木质素平台
羟乙基纤维素与羧甲基纤维素成膜、保水、耐热；带电荷纤维素纳米晶体通过异电荷吸引增强沉积与光泽；Wang等将木质素制成胶束凝胶乳液，凭借酚羟基氢键和芳香环π–π堆积结合角蛋白，提供抗氧化、抗紫外与润滑。
响应性成分递送
Gon?alves等用哺乳动物OBP通过二硫键锚定毛发，汗液酸度/盐度触发香料释放；Tinoco等晶体融合蛋白在pH 5成膜、pH 9透入皮质；温度响应体系在32°C释放Isoxazole-9（ISX9）促毛囊再生，热响应聚合物还可锁卷。
毛囊的生物活性调控
重组Sonic hedgehog（Shh）提升密度与长度；重组COL17A1激活Wnt/β-catenin与Shh/GLI；Xing等以COL17A1微针释胰岛素样生长因子-1促血管化与再生；Zhang等用QTY Code将重组角蛋白K31/K81改为水溶性，经可脱微针上调PI3K/AKT/NF-κB促血管与生发；Shin等将透皮肽偶联PDGFA增强毛乳头细胞活性。
计算设计与人工智能
Ferreira等用AlphaFold2、对接与MD筛选胶原、弹性蛋白、resilin、abductin、丝素来源肽，resilin样与abductin样肽角蛋白结合最强；Rha等迭代建模优化三肽氢键与疏水接触；Ma等整合ProteinMPNN、RFdiffusion、AlphaFid2设计雄激素受体靶向肽，微针递送11天优于米诺地尔（minoxidil）。
讨论与结论部分总结
研究人员认为该领域已从表面修饰走向分子、超分子和生物层级的理性互作设计，但多数成果仍属概念验证，真实使用条件、长期安全、放大成本与跨发质标准化模型尚缺。未来合成生物学、先进生物材料、AI与精准递送会催生修复-保护-造型-生物活性一体化平台。
结论部分翻译
本综述所讨论的研究共同揭示毛发化妆品科学的基础性转变：从主要基于表面改性的配方驱动方法，走向由生物技术赋能的靶向策略，在分子、超分子和生物层级工程设计互作。通过利用蛋白质、肽、多糖、木质素衍生材料、响应性递送系统与计算设计工具，研究人员正在创建可直接作用于角蛋白结构、响应环境信号并调控毛囊生物学的新一代美容技术。毛发不再只是被涂覆的被动基底，而是可通过理性分子设计调节的复杂生物材料。尽管可再生原料与生物相容性提升显著，该领域仍处于转化早期，需建立预测性设计框架、跨发质验证与从研发起点嵌入可持续性评估。生物技术已不仅是新成分来源，而是正在重塑毛发美容性能之构思、设计与交付的综合性创新平台。
