張雅琪 楊安全 王菁


一、研究進展
01珍珠的成分
隨著現代科學技術突飛猛進地發展,人們對珍珠的認識層面也逐漸深入。人們運用各種儀器及分析方法(如原子吸收光譜儀、陰極發光法)對珍珠的成分進行了細致的探究。珍珠的成分中大多數是無機物,主要是碳酸鈣和碳酸鎂,占91%,珍珠中的碳酸鈣因結晶條件不同可形成文石、方解石及球文石,文石是其主要晶體形態,其他兩種晶型少見。其次是水、二氧化硅、磷酸鈣、氧化鋁和氧化鐵。此外還有鈉、鎂、錳、硒、鋁、銅等多種微量元素,這些金屬元素可能對珍珠致色起到重要作用[1]。珍珠中還含有少量的有機物,占2.4%~7%,主要是殼角蛋白,其中丙氨酸、甘氨酸、亮氨酸、天門冬氨酸和精氨酸含量最多,這些蛋白對于珍珠的抗氧化性起著重要作用,Chiu等比較了珍珠粉蛋白質提取物、非蛋白提取物和全珍珠粉的抗氧化能力,發現珍珠粉蛋白提取物的總抗氧化能力明顯優于其他提取物[7]。此外,珍珠中還含有少量的糖類、卟啉類等有機物,除了含有二十多種必需和非必需氨基酸外,還有一種特殊的氨基酸,叫牛磺酸,其能鎮靜安神,調節中樞神經,治療心血管疾病[2]。
02珍珠的功效
(1)美白
珍珠自古以來就作為美白美容佳品,近幾年針對珍珠美白機制和物質成分的研究取得了一定的進展。有研究表明珍珠粉及珍珠提取物可抑制促黑激素和內皮素,如α-促黑激素(α-MSH)、內皮素(ET-1),能抑制黑色素合成及轉運的相關酶或者轉錄因子減少黑色素生成而發揮美白作用,如酪氨酸酶(TYR)、酪氨酸相關蛋白酶1(TRP1)、小眼轉錄因子(MITF)[3,4,5]。鄧云云等用三種濃度(0.25%、0.5%、0.75%)的珍珠水解液處理人源黑色素細胞并檢測了TYR、TRPl及MITF的mRNA含量,結果發現0.25%濃度的水解液顯著性抑制TYR、TRPl及MITF的mRNA表達(P<0.01)。也有學者從珍珠中分離出分子量小的活性肽,做了酪氨酸酶活性和黑色素瘤細胞(B16)實驗,證明了這些小分子活性肽具有美白功效[6]。可見珍珠中的小分子肽是重要的潛在美白成分,抑制促黑信號因子和合成因子是其美白的關鍵機制。未來,珍珠美白機制和成分還需要再細化,例如黑色素模型的選擇研究、信號通路的細化還有待完善。
(2)抗氧化、抗衰
有研究發現珍珠中的大量蛋白質、肽和氨基酸等有助于改善機體的抗氧化防御系統。此外,珍珠粉中的微量元素(如鈣、鎂、硒)也有助于抗氧化,可通過輔助抗氧化酶發揮抗氧化活性。邵等表明珍珠粉具有抗衰作用,且超納米和超微珍珠粉比水溶性珍珠粉清除自由基能力更強[3]。Chiu等評估了珍珠粉在體外試驗中各種氧化指標以及用野生型秀麗隱桿線蟲做延長壽命試驗,結果表明珍珠粉中的蛋白含量豐富且具有抗氧化能力,野生型秀麗隱桿線蟲的壽命有效延長了18.87%。因此珍珠粉可被用于治療各種與年齡相關的退行性疾病[7]。錢榮華等也發現珍珠粉能降低果蠅的血丙二醛MDA的含量,提高SOD活性,延長果蠅平均壽命[8]。Chaturvedi等使用含有水溶性珍珠提取物的培養基培養克隆成骨細胞MC3T3-E1和人角質形成細胞HaCaT,發現細胞內ALP活性顯著增加,骨鈣素和膠原-1A2活性顯著增加,體外實驗中ABTS和DPPH的IC50分別為0.08%和2.5%w/v,脂質過氧化能力TBARS的IC50為0.5w/v,三個指標均增強[9]。此外,楊等還發現珍珠粉在體外具有抗溶血和抗氧化特性,即可以減弱2,20-偶氮(2-酰胺丙烷)二鹽酸(AAPH)誘導的溶血作用和紅細胞中脂質/蛋白的氧化修飾[10]。因此珍珠粉可以作為一種輔助藥,治療抗氧化系統受損和溶血疾病。
(3)促進創面愈合、防治瘢痕
很多醫藥典籍中都記載珍珠有解毒生肌之功效。近年來多有學者探究珍珠是如何化腐生肌的,研究發現珍珠提取物可促進成纖維細胞遷移,刺激Ⅲ型膠原mRNA表達[11],促進傷口中的血管再生,加快創面愈合[12]。建平等建立小鼠模型證明了珍珠粉的水溶性基質可促進口腔成纖維細胞增殖和膠原蛋白富集,抑制基質金屬蛋白酶-2的活性,促進TIMP-1的合成,有利于傷口愈合[13]。Chen等比較了歐詩漫生產的普通珍珠粉、微珍珠粉、納米珍珠粉三種不同粒徑的珍珠粉對創面愈合的差異,發現納米珍珠粉能更加顯著地促進創面愈合和血管生成,促進I型和III型膠原蛋白分泌,其創面抗拉強度也顯著提高。此外,水溶性基質中的蛋白含量隨著珍珠粉粒徑的減小而增加,而珍珠粉中釋放的蛋白含量與傷口愈合效果呈正相關。因此與其他珍珠粉相比,納米珍珠粉對傷口愈合的效果更好[14]。另有一些研究人員發現珍珠還可抑制成纖維細胞過度增殖,誘導成纖維細胞凋亡。成纖維細胞增殖過快過多是導致皮膚傷口愈合過程中瘢痕形成的主要原因,因此珍珠還可有效防治皮膚瘢痕形成。唐黎黎等用珍珠水解液處理正常皮膚和瘢痕皮膚來源的成纖維細胞,發現其可上調堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)表達,下調轉化生長因子β1(TGF-β1)表達,因此珍珠水解液可能對病理性的瘢痕形成起到一定的抑制作用[15]。農曉琳等也發現珍珠液能夠抑制皮膚瘢痕成纖維細胞增殖,且誘導其凋亡[16]。因此,外科臨床上可聯合運用珍珠粉來治療創面,促進患處細胞再生,縮短皮膚愈合時間,如邱妮等用珍珠粉治療壓瘡[17],陳竑旭等在肛周皮下膿腫術后用珍珠粉換藥均取得了很好的療效[18]。
(4)抗炎、抑菌
有研究證明珍珠可以治療皮膚炎癥。Yang等探究在低劑量的室外紫外線照射下珍珠提取物對HaCaT細胞的影響。結果表明,珍珠提取物對HaCaT細胞無毒,且具有抑制角化細胞發生放射性皮炎的潛力。用珍珠粉提取物對人工脫水的皮膚移植體進行檢測,觀察脫水皮膚中多絲蛋白和轉谷氨酰胺酶Ⅰ的表達。結果發現珍珠粉提取物可誘導角質層細胞重建,并可治療皮炎[19]。趙麗紅等發現復方珍珠膏能降低小鼠腹腔毛細血管通透性,縮短損傷創面愈合時間,表明珍珠具有明顯的抗炎作用[20]。姜怡等聯合應用珍珠粉治療失禁性皮炎,起效快,能快速緩解患者疼痛和紅腫,抑制炎癥細胞,具有顯著的消炎作用[21]。臨床上還發現用珍珠粉治療尿布皮炎、熱毒引起的痤瘡均可提高治愈率及縮短治療時間,抗炎效果顯著[22,23]。珍珠還能抑制綠膿桿菌感染,具有抗感染作用。低劑量的室外紫外線照射下珍珠提取物對HaCaT細胞的影響。結果表明,珍珠提取物對HaCaT細胞無毒,且具有抑制角化細胞發生放射性皮炎的潛力。用珍珠粉提取物對人工脫水的皮膚移植體進行檢測,觀察脫水皮膚中多絲蛋白和轉谷氨酰胺酶Ⅰ的表達。結果發現珍珠粉提取物可誘導角質層細胞重建,并可治療皮炎[19]。趙麗紅等發現復方珍珠膏能降低小鼠腹腔毛細血管通透性,縮短損傷創面愈合時間,表明珍珠具有明顯的抗炎作用[20]。姜怡等聯合應用珍珠粉治療失禁性皮炎,起效快,能快速緩解患者疼痛和紅腫,抑制炎癥細胞,具有顯著的消炎作用[21]。臨床上還發現用珍珠粉治療尿布皮炎、熱毒引起的痤瘡均可提高治愈率及縮短治療時間,抗炎效果顯著[22,23]。珍珠還能抑制綠膿桿菌感染,具有抗感染作用。
(5)改善睡眠
隨著工作和生活節奏加快,人們的壓力逐漸增加,失眠也越來越常見,尤其是老年群體。《本草綱目》中記載珍珠有鎮靜安神之功效,可以有效改善睡眠。有研究證明珍珠粉在一定程度上能抑制中樞神經系統[24],王麗云等發現超細珍珠粉可以調節中樞,改善睡眠[25],杜顯龍等發現用酸棗仁珍珠粉膠囊可以改善小鼠的睡眠質量[26]。Xia等利用睡眠剝奪模擬失眠所引發的認識衰退或缺陷、海馬體蛋白表達異常,證明珍珠粉可以通過一些路徑(比如內源性大麻素信號通路、自噬、亨廷頓病、氧化磷酸化、帕金森病、核糖體和蛋白酶體)顯著改善這種行為和病變,而上述這些路徑與焦慮和抑郁的病理相關。因此,珍珠粉可能對焦慮或抑郁引起的失眠有益[27]。
(6)成骨活性、骨組織工程應用
珍珠因其獨特的結構和成分,而具有生物相容性、生物降解性、成骨活性及一定的機械強度等特性,可能會是一種非常好的天然骨修復、骨移植材料。珍珠粉可以作為生物活性顆粒填充物融入聚合物的基質中,既可以促進骨生長,也可增強復合材料黏附性[28]。Wu等采用原位熔融縮聚法綜合了珍珠的高成骨活性和聚氨基酸(PAA)的柔韌性,成功制備了珍珠粉(P)/聚氨基酸(PAA)復合材料,證明了P/PAA具有更優越的力學性能、生物活性和成骨能力[29]。Cheng等探究了水溶性納米珍珠粉能通過MEK/ERK信號通路增強自噬,促進成骨細胞的分化,為優化骨植入物的生物材料提供了新的方向[30]。Li等用納米珍珠粉將殼聚糖——透明質酸冷凍干燥,得到了一種模仿骨組成和結構的支架。支架的親水性和機械強度隨著珍珠粉含量的增加而提高。細胞實驗顯示,隨著珍珠粉含量的增加,其MC3T3-E1細胞的增殖和分化能力更強[31]。張等人用3D打印制備了不同濃度珍珠粉的PCL復合支架,當支架內珍珠粉濃度提高時,抗壓強度和磷灰石的形成增加,細胞的黏附、增殖和成骨分化能力也有所增加[32]。黃等發現文石珍珠具有不錯的成骨能力,PLLA/文石珍珠支架可作為一種潛在的骨移植物[33]。綜上所述,珍珠粉可以提高復合材料的成骨活性,可以增強復合材料的黏附性,可以促進成骨細胞增殖分化,促進骨修復。現有學者探究是否可以通過放置載入化療藥物的支架來治療骨癌,將電旋PLA/珍珠粉納米纖維浸漬鹽酸阿霉素,作為載藥納米纖維支架。鹽酸阿霉素的分布隨著珍珠含量的增加而增加,抗腫瘤療效也在提高,因此載藥珍珠粉納米纖維支架作為術后癌癥治療植入支架具有很大潛能[34]。
(7)天然補鈣劑,提高免疫力
有調查研究表明中國人普遍缺鈣,人體內的鈣每天不斷地進行新陳代謝,而大部分人日常補鈣主要是通過飲食,但是每日攝入鈣量和流失鈣量非常的不平衡,因此導致了很多人實際上是缺鈣的。而缺鈣會引起多種疾病,老年人缺鈣會骨質疏松,兒童缺鈣會導致軟骨病、佝僂病,正常年輕人缺鈣也會導致免疫力下降。因珍珠的成分有90%以上都是鈣質,且有研究證明可溶性珍珠粉的鈣是可以消化吸收的,吸收率可達95%,普通珍珠粉為29%,珍珠可以作為天然的補鈣劑。有研究發現珍珠粉的粒徑可能是影響鈣離子吸收利用的主要因素,Chen等發現納米級的珍珠粉的鈣生物利用率相比普通的珍珠粉提高了38%[35]。珍珠含有十多種氨基酸、二十多種微量元素、牛磺酸、卟啉等營養成分,可均衡補充所需礦物質,增強免疫力,提高抵抗力。王潮臨等發現珍珠能增強大鼠白細胞吞噬,提高脾T淋巴細胞的比值,證明了珍珠可以增強機體免疫力[36]。
(8)珍珠纖維
珍珠纖維作為一種新興材料近年來悄然流行起來。借助現代高科技將納米珍珠粉混入粘膠纖維中,使珍珠粉顆粒均勻分布于纖維體表面和內部。珍珠纖維這種新型材料既具有珍珠的護膚效果,又有粘膠纖維的柔軟、透氣,且易染色,抗靜電的優點。當這種紡織品投入市場時,一度受到廣大消費者的追捧。有研究表明珍珠粉中的營養元素在弱酸性條件下很容易被皮膚吸收,從而達到美容養顏的效果[37];有研究發現珍珠纖維的紡織品具有紅外功能,使皮膚產生熱效應,加快血液微循環,增強免疫[38];有報告顯示珍珠纖維紡織物還可防UVA和UVB的輻射,具有抗衰功效[39]。同時珍珠纖維又可與多種材料復合,形成棉花/粘膠/珍珠纖維、珍珠纖維/精梳棉等,種類繁多,可受消費者選擇面廣,相信在未來珍珠纖維紡織品會是一大熱門產品。
(9)其他功能
珍珠還具有很多其他的功效,可以治療潰瘍,如皮膚潰瘍、口腔潰瘍、胃及十二指腸潰瘍[40];可以明目,治療眼疾[41];可以改善聽力,治療耳疾,《本草綱目》中有提到用珍珠粉“棉裹塞耳”治療耳聾;可以止血止癢止痛[42];珍珠粉還可以減肥瘦身,降低體脂和血甘油三酯水平[43]。
二、總結與展望
目前珍珠主要應用于珠寶首飾、保健品、化妝品、藥品、食品添加劑等方面,雖然在其他領域如材料應用、紡織工藝中運用得比較少,卻是近年來很多行業的研究熱點。如珍珠在骨工程中作為骨修復骨移植的生物材料的優勢、珍珠纖維的內衣毛巾等紡織物的發明等都取得了很多新進展,具有很大的市場前景,機遇與挑戰并存。另外,對珍珠傳統護膚方面國內外的研究還處于起步階段,對于珍珠的何種成分所起的相應功效的研究并不多,大多數都是珍珠的提取物、混合物或者珍珠粉的功效機理探究。現擬一份表格針對珍珠成分的已知主要功效研究進行總結(見上頁表1)。
未來,珍珠的物質成分基礎還需要進一步分離純化,而珍珠的功效大多占蛋白多肽相關,這會是將來一個重點研究方向。此外,功效機理機制的研究還不夠深入,例如美白方面,前期研究發現珍珠提取物可抑制促黑激素和內皮素,也可抑制黑色素合成和轉運相關酶或者轉錄因子來減少黑色素生成,但在促黑模型中存在多種信號通路,具體是由哪條通路或者哪些條通路來達到美白效果還不得而知,還需要進一步細化和物質匹配的挖掘。