透明質酸在皮膚曬后修復方面的研究進展

郭芳鈺，韓婷婷，陳玉榮，王曉梅，王曉娜，楊素珍

（山東福瑞達生物股份有限公司，山東 濟南 250101）

近年，由于紫外線（UV）輻射不斷增加，UV導致的皮膚光損傷，如曬傷、曬黑、多形性光疹甚至皮膚癌[1]等各種皮膚疾病的發病率也逐漸增加。日光照射中的UV可分為3個波段：短波紫外線（UVC）、中波紫外線（UVB）和長波紫外線（UVA），波長分別為200～280，280～320和320～400 nm。其中波長290～400 nm的紫外線會引起皮膚損傷，且由UV引起的皮膚紅斑數以照射劑量依賴性的方式增加[2]。UV照射能誘導產生活性氧自由基（ROS），并促進產生細胞炎癥因子，如核因子（NF-κB）、腫瘤壞死因子（TNF-α）、白細胞介素因子（IL）等[3-6]。

透明質酸（HA）是普遍存在于生物皮膚和肌肉骨骼組織細胞間基質中的一種無種族特異性的酸性黏多糖[7]，具有優異的保水作用，同時又有良好的透皮吸收性能。在機體內有潤滑關節，調節血管壁的通透性，促進創傷愈合等多種重要的生理功能[8-11]。本文將對HA在皮膚曬后修復方面清除活性氧自由基、抑制脂質過氧化、抗炎、抗細胞凋亡、對痤瘡的修復、加強皮膚屏障功能和抗光老化等研究進展進行初步分析。

1 HA對ROS的作用

UV照射會使皮膚角質形成細胞產生ROS，其主要分為超氧陰離子自由基（O2?-）和羥自由基（?OH）。ROS過量能破壞皮膚角質細胞中組分，如脂質體、蛋白質和脫氧核糖核酸[12-13]。Hiramoto等[14]研究發現，小鼠暴露于UVB輻射中，能導致小鼠體內ROS含量增加，并誘發炎癥。

1.1 HA清除超氧陰離子自由基的作用

超氧陰離子自由基是能與生物大分子發生反應并引起組織破壞的自由基前體[12]，在ROS的形成過程中有重要作用。柯春林等[15]研究HA清除超氧陰離子自由基的能力，結果表明，低分子量透明質酸（LMWHA）對超氧陰離子自由基的清除活性與其濃度呈正相關，有劑量依賴性關系，濃度為1250 μg/ml時，清除率是87.12 %。

1.2 HA清除羥自由基的作用

羥自由基及其衍生物是破壞性較強的ROS，能顯著破壞皮膚角質細胞中的生物大分子。李密等[16]發現，HA質量濃度在1～5 mg/ml時，其清除羥自由基的能力呈劑量依賴性關系。柯春林等[15]研究發現，在69～1110 μg/ml濃度范圍內，LMWHA清除羥自由基的活性明顯高于HA；濃度1110 μg/ml時，LMWHA和HA對羥自由基的清除率分別是91.711 %和79.536 %。

2 HA抗脂質過氧化作用

皮膚角質細胞膜上的脂質能維持細胞正常結構，并能調控細胞功能，同時角質細胞間脂質缺失會導致皮膚屏障損傷。UV照射可一定程度干擾角質細胞的信號傳導過程，導致產生ROS，從而攻擊并誘導角質細胞的細胞膜及其脂質發生過氧化[12]。脂質過氧化終端產物如過氧化氫脂質能直接或間接地破壞細胞中的DNA分子。Sivaranjani等[17]研究表明，特應性皮炎患者靜脈血中丙二醛水平高于健康對照組受試者，脂質過氧化是特應性皮炎發病的主要因素。

柯春林等[15]評估HA在卵黃脂質過氧化系統中的抗氧化作用，其中HA顯著抑制了脂質過氧化，并具有濃度依賴關系。濃度1110 μg/ml時，HA對脂質過氧化的抑制率為83.81 %。Ke等[18]對比了不同分子量HA與維生素C（VC）對FeSO4引起的卵黃脂質過氧化作用的抑制，其中實驗采用的LMWHA-1和LMWHA-2的分子量分別為1.45×105Da和4.52×104Da，在70～1100 μg/ml濃度范圍內，LMWHA-1和LMWHA-2的脂質過氧化抑制率分別為92.86 %和85.11 %，其中LMWHA-1的脂質過氧化抑制率高于VC。Vereyken等[19]研究發現LMWHA和HA均有較高脂質過氧化抑制率，且降解后得到的LMWHA對脂質過氧化抑制作用相較于降解前有所加強，其機制可能是LMWHA與膜的相互作用的結果。

3 HA的抗炎作用

表皮中的角質形成細胞暴露于UV輻射中，會產生過量NF-κB和白細胞介素因子（interleukin-1β、interleukin-6、interleukin-8，IL-1β、IL-6、IL-8）等誘導炎癥的細胞因子，從分子層面多環節誘導產生皮膚炎癥[13]。研究發現，HA能抑制因UV輻射而產生的炎癥細胞因子的表達。

3.1 HA對NF-κB的抑制作用

Arne等[20]研究了HA抑制糖化終產物誘導的NF-κB表達效果，通過分析NF-κB調節的促炎細胞因子mRNA的表達水平，進一步研究了高分子量透明質酸（HMWHA）干擾高級糖基化產物（AGE）誘導NF-κB傳導的效果。反轉錄聚合酶鏈式反應（RT-PCR）檢測發現，添加HMWHA能抑制AGE誘導的促炎細胞因子表達增加，對NF-κB有抑制作用。

3.2 HA對IL-1β的抑制作用

研究發現，HMWHA能抑制IL-1β。Kataoka等[21]蛋白質印跡法分析表明，HMWHA能抑制IL-1β對P38絲裂原活化蛋白激酶（P38 MAPK）和c-Jun氨基末端激酶（JNK）的刺激；此外，P38 MAPK和JNK作為化學抑制劑也下調了IL-1β誘導的ADAMTS4 mRNA表達，從而抑制ADAMTS4介導的炎癥。Larissa等[22]研究了不同分子量HA對IL-1β生成的影響，用人重組干擾素γ刺激單核細胞衍生的巨噬細胞，其中僅分子量為4.77 kDa的HA作用后能觀察到IL-1β的含量顯著降低；在脂多糖刺激的單核細胞衍生的巨噬細胞中，LMWHA不會增加IL-1β水平，HMWHA能顯著降低IL-1β水平。

3.3 HA對IL-6和IL-8的抑制作用

Antonietta等[23]評估了高低分子量HA在轉錄、蛋白生成以及細胞水平上NF-κB、IL-6和IL-8的抗炎作用，結果表明，高低分子量HA均能在細胞模型中在轉錄水平上減少IL-6和IL-8表達。

4 HA對細胞凋亡的作用

人角質形成細胞（HaCaT）在長期受到UV輻射后產生的ROS會調節凋亡相關基因破壞角質形成細胞DNA；破壞細胞中抗氧化酶活性；破壞生物膜導致角質形成細胞凋亡[24]。張麗宏等[25]發現，UVB照射劑量為30 mJ/cm2且長期照射時，可導致HaCaT細胞內各種生物代謝功能損傷，從而發生細胞凋亡和壞死。目前，HA對由UV照射所引起的皮膚細胞凋亡的抑制效果也有了一定的研究進展。

Manuela等[26]用50和100 mmol/L兩種濃度的乙醇分別處理人A431表皮細胞和小鼠成纖維細胞24 h，用3種濃度水平（2 %，4 %和8 %）的HA處理A431表皮細胞和小鼠成纖維細胞，研究其對細胞凋亡的效果。結果表明，乙醇可通過增強腫瘤壞死因子α（TNF-α）的作用誘導皮膚細胞凋亡，經乙醇溶液處理的細胞細胞凋亡明顯增加，而2 %和4 %濃度的HA均可顯著降低人A431表皮樣皮膚細胞和小鼠成纖維細胞中的TNF-α，從而緩解表皮細胞凋亡。Mao等[27]將HA加入到殼聚糖和明膠體系中，評估L929人成纖維細胞凋亡情況，結果表明，含有HMWHA的殼聚糖-明膠混合物可通過細胞膜抑制細胞凋亡，其可通過細胞上的CD44配體誘導反應性位點與細胞黏附因子相互作用降低細胞凋亡百分比。因此，HA具有良好的抵抗UV照射引發皮膚細胞凋亡的作用。

5 HA對紫外線引起的痤瘡的作用

UV照射是玫瑰痤瘡發病機制中重要的因素，司紅麗等[28]研究玫瑰痤瘡與UV最小紅斑量，研究樣本的全部玫瑰痤瘡患者在日曬條件下均加重病情。汪勤[29]研究HA敷料聯合CO2點陣激光治療痤瘡凹陷性瘢痕，結果表明，HA可通過促進膠原蛋白的表達，從而加快創面修復，可顯著改善痤瘡凹陷性瘢痕癥狀。何春峰等[30]通過射頻治療儀導入HA修護生物膜對I、II型玫瑰痤瘡治療，治療組在第3和6周后治療有效率分別為53.84 %，76.92 %，對照組治療有效率分別為29.73 %，54.05 %，差異具有統計學意義。林雙嬌等[31]通過窄譜強脈沖光聯合HA修護貼敷料治療I、II型玫瑰痤瘡，結果顯示，治療后6周后，治療組和對照組的治療有效率分別是77.5 %和57.9 %，兩組有效率差異具有統計學意義。以上結果表明，痤瘡治療搭配HA效果明顯，HA具有良好的修護痤瘡的效果。

6 HA對紫外線引起的受損皮膚屏障的作用

UV照射可導致皮膚經表皮失水（TEWL，transepidermal waterloss）增加和角質層脂質含量改變而破壞皮膚屏障功能[32]。并且最小紅斑量UVB照射能顯著抑制角質形成細胞中天然保濕因子的代謝，降低角質層的含水量，從而使皮膚屏障功能受損[33]。

目前，TEWL值是判斷皮膚屏障功能的指標，TEWL值增加，皮膚易干燥、脫屑、敏感，造成皮膚屏障受損。李江輝[34]研究HA修護生物膜對兒童特應性皮炎皮膚屏障功能的影響，結果表明，經治療后觀察組皮脂含量、角質層含水量顯著低于對照組，且兩組患兒TEWL值顯著低于治療前。馬瑛等[35]研究了HA噴霧在面部激光術后患者皮膚中應用的TEWL值變化，對照組和觀察組在使用HA噴霧術后14天后，相較術后第1天，TEWL值顯著下降。徐良恒等[36]研究了HA對激光術后小鼠皮膚屏障損傷的修復效果，基質+膠原蛋白組與基質+HA組在7天后TEWL值較基質組與陰性對照高，且兩組間差異無統計學意義；21天后各組與造模前比較，TEWL值差異無統計學意義。

綜上，HA能顯著改善皮膚角質層含水量，且TEWL值顯著降低，表明HA能夠有效地改善皮膚屏障功能。

7 HA對紫外線引起的光老化的作用

UV照射會導致表皮角質細胞基質金屬蛋白酶（MMP，matrix metalloproteinase）含量增加，從而導致膠原蛋白和彈性蛋白發生斷裂，引發皮膚老化[37]。研究表明，HA對由UV照射引發的MMPs含量增高有一定的改善作用。李翊雯[38]對HA改善UV輻射后大鼠皮膚光老化的癥狀進行研究，將大鼠分為空白對照組、UV照射模型組及HA組，UV照射組采用31 mJ/cm2為最小紅斑量，每周照射5次，第10周停止UV照射，并在每次照射前將HA涂抹在HA組大鼠背部受試部位。結果表明，HA組皮膚彈性顯著高于UV照射組，HA組MMP-1也顯著低于UV照射組，確定了HA對MMP-1的表達具有抑制作用，進而具有抗UV光老化的效果。

8 結語

隨著化妝品行業的飛速發展及消費者對于皮膚健康意識的提高，HA作為化妝品中的重要功能性原料，其多種功能活性不斷被開發和應用。其中HA對UV照射引起的一些皮膚問題，如皮膚炎癥、脂質過氧化及細胞凋亡等有顯著的改善作用。但HA在一定程度上也能引發炎癥，關于這方面的研究還不夠深入，所以HA在特定使用條件下的副作用的機制仍值得探討。此外，HA通過自身降解清除ROS達到抗氧化作用的機制尚未清晰，關于這方面的具體機制值得關注。對于這些機制的深入探索將為今后HA皮膚曬后修復相關產品的開發提供更多的理論依據及研究方向。