一种具有抗刺激活性的高效抗氧化剂和透明质酸促进剂

透明质酸在皮肤中具有许多非常重要的功能，其中最著名的是保持水分的能力。除此之外，透明质酸还是自由基清除剂、促进营养物质和废物扩散的空间填充物，还具有组织修复和再生的作用。我们研究的目的是开发一种有效的透明质酸促进剂，具有理想的额外抗氧化特性，以促进皮肤水合作用和健康。

德之馨的一项研究，发现羟基甲氧基苯基癸酮（商品名：972276 SymDecanox® HA）在很低的浓度下就能高效刺激透明质酸生成。在0.025 μM（7ng/ml）时，与对照组相比，它将皮肤成纤维细胞的透明质酸水平增加了38%。用含0.0001% 羟基甲氧基苯基癸酮配制成的O/W乳液局部处理皮肤外植体2天后，与安慰剂相比，真皮的透明质酸水平增加了259%，表皮的透明质酸水平增加了198%。此外，该化合物在我们的无细胞和细胞测试系统中表现出强大的抗氧化活性，以及非常好的抗刺激功效。由于这些生物活性，羟基甲氧基苯基癸酮有望促进皮肤健康和水合作用，并支持皮肤的年轻外观。它是合成的，天然等同，无色无味，油溶性化合物，易于配方应用。

简介

皮肤水合作用是美容和护理的核心。全球三分之一的消费者认为干燥空气等基本问题是皮肤、头发和头皮问题的主要原因[1]。改善皮肤水合作用以增加皮肤自身持水能力，既可以通过外部应用小分子混合物恢复NMF，也可以通过利用长链成膜聚合物以捕获和保持皮肤表面的水分，或者通过内部刺激透明质酸生物合成来实现。

透明质酸是一种阴离子、非硫酸化糖胺聚糖（GAG），由葡糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖的重复交替单元组成，广泛分布于结缔组织和上皮组织中，也是一种主要的皮肤组成部分。它出现在真皮和表皮中，真皮中的含量远远大于表皮^[2，3]。

图 1：皮肤中透明质酸（HA）的生物功能

透明质酸最广为人知的特性之一是它的保水能力，这极大地有助于提升皮肤的年轻外观。然而，除此之外，透明质酸还具有其他一些非常重要的作用（图1）。它作为空间填充物，从而支持营养物质向上层细胞的扩散和废物从上层细胞的扩散，并通过促进细胞分离、迁移和增殖参与组织修复和再生。透明质酸也是一种自由基清除剂，因此有助于保护皮肤免受自由基的损害， 而由于自由基诱导的降解，在氧化应激增加的条件下，其水平发生降低^[2]。

 因此，我们研究的目的是开发一种有效的透明质酸增强剂，它能理想地表现出保持皮肤水合作用和健康的抗氧化特性。
 
材料和方法

透明质酸体外刺激实验
将NHDF（正常人皮肤成纤维细胞）或NHEK（正常人表皮角质细胞）与测试化合物一起孵育16小时。然后通过夹心酶联免疫分析（sandwich ELISA）测定细胞培养基中的透明质酸水平。转化生长因子-β（TGF-β）用作阳性对照，并且总是平行测试。

透明质酸离体皮肤测试
来自外科手术的人皮肤外植体(7×3毫米；∅×厚度)转移到培养板中，并置于棉垫上，用培养基（改良的Williams’e培养基）浸泡。安慰剂和试验化合物配制成O/W乳液，每天局部施用一次。在第2天，从皮肤外植体制备组织切片。在Alcian Blue染色后，通过图像分析对真皮和表皮透明质酸水平进行定量，评估选定区域内的蓝色强度和分布。

抗氧化能力测定
用二氯荧光素（DCF）法测定细胞内抗氧化能力。血清缺乏的NHDF与测试化合物预孵育24小时。将二氯荧光素二乙酸酯（H2DCF-DA）加载到细胞中。用H2O2攻击细胞，随后通过荧光测量对细胞内形成的DCF进行定量。

前列腺素E2（PGE2）测定
将NHEK接种到96孔微孔板中，并在KGM培养基中培养至60-80%融合度。之后，用耗尽氢化可的松但含有试验化合物的KGM培养基代替KGM培养基。将细胞孵育30分钟。然后，通过加入2 μM A23187刺激PGE2的释放。再过30分钟后，用PGE2酶免疫分析系统测量上清液中的PGE2含量。乙酰水杨酸用作阳性对照。

肿瘤坏死因子-α（TNF-α）测定
将NHEK接种到96孔微量培养板中，培养20-24小时至50 - 60%融合度。将不同浓度的测试物质施用于细胞，孵育30分钟后，开始用100ng/mL IFN-γ和5ng/mL的IL1-α的组合进行刺激（除了非刺激的对照组）。再孵育20小时后，使用高灵敏度ELISA对TNF-α进行定量。地塞米松用作阳性对照。

结果

图 2：羟基甲氧基苯基癸酮的化学结构

在我们的筛选过程中，我们发现羟基甲氧基苯基癸酮（图2）在体外有效地刺激皮肤成纤维细胞生物合成透明质酸。在非常低的浓度下0.025 μm，相当于7ng/ml，它使透明质酸水平相对于对照增加了38%（图3）。平行测试的阳性对照TGF-β组，在1ng/ml时表现出40%的增加。羟基甲氧基苯基癸酮在体外正常人表皮角质细胞进行测试时，未显示出任何透明质酸增强活性。

图 3：羟基甲氧基苯基癸酮与对照 TGF-β 体外（NHDF）透明质酸刺激的比较

为了验证在更接近人体条件下的活性，在人皮肤器官培养物中测试了该化合物。将含0.0001% 羟基甲氧基苯基癸酮配制成的O/W乳液，每天一次局部施用于人皮肤外植体上。在第2天，对真皮和表皮透明质酸水平进行定量。有趣的是，与安慰剂相比，测试化合物不仅显著增加了真皮的透明质酸水平259%，而且非常有效地增加了表皮的透明质酸水平198%（图 4) 。

图4：用配制成O/W乳液的测试组分局部处理2天后，离体皮肤真皮和表皮透明质酸水平增加(2次实验的平均值) * p < 0.05

除了透明质酸增强活性之外，无细胞ABTS自由基清除试验(IC50 = 17.4 μm)和成纤维细胞的细胞DCF试验(图5)结果显示，羟基甲氧基苯基癸酮还具有强大的抗氧化功效。在1和5μm添加量下，分别减少29%和43%的ROS(活性氧)，其活性比曲克芦丁高约4倍，比Trolox高40倍，比α-葡糖基芦丁高60倍。

图5：皮肤成纤维细胞DCF分析，羟基甲氧基苯基癸酮和众所周知的抗氧化剂减少活性氧(ROS)测试结果

此外，当在体外对正常人表皮角质形成细胞进行测试时，羟基甲氧基苯基癸酮是一种高效的抗刺激物，能够抑制前列腺素E2 (PGE2)和肿瘤坏死因子-α (TNF-α)(图6)。它剂量依赖性地抑制PGE2和TNF- α，在0.025 μm使用量时PGE2抑制率为108%，在5 μM添加量时，TNF-α抑制率为105%。

图6：羟基甲氧基苯基癸酮减少表皮角质形成细胞中炎症介质PGE2和TNF-α

结论

羟基甲氧基苯基癸酮被发现是一种非常有效的透明质酸增强剂，很低浓度下就在体外和离体皮肤具有活性。由于透明质酸在高氧化应激(例如紫外线照射、老化)条件下被自由基降解，该化合物的强抗氧化潜力具有额外的益处。除了其透明质酸增强和抗氧化活性之外，该化合物还具有抑制PGE2和TNF-α的强大的抗刺激功效。由于这些生物活性，羟基甲氧基苯基癸酮有望促进皮肤健康和水合作用，并支持皮肤的年轻外观。

羟基甲氧基苯基癸酮是合成的，但天然等同，因为它是天国谷物之称的非洲豆蔻 (Aframomum melegueta)中的辛辣成分之一，而非洲豆蔻是一种姜科的香料。羟基甲氧基苯基癸酮是一种无色无味的油溶性固体，熔点为29-31°C，易于配方应用。

作者：M．Herrmann、D. Stuhlmann、I. Meyer、G. Schmaus、G. Vielhaber，德之馨

参考文献：
1. Symrise Life Essentials Consumer Model 2013
2. R. Stern and H.I. Maibach., Clin Dermatol. 2008, 26(2), 106-122
3. R. Tammi et al., J. Invest. Dermatol. 2005, 124(5), 898-905

来源：荣格-《 国际个人护理品生产商情》

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