《Cells》：Hyssopus officinalis L. (Lamiaceae) Cell Culture Extract Modulates Epidermal Lipid-Related and Differentiation Markers
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皮肤屏障对维持表皮稳态及防止经皮水分丢失(TEWL)至关重要。本研究探讨药用神香草(Hyssopus officinalis)细胞培养水乙醇提取物通过调控神经酰胺相关酶及结构蛋白以支持表皮屏障功能的能力。采用高分辨质谱表征光下与暗下培养的细胞培养水乙醇提取物。
皮肤屏障对维持表皮稳态及防止经皮水分丢失(TEWL)至关重要。本研究探讨药用神香草(Hyssopus officinalis)细胞培养水乙醇提取物通过调控神经酰胺相关酶及结构蛋白以支持表皮屏障功能的能力。采用高分辨质谱表征光下与暗下培养的细胞培养水乙醇提取物。暗培养细胞累积的迷迭香酸、羟基酪醇糖苷及多甲氧基黄酮高于光培养细胞及完整植株。在角质形成细胞中，暗培养细胞提取物(HoEx)于0.002% w/v浓度下表现出显著抗氧化活性(活性氧(ROS)降低20%)，并提高β-葡萄糖脑苷脂酶(GBA)活性(25%)，以及增加β-葡萄糖脑苷脂酶(44%)、丝氨酸棕榈酰转移酶(SPT, 34%)、内披蛋白(involucrin, INV, 17%)及丝聚蛋白(FLG, 44%)的表达。在人皮肤外植体中，0.5% w/w HoEx使神经酰胺含量增加36%，总表皮脂质水平增加99%。在一项涉及10名机械应激皮肤志愿者的临床研究中，0.5% w/w HoEx使GBA活性提高30%，TEWL降低15%；而安慰剂组GBA活性下降55%，TEWL增加25%。综上结果表明，HoEx在体外、离体及应激体内条件下调控涉及脂质加工与分化的多条表皮通路。尽管本研究非为确立机制因果关系而设计，但对神经酰胺相关酶、结构蛋白及TEWL的协调调控提示，HoEx在测试模型限度内可能支持表皮屏障功能。因此HoEx代表一种标准化生物活性代谢物来源，在皮肤化妆品应用中具潜在相关性。
研究背景方面，皮肤角质层(SC)是抵御环境应激及调节经皮水分丢失(TEWL)的主要屏障，其结构依赖于嵌入富含神经酰胺、胆固醇与脂肪酸的脂质基质中的角化细胞。晚期分化蛋白如内披蛋白(INV)与丝聚蛋白(FLG)参与角化包膜形成，是角质形成细胞成熟的常用标志物。神经酰胺是皮肤屏障脂质组织的核心，其生物合成涉及从头合成与葡萄糖神经酰胺水解，分别受丝氨酸棕榈酰转移酶(SPT)与β-葡萄糖脑苷脂酶(GBA)调控。植物源生物活性化合物因能影响表皮脂质代谢、氧化应激反应及角质形成细胞分化而受到关注。药用神香草(Hyssopus officinalis, Lamiaceae科)富含迷迭香酸及相关酚类物质，具抗氧化与抗炎特性，但在皮肤科领域尚待深入探索。植物细胞培养技术可提供可持续平台，生产富集具有皮肤学相关性的专用代谢物的标准化提取物，且可通过光照等环境线索优化代谢物累积。目前关于不同培养条件对其代谢产物及表皮屏障相关调控作用的研究尚不充分，因此需评估不同培养条件下的提取物，以筛选最稳定且具有代表性的提取物用于后续生化与离体分析。
研究人员结合代谢组学分析、体外 assay、离体分析及临床评估，探讨不同光照条件下药用神香草细胞培养水乙醇提取物的表皮屏障相关调控作用，聚焦神经酰胺代谢与表皮分化相关的关键酶及标志物(GBA、SPT、INV、FLG)的调控，评估暗培养细胞提取物对表皮屏障相关过程的潜在相关性。研究发现暗培养细胞提取物(HoEx)富集更多生物活性代谢物，可在体外、离体及机械应激体内模型中调控表皮脂质加工与分化相关通路，提升GBA活性、神经酰胺与总表皮脂质水平，降低TEWL，且具良好皮肤耐受性，为皮肤化妆品应用提供标准化活性来源。该研究发表于《Cells》，意义在于首次在体内层面评估药用神香草来源制剂对表皮脂质相关通路及GBA活性的影响，为应激条件下提取物的生物学相关性提供初步体内证据。
主要关键技术方法包括：从暗养与光养药用神香草细胞及完整植株制备水乙醇提取物(HoEx-D、HoEx-L)；采用液相色谱-加热电喷雾-高分辨质谱(LC-HESI-HRMS)进行靶向与非靶向代谢组学分析；以永生化人角质形成细胞(HaCaT)为体外模型，评估HoEx抗氧化活性(CM-DCFDA法测ROS)、GBA酶活性及屏障相关基因(GBA、SPT、INV、FLG)表达(半定量PCR)；以3名30–40岁健康女性乳腺手术来源全层皮肤外植体为离体模型，评估GBA活性、神经酰胺免疫组化及总表皮脂质(LipidTOX染色)；开展涉及10名健康女性志愿者的自身对照临床研究，于腿部脱蜡机械应激后每日涂抹0.5% w/w HoEx或安慰剂，1周后测GBA活性(胶带剥离法+荧光法)与TEWL(Tewameter? TM Hex探针)，采用配对Student t检验与重复测量ANOVA分析。
研究结果如下：
3.1. 暗(D)与光(L)条件下药用神香草细胞培养提取物的代谢组学表征。通过靶向与非靶向LC-HESI-HRMS比较分析，暗培养(HoEx-D)较光培养(HoEx-L)及完整植株累积更高水平的迷迭香酸、羟基酪醇糖苷、毛蕊花糖苷样化合物及多甲氧基黄酮等生物活性代谢物，因此选HoEx-D用于后续所有生物assay与临床研究，后文HoEx专指HoEx-D。结论：暗培养细胞水乙醇提取物生物活性代谢物累积更优。
3.2. HoEx对角质形成细胞的抗氧化活性。在H2O2诱导的氧化应激下，0.0006%与0.002% w/v HoEx均使细胞内ROS水平降低约20%，与未处理应激细胞比差异显著。结论：HoEx在角质形成细胞中具显著抗氧化活性。
3.3. 角质形成细胞与离体皮肤外植体中GBA活性。0.002% w/v HoEx处理24 h的角质形成细胞中GBA活性较对照增加25%；离体皮肤外植体经0.002% w/v HoEx处理48 h后表皮GBA活性较对照增加22%，均具统计学意义，视黄酸为阳性对照。结论：HoEx在单层细胞与复杂组织环境中均能显著提升GBA活性。
3.4. HoEx处理角质形成细胞的基因表达分析。0.002% w/v HoEx处理30 h的HaCaT细胞中，GBA表达上调44%、SPT上调34%、INV上调17%、FLG上调44%，对照为未处理基础表达，视黄酸亦上调这些基因。结论：HoEx在增殖状态未分化角质形成细胞中上调表皮屏障相关基因转录水平。
3.5. HoEx对离体皮肤外植体神经酰胺生成与总表皮脂质含量的影响。0.5% w/w HoEx处理72 h的皮肤外植体神经酰胺免疫信号较安慰剂增加36%，总表皮脂质染色强度增加99%，视黄酸为对照。结论：HoEx在离体组织中提升神经酰胺与总表皮脂质含量，总脂质提升幅度大于视黄酸。
3.6. 急性机械应激下皮肤GBA活性与TEWL的临床评估。10名志愿者脱蜡应激后，0.5% w/w HoEx侧1周后GBA活性较基线增30%，安慰剂侧降55%；HoEx侧TEWL较基线降15%，安慰剂侧增25%，且HoEx侧无不良反应。结论：HoEx可抵消机械应激导致的屏障恶化，在应激环境下恢复酶活性与屏障完整性，具良好皮肤相容性。
讨论部分总结：皮肤屏障依赖神经酰胺等脂质维持稳态，植物细胞培养可稳定富集代谢物。本研究显示暗培养HoEx富集迷迭香酸等酚类，在体外与离体上调GBA、SPT及分化标志物INV、FLG表达，提升神经酰胺与总脂质，在临床应激模型中增GBA、降TEWL，其GBA上调属适应性修复反应而非损伤标志。研究局限为临床样本量小(n=10)，未解析单一代谢物贡献与具体机制，未来需扩大样本与疾病模型验证。
结论部分翻译：通过整合代谢组学、体外、离体与探索性体内分析，表征了暗培养药用神香草细胞水乙醇提取物(HoEx)。该提取物调控多条表皮通路，包括神经酰胺相关脂质代谢与角质形成细胞分化相关基因。这些分子与离体发现与机械应激皮肤模型的体内观察相呼应，在测试条件下HoEx处理伴随GBA活性增加与TEWL降低。虽结果支持提取物的生物学相关性，但无法得出特定机制路径或功能性屏障结局的结论。植物细胞培养为生成具潜在皮肤学兴趣的标准化生物活性代谢物提供了可控可持续平台。未来旨在鉴定活性成分、阐明作用机制并在更大及相关疾病模型中验证HoEx效应的研究，对明确其在皮肤研究中的潜在应用至关重要。
