熟悉的陌生人 | 一文詳解藥妝多肽

       愛美之心，人皆有之。為此，多肽蛋白類化妝品應(yīng)運(yùn)而生。護(hù)膚產(chǎn)品的市場呈現(xiàn)不斷增長之勢，并衍生出了藥妝（Cosmetical）的概念。藥妝，也稱醫(yī)學(xué)保養(yǎng)品、功能性化妝品，是護(hù)膚品（skincare cosmetic）與藥品（pharmaceutical）的結(jié)合產(chǎn)物。這些產(chǎn)品據(jù)稱有改善皮膚狀態(tài)的功效，部分產(chǎn)品有臨床數(shù)據(jù)證明。由于法律與監(jiān)管體系不同，世界各國家或地區(qū)對藥妝的定義有所不同。例如在美國，法律就不要求藥妝品證明其功效。

       很多藥妝品中具有活性成分，多肽在其中扮演了重要的養(yǎng)顏角色，這主要?dú)w功于這些活性多肽與靶蛋白相互作用。這篇文章將對最新藥妝產(chǎn)品中的多肽活性成分進(jìn)行簡單介紹。

       藥妝肽可以按照作用機(jī)理分為三類：神經(jīng)遞質(zhì)抑制劑肽、載體肽、信號肽。生物學(xué)研究支持這些活性多肽在藥妝領(lǐng)域的積極作為，為這個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供背書。

       神經(jīng)遞質(zhì)抑制劑多肽

       1 肉毒桿菌毒素

       面部皮膚皺紋的產(chǎn)生的主因來自于肌肉痙攣。盡管這個過程的生理機(jī)制尚未全部弄清，但很大程度上取決于大量SNARE復(fù)合體（可溶性 N-乙基馬來酰亞胺敏感因子激活蛋白受體）。作為這一生物過程的主要神經(jīng)遞質(zhì)，乙酰膽堿 (Acetylcholine, Ach, 圖1) 從SNAP (突觸體相關(guān)蛋白) 受體蛋白介導(dǎo)的級聯(lián)反應(yīng)中產(chǎn)生的囊泡釋放出來，直接控制SNARE復(fù)合物的形成。 一旦乙酰膽堿被釋放出來，它就會與適當(dāng)?shù)氖荏w蛋白結(jié)合并引發(fā)肌肉痙攣。一些與SNAP突觸蛋白具有相似序列的多肽可以作為抑制劑影響這一過程，因而被稱為神經(jīng)遞質(zhì)抑制肽（Neurotransmitter Inhibitor Peptide）。

圖1. 乙酰膽堿（acetylcholine）化學(xué)結(jié)構(gòu)

       SNAP-25（突觸體相關(guān)蛋白，分子量25 kDa）蛋白對于乙酰膽堿從囊泡釋放的過程起關(guān)鍵作用，它是A型肉毒桿菌毒素（BTX, Botulinum Toxin）的靶向（圖2）。人們通常會混淆肉毒桿菌與肉毒桿菌毒素，后者是前者在厭氧條件下生長過程中產(chǎn)生的噬神經(jīng)性外毒素。肉毒桿菌毒素共有A、B、Cα、Cβ、D、E、F、G八種類型，其中A型、B型、E型、F型對人類有毒 性，大劑量可致死，但低劑量局部使用可消除肌肉痙攣、除去皺紋，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療和美容行業(yè)。其他4種類型對別的動物有毒 性。

       圖2. A型肉毒桿菌毒素蛋白結(jié)構(gòu)（圖片來源：PDB: 3BTA）

       已獲得FDA批準(zhǔn)并在歐美市場廣為人知的三種肉毒桿菌毒素制劑如下：

       ● Onabotulinum toxin A (ONA; B otox®/Vistabel®; 艾爾建公司，愛爾蘭都柏林)

       ● Abobotulinum toxin A (ABO; Dysport®/Azzalure®; Ipsen，法國巴黎/Galderma，洛桑瑞士)

       ● Incobotulinum toxin A (INCO; Xeomin®/Bocouture®, NT 201; Merz Pharmaceuticals GmbH, 德國法蘭克福)

       2 阿基瑞林(Argirelin)

       另一個著名的神經(jīng)遞質(zhì)抑制劑多肽是阿基瑞林， 又稱六勝肽或乙酰六肽-3，是一個N端乙?；疌端酰胺化的六肽，其氨基酸序列為Ac-Glu-Glu-Met-Gln-Arg-Arg-NH2（圖3）。阿基瑞林的序列來自于SNAP-25蛋白N端結(jié)構(gòu)。它通過阻礙SNARE 復(fù)合物的形成來抑制Ca2+ 依賴性兒茶酚胺的釋放。相比肉毒桿菌毒素， 阿基瑞林具有相似的活性但療效較低。但它依然被認(rèn)為是一種安全、無毒的肉毒桿菌毒素的替代品。阿基瑞林在給藥途徑的研究方面得到了較多關(guān)注，包括皮膚滲透與微針途徑。

       圖3. Argireline (阿基瑞林) 化學(xué)結(jié)構(gòu)

       3 五肽-3 / 維洛斯肽（Pentapeptide-3, Vialox）

       五肽-3，亦稱維洛斯肽，是一種從蛇毒提煉出的活性多肽，其氨基酸結(jié)構(gòu)為H-Gly-Pro-Arg-Pro-Ala-NH2 （圖4），可誘導(dǎo)肌肉松弛。它作為乙酰膽堿受體的拮抗劑可使神經(jīng)功能喪失并防止不必要的痙攣。但是到目前為止，沒有直接的研究結(jié)果能夠證明Vialox 的抗皺功能。唯一的數(shù)據(jù)來自于制造商本身，說明使用產(chǎn)品后，皺紋尺寸的縮減和皮膚粗糙度的降低。

       圖4. 五肽-3化學(xué)結(jié)構(gòu)

       4 五肽-18 / 亮啡絲肽 （Pentapeptide-18, Leuphasyl)

       五肽-18，又名亮啡絲肽。氨基酸由序列 H-Tyr-Ala-Gly-Phe-Leu-OH（圖5），是最 受 歡迎的活性肽之一。它的生理學(xué)功能類似于腦啡肽enkephalin，減少突觸間隙中的乙酰膽堿分泌。研究數(shù)據(jù)可證實其在減皺方面的有效性。值得注意的是，五肽-18和阿基瑞林在抗衰老方面的的協(xié)同作用已得到科學(xué)證明。

       圖5. 五肽-18/亮啡絲肽化學(xué)結(jié)構(gòu)

       5 三肽-3（SYN-AKE）

       SYN-AKE是一種模擬蛇毒毒素Waglerin I活性的三肽，Waglerin I發(fā)現(xiàn)于瓦氏蝮蛇的毒液中。SYN-AKE是一種含β-丙氨酸和Dab (二氨基丙酸) 氨基酸的合成三肽（圖6），為肌肉**乙酰膽堿受體（nmAChR）拮抗劑。通過抑制肌肉收縮而減少皺紋的產(chǎn)生。數(shù)據(jù)表明，SYN-AKE在2小時內(nèi)可減少82%的肌肉收縮，一個月的短期體內(nèi)試驗中證實具有優(yōu)秀的光滑肌膚、迅速祛皺和瘦臉性能。

       圖6. 三肽-3化學(xué)結(jié)構(gòu)

       6 乙酰八肽-1/-3 (SNAP-8)

       乙酰八肽-1/-3 (SNAP-8) 是多肽藥妝領(lǐng)域內(nèi)的最新發(fā)現(xiàn)之一。這個八肽的氨基酸結(jié)構(gòu)為Ac-Glu-Glu-Met-Gln-Arg-Arg-Ala-Asp-NH2（圖7）。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上不難看出，乙酰八肽-1/-3是阿基瑞林的相似物，唯一的區(qū)別在于前者在后者的C端上增加了Ala-Asp兩個氨基酸殘基。

       圖7. 乙酰八肽-1/-3 (SNAP-8) 化學(xué)結(jié)構(gòu)

       載體肽

       Cu(II) 是人體重要的金屬離子之一，可以通過載體肽 (carrier peptide) 輸送到細(xì)胞中。Cu(II) 離子參與很多生理過程，包括酶促反應(yīng)、傷口愈合和血管生成。 就藥妝品而言，銅是賴氨酰氧化酶形成的重要輔助因子，后者介導(dǎo)膠原蛋白或彈性蛋白的形成。載體肽為細(xì)胞輸送Cu(II) 離子，可以降低 MMP （基質(zhì)金屬蛋白酶）和膠原酶（水解膠原蛋白的酶）的活性，防止皮膚過早老化。 最重要的載體肽代表為H-Gly-His-Lys-OH銅三肽。

       1 銅三肽-1（Cu-GHK）

       銅三肽-1 (Cu-GHK) 的氨基酸結(jié)構(gòu)為H-Gly-His-Lys-OH，最初從人體血清白蛋白(HSA)中分離，也存在于唾液和尿液中。銅三肽-1可以接受棕櫚?；揎?，能夠自發(fā)絡(luò)合 Cu(II) 離子，促進(jìn)其吸收。銅三肽-1的銅絡(luò)合物（GHK-Cu）的分子結(jié)構(gòu)已通過X射線晶體學(xué)、EPR光譜、X射線吸收光譜、核磁共振光譜以及滴定等其他方法確定。在銅三肽-1-Cu 復(fù)合物中，Cu (II) 離子與組氨酸咪唑側(cè)鏈的氮、甘氨酸 α-氨基的氮和甘氨酸-組氨酸去質(zhì)子化的肽鍵酰胺氮配位（圖8）。許多研究人員提出，在生理 pH 值下，GHK-Cu 復(fù)合物可以形成二元和三元結(jié)構(gòu)，可能涉及氨基酸組氨酸和/或白蛋白分子的銅結(jié)合區(qū)。

       圖8. 銅三肽-1-Cu2+絡(luò)合物結(jié)構(gòu)

       銅三肽-1可以幫助皮膚細(xì)化，這個發(fā)現(xiàn)激發(fā)了對于銅三肽-1的研究熱情。由于是小分子，易被生物體降解，所以銅三肽通常被特異性修飾，它的兩個主要修飾包括：在 N 端的棕櫚酰修飾和生物素復(fù)合物修飾，兩者的目的都旨在提高物理化學(xué)穩(wěn)定性和透皮給藥。

       有關(guān)銅三肽-1最新研究表明，其衍生物 GHK-R4（銅三肽C端偶聯(lián)4個連續(xù)精氨酸）表現(xiàn)出雙重活性：MMP（基質(zhì)金屬蛋白酶）抑制作用和防護(hù)紫外線?？紤]到它的細(xì)胞穿透特性（C端4個精氨酸側(cè)鏈為帶正電荷的胍基，符合細(xì)胞穿透肽CPP特征），GHK-R4肽在藥妝領(lǐng)域具有巨大的開發(fā)價值。另一方面，在銅三肽C端的賴氨酸替換為D-酪氨酸，這樣形成的衍生物可以提供額外的美白效果，減少黑色素的產(chǎn)生。

       2 錳三肽-1 (Mn-GHK)

       在銅三肽-1的基礎(chǔ)上，研究人員又實驗了GHK三肽與錳離子絡(luò)合物的性質(zhì)。他們的研表明，錳三肽-1同樣可作為藥妝多肽。與 銅三肽-1相比，錳三肽-1主要作用于減少皺紋和皮膚色素沉著過度。

       信號肽

       信號肽類的藥妝產(chǎn)品能夠調(diào)節(jié)皮膚蛋白質(zhì)更新的過程，其中大部分信號肽可以增強(qiáng)膠原蛋白的產(chǎn)生。他們的名字來源于發(fā)出或模仿細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 蛋白合成的信號。在這個家族中，由 ECM 釋放并能夠促進(jìn)膠原蛋白的產(chǎn)生的信號肽也被稱作母菊素 (matricins)。

       1 棕櫚酰六肽-12 （Biopeptide ELTM）

       Biopeptide ELTM是氨基酸序列序列 H-Val-Gly-Val-Ala-Pro-Gly-OH 六肽的衍生物。原始的六肽應(yīng)用于彈性蛋白衍生肽的研究。它能夠刺激膠原蛋白的產(chǎn)生，具有趨化活性和金屬蛋白酶上調(diào)特性。在原始六肽的N 端添加棕櫚酰部分可以賦予其增強(qiáng)的皮膚滲透能力，以及由此產(chǎn)生的棕櫚酰六肽-12廣泛用于藥妝品。棕櫚酰六肽-12 可與聚甲基丙烯酸甘油酯和 PEG-8形成混合物，禾大國際有限公司在他們的研發(fā)報告中聲稱，該混合物由于能夠刺激成纖維細(xì)胞而具有抗衰老作用。

       圖9. 棕櫚酰六肽-12化學(xué)結(jié)構(gòu)

       2 棕櫚酰五肽-4 (Palmitoyl Pentapetide-4, Matrixyl®)

       五肽-4的氨基序列為H-Lys-Thr-Thr-Lys-Ser-OH，是一個著名的信號肽，來源于I 型膠原蛋白的 C 末端片段。其N端棕櫚酸修飾后的衍生物為棕櫚酰五肽-4（圖10），注冊商標(biāo)為Matrixyl®。五肽-4可以刺激新膠原蛋白和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白（ECM）合成的反饋調(diào)節(jié)。經(jīng)過棕櫚酰衍生后得到的棕櫚酰五肽-4能夠更有效地穿過皮膚，并具有更好的皮膚蛋白酶穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，棕櫚酰五肽-4的應(yīng)用改善了細(xì)紋和皺紋。

       圖10. 棕櫚酰五肽-4化學(xué)結(jié)構(gòu)

       3 棕櫚酰三肽-1（Biopeptide CLTM）

       上文提到的銅三肽-1 （Tripeptide-1，H-Gly-His-Lys-OH) 是一種負(fù)責(zé)運(yùn)輸Cu(II)離子的載體肽，在沒有絡(luò)合金屬離子時，這個三肽本身就是一種信號肽，能夠增強(qiáng)膠原蛋白的產(chǎn)生。體外和體內(nèi)研究顯示，刺激膠原蛋白和糖胺聚糖 (GAG) 的合成有助于縮短皺紋的長度、深度和粗糙度。在這種指導(dǎo)下，棕櫚酰被修飾在了GHK三肽的N端，衍生出棕櫚酰三肽-1 （圖11）。該信號肽可用于Biopeptide CLTM產(chǎn)品，或與Matrixyl TM 3000中的 Pal-GQPR 結(jié)合使用，兩者都作為抗衰老精華素由 Sederma 開發(fā)，可刺激膠原蛋白生產(chǎn)。它的活性與類視黃醇相當(dāng)，但具備不刺激皮膚的優(yōu)點(diǎn)。

       圖11. 棕櫚酰三肽-1化學(xué)結(jié)構(gòu)。

       4 其它信號肽

       其它用于藥妝的信號肽還包括棕櫚酰三肽-5 （Palmitoyl Tripeptide-5, Syn®-Coll), Lipospondin, 六肽-11（Hexapeptide-11，又名Pentamide-6）,三肽-10 瓜氨酸（Tripeptide-10 Citrulline， Decorinyl®)，PKEK，以及SAI-III （圖12）。

       圖12. 其它信號肽化學(xué)結(jié)構(gòu)。

       總結(jié)

       以上內(nèi)容介紹了藥妝多肽的作用機(jī)理，化學(xué)結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，藥妝多肽絕大多數(shù)為短肽，氨基酸殘基數(shù)在10以下，以3到5肽居多，這為大規(guī)模生產(chǎn)提供了便利。很多藥妝多肽的合成手段為液相合成，因此具備生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大化高，生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢。在醫(yī)美越來越受關(guān)注的今天，我們也期待著更多的藥妝多肽能夠被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用，為美麗助力。

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