《Algal Research》：Exploring the anti-aging, anti-inflammatory, and antioxidant potential of
Cyanothece sp. polysaccharides in human dermal fibroblasts: Implications for cosmetic and dermatological applications
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•对蓝藻（Cyanothece）多糖（103 kDa）进行了化学表征。•提取物在所有测试浓度下均将人真皮成纤维细胞（HDF）活性保持在90%以上。•该多糖通过促进迁移和增殖来增强伤口愈合。•提取物保护成纤维细胞免受UVA/UVB引起的活性损失。•PCOLCE、ELN和IVL基
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对蓝藻（Cyanothece）多糖（103 kDa）进行了化学表征。
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提取物在所有测试浓度下均将人真皮成纤维细胞（HDF）活性保持在90%以上。
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该多糖通过促进迁移和增殖来增强伤口愈合。
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提取物保护成纤维细胞免受UVA/UVB引起的活性损失。
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PCOLCE、ELN和IVL基因的转录被显著上调。
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IL-1β和TNFα的基线转录被显著下调。
引言
皮肤老化已成为科学界和公众共同关注的重要课题，推动了对相关机制及有效干预策略的深入研究。皮肤老化大致可分为内源性老化——一种不可避免的、与时间相关的过程——和外源性老化，后者主要源于环境应激因素，如紫外线（UV）辐射，这一过程通常被称为光老化。这两种过程都会损害皮肤的结构和功能，因此保持皮肤完整性已成为当代皮肤科和化妆品研究的重点[1]、[2]、[3]、[4]。
在此背景下，天然生物活性化合物在药理和化妆品领域的应用探索正获得显著推动。微藻来源的多糖尤为值得关注，它们富含生物活性分子，在皮肤保护和 rejuvenation 方面具有广阔的应用前景。这些化合物具有抗氧化和抗炎特性，有助于皮肤细胞的健康和修复。因此，人们对利用这类天然资源的兴趣日益增长，这主要是由消费者对环保和可持续化妆品成分的需求增加所驱动，以替代合成替代品[5]、[6]、[7]、[8]。
Cyanothece是一种耐盐蓝藻，其多糖和脂肪酸具有已报道的药理活性；然而，其完整的化学特征和生物功能仍知之甚少。蓝藻的培养具有多方面的实用优势，包括成本低廉、可在非饮用水中生长以及碳足迹较低并具有碳汇效益。这些特性使Cyanothece成为开发天然化妆品成分的理想且可持续的候选者，符合全球向更绿色、更合乎道德的配方转型的趋势[5]、[9]、[10]、[11]。
除上述培养优势外，Cyanothece属还吸引了日益增长的生物技术关注，因为其多个菌株是最有效的胞外聚合物产生蓝藻之一，从这些菌株中恢复的多糖已展现出多种与皮肤相关和生物医药的活性。Cyanothece属的硫酸化胞外多糖被证实可作为抗黏附剂，阻断幽门螺杆菌（Helicobacter pylori，一种胃部病原体）对人上皮细胞的附着[12]。海洋菌株Cyanothece sp. CCY 0110分泌的大量高度阴离子胞外多糖——商业名称为"cyanoflan"——已被表征为一种硫酸化、高分子量生物聚合物，具有乳化和成膜特性，并被探索用作包埋基质和伤口敷料用生物材料[13]、[14]。此外，Cyanothece来源的多聚物质还被报道具有较强的金属螯合能力、高效的保湿性能、良好的抗氧化活性以及对人真皮成纤维细胞的保护作用。同时，CCY 0110菌株的多糖在聚合物浓度低于0.50%（w/v）时被发现无细胞毒性，同时支持伤口愈合过程[15]、[16]。综上所述，这些发现为将Cyanothece多糖作为多功能化妆品成分进行研究奠定了坚实基础，但胞内多糖组分在人真皮成纤维细胞中的抗衰老和抗炎潜力此前尚未有报道。
近期的分子研究表明，微藻多糖通过调节人成纤维细胞中的关键信号通路来保护并修复皮肤。值得注意的是，这些化合物可调节基质金属蛋白酶（MMPs），从而保持胶原完整性并减轻光老化。它们还增强内源性抗氧化防御系统，减少紫外线诱导的细胞损伤[17]、[18]、[19]、[20]、[21]。与此同时，天然化妆品成分的全球市场预计到2026年将超过300亿美元，反映出指数级的商业增长，这得到了过去十年中200多项同行评审研究的证实，这些研究确认了海洋和微藻衍生物在皮肤 rejuvenation 方面的功效[22]、[23]、[24]、[25]、[26]、[27]。
跨学科研究进一步表明，蓝藻提取物——包括Arthrospira platensis（螺旋藻）、Nostoc sp.（PCC7936和PCC7413菌株）、Aphanothece sacrum和Phormidium sp.等物种——可促进成纤维细胞增殖，刺激胶原合成，并减轻炎症反应，据报道可改善皮肤弹性并减少皱纹[28]、[29]、[30]。成纤维细胞通过产生胶原和细胞外基质成分，在维持真皮结构完整性中发挥着核心作用，因此是评估新型生物活性化合物的理想体外模型[31]、[32]、[33]、[34]。
本研究旨在弥补关于Cyanothece sp.药理特性的现有知识空白，并探索其在增强皮肤健康方面的潜在应用。通过采用人真皮成纤维细胞（HDF）作为代表性体外模型，本研究旨在生成强有力的证据，支持Cyanothece sp.来源化合物在化妆品和治疗配方中的应用。具体而言，本研究的目标是评估：(i) 纯化多糖的自由基清除能力，通过DPPH自由基清除法测定；(ii) 提取物的紫外吸收和光防护潜力，通过紫外-可见分光光度法评估，并通过MTT法比较UVA/UVB照射后成纤维细胞活性的差异；(iii) 细胞相容性和对细胞活性的影响，通过一系列浓度和暴露时间下的MTT法和结晶紫染色法测定；(iv) 对与伤口愈合相关的成纤维细胞迁移能力的影响，通过体外划痕法评估；以及(v) 对细胞外基质/结构完整性基因表达（PCOLCE、ELN、IVL）和促炎基因表达（IL-6、IL-1β、TNFα）的调节，通过RT-qPCR定量分析。通过本研究，我们将为开发创新性、可持续且高效的护肤解决方案做出贡献。
章节片段
藻类制备、多糖提取与纯化
Cyanothece sp.从伊朗恰巴哈尔附近的Lipar湖中分离。湿生物质经冻干并研磨成细粉。对于脱脂和色素去除，将50克粉末生物质用90%乙醇在60°C下处理2小时；该步骤每3小时用新鲜乙醇重复三次。固体残留物通过5000×g（Sigma，美国）离心回收，用乙醇和丙酮洗涤后风干。
将脱脂粉末按一定比例悬浮于蒸馏水中
纯化多糖的化学表征
图1A展示了纯化多糖的HPGPC色谱图。获得了一个单一的对称峰，证实了制剂的均一性。根据糊精校准曲线计算，分子量为103 kDa。
图1B展示了TFA水解后糖醇醋酸酯衍生物的GC色谱图，以肌醇作为内标。通过将其保留时间与标准品进行比较，解析并鉴定出六种中性糖
讨论
本研究首次证明，从Cyanothece sp.中提取的胞内多糖在人真皮成纤维细胞中发挥抗氧化、紫外吸收、伤口愈合、细胞外基质调节和抗炎作用。这些发现共同支持了这种蓝藻多糖作为化妆品和皮肤科应用多功能生物活性成分的潜力。
纯化多糖的平均分子量为103 kDa，且
结论
Cyanothece sp.的胞内多糖提取物在最佳浓度0.625 mg/mL下，在人真皮成纤维细胞中表现出抗氧化、紫外吸收、伤口愈合和基因调节活性。在所有测试浓度和时间点下，细胞活性均保持在90%以上，最佳浓度下的显著细胞相容性作用通过互补的结晶紫试验得到证实。提取物促进伤口间隙闭合，反映了综合
CRediT作者贡献声明
Mohammad Farasat：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，方法学，调查研究，数据整理。Ahmad Shadi：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，监督，项目管理，方法学，调查研究，数据整理，概念构思。Amirhossein Ahmadi：撰写 – 原稿，监督，方法学。Ahmad Ghasemi：撰写 – 原稿，监督，软件，调查研究，正式分析，数据整理，概念构思。Zahra Amini
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的与本文所报告的工作可能产生冲突的经济利益或个人关系。
致谢
作者感谢Ghazal Salari和Narges Taghizadeh在实验室实验中的协助，并特别感谢Ali Fakhri博士在细胞实验方面的帮助。作者承认使用了由ChatGPT Plus（OpenAI）协助设计和排版的图形摘要；他们对该图像进行了审阅和编辑以确保准确性，并对其已发布的内容承担全部责任。所有实验数据和解读均为原创且为
Mohammad Farasat | Ahmad Shadi | Amirhossein Ahmadi | Ahmad Ghasemi | Zahra Amini Khoei
