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浅析蛋白生长因子对抗皮肤衰老的原理

　　近年来，生物工程的长足发展给美容化妆品行业带来了全新的发展机遇，化妆品已经从传统的化学美容、植物美容向生物美容与基因美容发展。如今，国际上越来越多的医药及生物工程技术专家投身于该研究领域，以生物制剂和生物活性提取物为代表的化妆品新原料，已经成为化妆品开发的主流之一。
　　蛋白生长因子是人机体内部天然存在的生物活性物质，它们在体内含量微少，但是却拥有很高的活性，对多种细胞的生理功能和代谢发挥调节作用，直接或间接地影响多种类型细胞的生长、分裂、分化、增殖和迁移，在美容护肤、整形外科等有着广泛的应用。目前，蛋白生长因子主要通过重组表达技术生产，需要历经发酵、纯化等复杂工艺，还要严格控制各种污染物质的含量，所以最终的售价较高，这一特性也吸引了国内众多厂家的关注，已有许多厂家参与到蛋白因子的生产和销售这一领域之中，但问题也随之而来，众多的参与者使得目前的蛋白因子生产市场鱼龙混杂，产品质量参差不齐。
　　天津强微特生物科技有限公司主要致力于新型极端工业酶制剂、分子生物学工具酶、化妆品用生物活性因子及生物化妆品的研发与产业化。公司汇集了分子生物学、发酵工程、蛋白纯化、生物化妆品等不同学科背景的高级技术人才，是国内少有的蛋白质生产和纯化专家。强微特公司已经完成了多种蛋白因子的生产和纯化，产品的质量和品质处于国内领先水平，目前有多家国内外化妆品生产商正在使用我公司的蛋白因子原料。此外，公司的蛋白因子产品也应用于公司自有芭睿品牌抗衰老系列产品中，效果显著，在高端人群中反响很好，不亚于La mer和RéVive等世界顶级品牌。
　　下文将介绍蛋白生长因子对抗皮肤衰老的机理以及化妆品中常用的蛋白生长因子。
　　1. 皮肤衰老的过程
　　皮肤的衰老是时间和环境因素共同作用的结果，包含内源性衰老（instrinsic aging）和外源性衰老（extrinsic aging）两个过程。内源性衰老是机体生物钟调控的自然过程，个体内源性衰老的快慢由遗传等因素决定。内源性衰老导致皮肤松弛，皮层萎缩，色素沉积增加和防御功能降低。外源性衰老又称为光致老化（photoaging），是由紫外线、风、尘、雨、露等环境因素作用于皮肤而引起的。外源性衰老导致皮肤粗糙、起皱、灰黄变色，毛细血管扩张，弹性组织变性，不规则色素沉积。
　　2. 皮肤衰老的生化机理
　　皮肤衰老的生化机理如图1所示，在皮肤的外源性衰老过程中，各类环境因素会导致皮肤弹性蛋白的积累和抗氧化剂的降解，进而导致皮肤弹性蛋白变性和活性氧因子（reactive oxygen species, ROS）的增加；活性氧因子的增加会抑制新胶原蛋白的合成，同时活性氧因子水平的增加还会激活相关的基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMP），加速胶原蛋白的降解，最终导致真皮层胶原蛋白水平的下降和皮肤的衰老。内源性衰老也会提升机体内的活性氧因子的水平并引发局部的炎症，使得细胞外基质（extracellular matrix, ECM）降解，最终导致皮肤的衰老。

　　3. 蛋白生长因子对抗衰老的原理
　　蛋白生长因子可以加速皮肤创伤修复的过程，已被广泛的应用于医疗领域。皮肤衰老的部分过程，同皮肤创伤过程类似，所以也可以使用蛋白生长因子，启动类似的创伤修复系统，对抗皮肤的衰老。
蛋白生长因子对抗衰老的原理如图2所示，蛋白生长因子可以激活机体细胞的多种信号通路，增加机体内抗氧化剂的合成，降低机体内活性氧因子的水平；同时，蛋白生长因子还可以增加细胞外基质的合成，反转由各类外源、内源和创伤

　　4. 化妆品中常用蛋白生长因子简介
　　4.1 人表皮生长因子（hEGF）
　　INCI名称：人寡肽1 （Human oligopeptide-1）
　　表皮生长因子（EGF）是Cohen等人于1962年在小鼠的颌下腺中发现的一种小分子蛋白。1975年从人尿中提取出人表皮生长因子（hEGF），人表皮生长因子是一个含53个氨基酸残基的多肽，大小为6.2 kDa，有三个二硫键。hEGF分布在多种组织和体液中，是人类自身天然分泌的生长因子。hEGF对伤口愈合和器官形成有重要作用。它能刺激各种表皮和上皮细胞增殖、分化和生存；促进角质形成细胞的生长和迁移，以及促进成纤维细胞和胚胎细胞的增殖。此外，人表皮生长因子与β-尿抑胃素（β-urogastrone）为同一物质，能够抑制胃酸的分泌。
　　4.1.1 美容应用：
　　对受损皮肤、创伤皮肤和改建性皮肤具有良好的修复、护理作用。特别适用于美容手术后皮肤的护理和恢复，有缩短创伤愈合时间和减少疤痕形成的作用。
　　促进皮肤各类细胞的新陈代谢，增强皮肤细胞对营养物质的吸收，减缓皮肤的衰老，改善皮肤的光泽。
　　促进蛋白合成，调节皮肤胶原蛋白的降解和更新，增强皮肤弹性，减少皮肤皱纹的形成，抚平皮肤已有的细纹。
　　防止和护理痤疮。
　　4.2 碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）
　　INCI名称：人寡肽2 （Human oligopeptide-2）
　　碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）首先由Hoffman等于1940年在脑和垂体中发现，并于70年代在这些组织的提取物中发现它是成纤维细胞的一种有丝分裂原；1975年获得正式命名；1984年Bohlen等纯化出高纯度的bFGF，其氨基酸序列在随后被确定，序列分析显示bFGF属于FGF家族（23个已知成员），是一种肝素结合生长因子，能够促进包括间叶细胞、神经外胚层和血管内皮细胞在内的一系列细胞的增殖。碱性成纤维细胞生长因子在体内还具有潜在的促血管生成活性。此外，碱性成纤维细胞生长因子是胚胎干细胞培养基中的一个重要组成成分，使细胞在无血清培养基中保持未分化的形态。重组人碱性成纤维细胞生长因子是由155个氨基酸残基组成的蛋白质，分子量17.2 kDa。
　　4.2.1 美容应用：
　　改善细胞生长的微环境，促进弹性纤维和胶原蛋白的合成，使肌肤富有弹性，是皮肤处于滑润状态。
　　促进成纤维细胞的生长发育，增强细胞的新陈代谢，减少皮肤皱纹的生成。
　　降低皮肤细胞中黑色素和有色细胞的含量，减轻皮肤色素的沉积。
　　4.3 角质形成细胞生长因子（KGF）
　　INCI名称：人寡肽5（Human oligopeptide-5）
　　角质形成细胞生长因子（KGF）由Rubin等人于1989年首先从人胚胎肺成纤维细胞的生长培养液中分离，分子量为26-28 kDa，由194个氨基酸组成。其后的研究表明，KGF是一种旁分泌生长因子，属于成纤维细胞生长因子（FGF）家族，由间叶细胞分泌的，其促有丝分裂活性主要针对于上皮细胞。KGF在上皮细胞的形态发生、毛发发育、肾和肺的发育、血管生成和伤口愈合中起到了重要作用。重组人角质形成细胞生长因子（rhKGF, 24-163），是成熟的人的KGF分子的截短形式，包含残基24-163，其分子量为16.4 kDa的，是各种不同长度KGF产品中唯一获得FDA认可的KGF产品。N-末端去除23个氨基酸显著增加了rhKGF的稳定性。
　　4.3.1 美容应用：
　　促进上皮细胞的增殖和分化，促进伤口愈合。
　　促进毛发再生。
　　促进胶原蛋白的合成，促进细胞外基质的形成，增强皮肤的弹性和饱满度，减少和消除皱纹。
　　5. 强微特公司蛋白生长因子的特点
　　目前，强微特公司提供高品质的人表皮生长因子（hEGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）和角质形成细胞生长因子（KGF）的冻干粉和原液，产品全部由重组工程菌表达，每一批次产品都经过严格的纯化和质量检测，确保各项技术指标达到或超过中国药典的标准。以蛋白质纯度为例，高效液相色谱（HPLC）是检测蛋白质纯度的重要方法，下图展示了强微特公司生产的人表皮生长因子（hEGF）和碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）产品的HPLC谱图，由图可以看出，强微特公司生产的蛋白因子几乎都为单一谱峰，且纯度都超过了95%。
　　图3. 强微特公司生产的人表皮生长因子（hEGF）产品的HPLC谱图

　　图4. 强微特公司生产的碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）产品的HPLC谱图

　　强微特公司蛋白生长因子的详细技术指标如下表所示：