《Cosmetics》:Antioxidant and Anti-Inflammatory Properties of Natural Compounds—2nd Edition
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专业术语翻译(论文摘要部分)
植物天然疗法自古以来便构成了传统医疗保健的基石,尤其在皮肤护理领域,其应用横跨中医、阿育吠陀医学、希腊-罗马仪式及地中海实践[1,2]。如今,这一古老知识正借助分子生物学与绿色化学的力量经历复兴。为满足对安全且生态负责任配方日益增
专业术语翻译(论文摘要部分)
植物天然疗法自古以来便构成了传统医疗保健的基石,尤其在皮肤护理领域,其应用横跨中医、阿育吠陀医学、希腊-罗马仪式及地中海实践[1,2]。如今,这一古老知识正借助分子生物学与绿色化学的力量经历复兴。为满足对安全且生态负责任配方日益增长的需求,科学已将上述经验性实践转化为高精度的皮肤医学-化妆品产品[3,4]。植物来源的抗氧化剂与抗炎剂作为主要生物活性化合物,已因此站上当代医学与化妆品研究的核心舞台[5]。通过整合绿色化学以及细胞与分子生物学手段,现代皮肤医学-化妆品学以科学方式验证了植物提取物对抗皮肤老化与皮肤创伤的治疗功效。天然抗氧化剂与多酚类物质(polyphenols),尤其来源于植物器官或农业副产物升级再利用者,能够中和由内源性及环境因素诱导的活性氧(reactive oxygen species, ROS)[6]。此外,尽管常规局部治疗对急性伤口或烧伤的愈合过程反应有效,慢性溃疡的耐药性仍迫切要求开发新型策略[7]。这一生态负责任路径使得设计高性能且安全的皮肤护理产品成为可能,从而验证了植物生物分子在满足循证化妆品(evidence-based cosmetics)预期方面的应用价值[8]。
对环境和自然资源保护意识的日益增强,正推动消费者转向可再生和可持续的化妆品及健康产品,而传统化学原料因造成环境退化正面临日益增多的禁令[9]。因此,利用这些天然生物活性来源至关重要,其中亦包括医疗保健领域[6,10,11]。例如,世界卫生组织(World Health Organization, WHO)所列252种药用物质中,有11%被直接使用或源自植物。这些来源涵盖绿色植物、水果及其加工残渣,作为具有多种用途的潜在宝贵资源[12,13]。一旦提取,这些生物分子即可用于健康、化妆品及伤口愈合[14]。
在有益化合物的天然来源中,除植物外,畜牧业产品同样占有一席之地。事实上,利用具有抗炎、抗菌及胶原刺激特性的动物来源分子来再生和修复皮肤组织,亦是一个日益扩展的研究领域[15,16,17]。牛奶是另一类具有重大意义的动物来源。初乳(colostrum),即初乳或第一道乳汁,是哺乳动物分娩后立即分泌的液体。与成熟乳相比,其营养组成独特,各物种间浓度存在差异。初乳富含多种初级化合物、抗体、激素和维生素。它以增强人体免疫系统而闻名,同时亦是丰富的营养来源。此外,初乳通过锁水维持皮肤水合状态,并有助于皮肤组织的修复[18,19,20]。
本期特刊第二版“天然化合物的抗氧化与抗炎特性(第二版)”汇集了专注于烧伤治疗与伤口愈合的多样化研究。本刊亦着重展示了用于生物活性分子的新型提取与制剂技术,以及源自未充分利用的植物物种或动物来源的新型活性成分来源。本期特刊共收录11篇研究论文和2篇文献综述,以下各段将逐一概述,以激发读者与研究者的兴趣。
论文解读文章
一、研究背景与问题
植物天然疗法自古以来便是传统医疗保健的基石,尤其在皮肤护理领域,其应用广泛见于中医、阿育吠陀医学、希腊-罗马仪式及地中海实践之中。然而,随着现代消费者对安全、生态负责任产品需求的持续攀升,传统经验性实践亟需借助分子生物学与绿色化学的力量转化为高精度的皮肤医学-化妆品产品。当前面临的核心问题在于:一方面,传统化学合成成分因造成环境退化而面临日益增多的监管禁令;另一方面,慢性溃疡的耐药性使得常规局部治疗方案效果有限,迫切需要开发新型治疗策略。此外,消费者对天然与可持续性的追求,要求研究者不断探索新的天然活性来源(包括植物器官、农业副产物升级再利用以及动物来源分子),并开发与之匹配的绿色提取与制剂技术。在此背景下,本期特刊第二版汇集了11篇研究论文和2篇文献综述,系统探讨了天然化合物在抗氧化、抗炎、伤口愈合及皮肤护理领域的多维应用潜力,旨在推动循证化妆品学的发展并促进循环经济在化妆品产业中的落地。
二、主要技术方法概述
本特刊各研究采用了多样化的关键技术方法。在提取技术方面,研究者使用了超声辅助提取(ultrasound-assisted extraction)、天然深共熔溶剂(natural deep eutectic solvents, NaDES)以及植物小RNA技术(Plant Small RNA Technology, PSR?)等绿色提取手段。在活性评价方面,研究者综合运用了体外细胞实验(包括人成纤维细胞、角质形成细胞及RAW 264.7细胞系)、离体皮肤模型(重建人表皮模型)以及体内动物模型(大鼠和小鼠)进行功效验证。在成分分析方面,采用了高效液相色谱-二极管阵列检测(HPLC-DAD)、质谱联用的脂质组学分析(lipidomics)并结合人工智能算法进行数据处理。此外,部分研究还涉及临床志愿者试验以验证实际功效。样本来源涵盖巴西剑麻(Agave sisalana)加工残渣、巴西塞拉多(Cerrado)特有植物Annona crassiflora叶片、复活百合(Kaempferia galanga)根茎、葫芦巴种子、金盏花、尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)鱼皮酶解产物、Sedum telephium叶汁以及甘蓝(Brassica oleracea)等。
三、研究结果
1. 初乳在皮肤健康中的潜在应用(贡献1)
Bolat等人发表的综述报告了初乳(colostrum)对皮肤健康的益处。研究指出,初乳富含营养物质、生长因子和抗菌剂,具有强大的生物活性特性,能够再生、水合和保护皮肤,同时为对抗皮肤老化和皮肤病开辟了新型治疗途径。
2. 能量饮料中咖啡因与牛磺酸对皮肤的影响(贡献2)
Mihaiescu等人概述了富含牛磺酸和咖啡因的能量饮料消费对年轻人皮肤健康的影响。综述强调,适量摄入这些化合物可刺激血液循环、减少紫外线(UV)诱导的损伤并促进胶原蛋白生成;相反,慢性过量摄入则会造成脱水风险,损害皮肤美学与健康。
3. 剑麻残渣外用乳膏的抗炎与镇痛特性(贡献3)
Fracasso等人聚焦于巴西广泛种植的剑麻(Agave sisalana)生产残渣的增值利用,其叶片废弃物占总重量的95%。研究从该废弃物黏液乙醇部分开发出一种外用乳膏,该部分天然富含皂苷元类生物活性化合物(如海柯吉宁hecogenin和提果吉宁tigogenin)。在动物模型中的体内评价证实,该配方具有显著的抗炎和镇痛特性,能明显减轻肿胀和机械性疼痛信号。该研究证明农业工业副产物的增值利用是可行策略,这些提取物有望成为设计舒缓和皮肤屏障保护性局部治疗药物的绿色皮肤医学-化妆品成分。
4. Annona crassiflora提取物的植物化学特征与生物活性(贡献4)
Corrêa de Souza等人研究了巴西塞拉多特有植物Annona crassiflora叶片的皮肤医学-化妆品潜力。水乙醇提取物的植物化学分析显示其富含酚类化合物,尤其是芦丁(rutin)和槲皮素(quercetin)。成纤维细胞体外实验确认了该提取物的低细胞毒性和优良安全性。生物学上,该提取物通过减少脂质过氧化表现出强抗氧化特性,同时具有强效抗炎活性。此外,该提取物还表现出显著的抗糖化效应,从而保护蛋白质。Annona crassiflora因此成为适用于化妆品应用的具有抗炎作用的宝贵天然抗氧化剂来源。
5. 复活百合根茎提取物的抗衰老潜力(贡献5)
Wichayapreechar等人首次探索了姜科(Zingiberaceae)植物复活百合(Kaempferia galanga Linn.)根茎面向化妆品工业的抗衰老潜力。研究考察了无水乙醇和乙酸乙酯对次级代谢产物提取的影响。表征分析表明,这些提取物富含酚类化合物和黄酮类化合物,表现出优异的抗氧化特性,同时具备强大的胶原酶和弹性蛋白酶抑制能力——这两种酶是导致皮肤紧致度下降的关键因素。人成纤维细胞细胞毒性实验确认了其高度安全性。复活百合由此成为一种安全且极具前景的天然抗衰老化妆品配方成分。
6. 水飞蓟素对抗UV与空气污染诱导的氧化应激和炎症(贡献6)
Boira等人评估了水飞蓟素(silymarin)的保护、抗氧化和抗炎活性。研究首先在遭受UV和城市粉尘联合胁迫的重建人表皮模型上定量了ROS和白细胞介素-1α(interleukin-1 alpha)。随后,一项临床研究比较了水飞蓟素与大麻二酚(cannabidiol, CBD)在暴露于太阳辐射和大气污染的志愿者中的表现。结果表明,水飞蓟素通过激活AHR-Nrf2抗氧化通路有效保护皮肤免受UV和城市污染诱导的氧化应激和炎症;在肤色均匀度和皮肤舒适感方面,其在临床上优于CBD,其机制涉及激活CB2R受体并触发β-内啡肽释放。水飞蓟素因此可被视为超越CBD的高效天然城市皮肤护理替代方案。
7. PSR?茶提取物对线粒体功能的影响(贡献7)
Moreau等人评估了茶提取物及其化合物对与衰老相关的活性氧(ROS)诱导的线粒体改变的影响。研究采用植物小RNA技术(PSR?)提取方法,获得了高含量多酚和小分子(尤其是柠檬酸)的提取物。与常规提取物相比,PSR?提取物在乌头酸酶(aconitase,一种对ROS敏感的Krebs循环酶)活性、基础呼吸及ATP合成方面,在成纤维细胞和皮肤活检组织中均表现出显著改善。该研究证实PSR?提取物具有前景广阔的的抗衰老潜力,可作为线粒体营养素和保护剂,在线粒体功能、核DNA完整性和细胞外基质方面发挥多重益处。
8. 天然深共熔溶剂制备金盏花抗氧化富集成分(贡献8)
Boudesocque-Delaye等人利用天然深共熔溶剂(NaDES)技术开发了一种独特的金盏花(calendula)提取物,该提取物在两种极性范围内均富含抗氧化剂——这是传统溶剂无法实现的组成。对12种不同极性NaDES的筛选表明,基于甜菜碱和甘油的NaDES尤为有效,性能优于乙醇。通过响应面方法学确定了最佳机械搅拌提取方法。所得提取物同时含有高含量的黄酮类和类胡萝卜素。该提取物随后以1%和10%的重量比通过创新混合技术掺入可持续乳霜中,在超过90天内保持稳定性,pH值和流变学特性与对照组无显著偏差。该研究为富含天然抗氧化剂混合物的开创性成分奠定了基础,适用于生态负责任的化妆品配方。
9. 超声辅助提取葫芦巴抗氧化成分及化妆品配方开发(贡献9)
Ben Abdennebi等人优化了葫芦巴(Trigonella foenum-graecum L.)种子抗氧化剂的超声辅助提取条件,旨在制备稳定有效的化妆品配方。该提取物表现出显著的抗菌活性,且在RAW 264.7细胞中无细胞毒性,支持其在化妆品中的安全使用。该化妆品配方在90天后保持高稳定性,pH、粘度和不同温度下的储存均处于可接受范围。这些结果验证了葫芦巴提取物用于制造稳定、生态友好且有效的化妆品产品的潜力。
10. 脂质组学与人工智能解析炎症衰老的细胞脂质特征(贡献10)
Aiello等人结合基于质谱的先进生物分析脂质组学方法与人工智能算法,探索了与低度慢性炎症(即“炎症衰老”inflammaging)相关的细胞脂质特征。研究绘制并定量了数百种脂质种类,以证明TNF-α刺激诱导的膜谱改变,以及苹果多酚在减少这些有害脂质积累方面的有益潜力。具体而言,该工作考察了与衰老相关慢性炎症相关的细胞脂质改变,绘制了469种脂质种类图谱,并证明了这些多酚的纠正效应。
11. 尼罗罗非鱼皮T19肽段对炎症调节和伤口愈合的作用(贡献11)
Cardoso等人评估了通过酶水解从尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)鱼皮中提取的T19肽段的治疗影响。实验证明该肽段无细胞毒性,能刺激细胞增殖和迁移,并在小鼠体内九天的治疗中加速伤口闭合。该治疗通过调节细胞因子调节免疫反应,增加一氧化氮和过氧化氢,并促进血管生成以支持皮肤再生。经T19处理的伤口显示出更多新血管形成和增强的细胞生长。T19肽段因此构成一种有前景的修复性化妆品和皮肤病学护理生物活性剂。
12. Sedum telephium叶汁的体外伤口愈合效应(贡献12)
Cappellucci等人探索了传统上用于治疗皮肤伤口和炎症的Sedum telephium L.叶汁的愈合特性。通过HPLC-DAD进行的植物化学分析揭示了高含量的多酚、黄酮和蛋白质,主要代表为山奈酚(kaempferol)和槲皮素糖苷。研究比较了全汁及其分离组分。体外实验在两种细胞系模型——人角质形成细胞和人成纤维细胞上进行。细胞活力测定确定了1 mg/mL的最佳处理浓度。划痕实验用于测量伤口闭合。24小时后,全汁在两种模型中均显著加速了伤口闭合。此外,该汁液在角质形成细胞中强烈上调生长因子。这些结果使Sedum telephium叶汁可被视为慢性伤口再生的可持续且有吸引力的解决方案。
13. 甘蓝软膏加速大鼠三度烧伤愈合(贡献13)
Miranda等人证明,局部应用10%和20%的甘蓝(Brassica oleracea)基软膏可通过促进血管生成、细胞增殖和细胞外基质调节,显著加速大鼠三度烧伤的愈合。这一有益效应由酶促抗氧化活性增加以及细胞应激和炎症标志物减少所介导。这些发现凸显了甘蓝作为可用于伤口愈合的生物活性来源的潜在价值。
四、总结与讨论
本特刊的研究成果揭示了若干重要见解。天然资源,无论植物来源还是动物来源,均构成化妆品和制药工业生物活性分子的主要宝库。对各种植物部位的开发利用及其工业副产物的升级再利用,使得提取具有抗氧化、抗炎、伤口愈合和再生活性的活性成分成为可能。这一日益增长的兴趣伴随着绿色提取工艺的兴起,这些工艺在确保化合物纯度的同时应对关键的生态和经济挑战,从而促进循环经济并减少废物管理负担。该路径亦有助于预见监管约束——这些约束要求用可生物降解替代品取代合成成分。最终,这些工作的目标是通过与消费者对健康、道德和可持续产品的需求保持一致,推动这一转型。研究结论明确指出,从剑麻残渣到尼罗罗非鱼皮肽段,从NaDES绿色溶剂到PSR?提取技术,天然来源的活性分子结合绿色提取与制剂创新,正为循证化妆品学和皮肤修复治疗开辟切实可行的新路径,为实现安全、高效、可持续的皮肤护理产品提供了坚实的科学基础。