劉玉超 楊凱業(yè) 劉光榮 高爽 陳毓 許諾 胡振林

[摘要]多糖是一類由單糖通過糖苷鍵連接而成的生物大分子。多糖具有高吸水性、易于成膜以及與肌膚接觸的舒適感等物理特性和免疫調(diào)節(jié)、抗炎、抗氧化等生物活性，具有保濕、促進(jìn)創(chuàng)傷愈合、治療特應(yīng)性皮炎、防紫外線損傷、治療痤瘡、延緩衰老、美白及皮膚屏障損傷修復(fù)功能，在皮膚領(lǐng)域具有極大的開發(fā)潛力和應(yīng)用價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]多糖;應(yīng)用;抗氧化;皮膚;生物活性

[中圖分類號]R322.99? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A? ? [文章編號]1008-6455（2021）07-0182-05

Progress in the Application of Polysaccharides in Skin

LIU Yu-chao1， YANG Kai-ye2， LIU Guang-rong2， GAO Shuang3， CHEN Yu1，XU Nuo1，HU Zhen-lin1

[1.College of Life and Environmental Sciences， Wenzhou University， Wenzhou 325000，Zhejiang，China;2.Infinitus （China） Co.， Ltd，Jiangmen 529156，Guangdong，China;3.School of Pharmaceutical sciences，Wenzhou Medical University， Wenzhou 325000，Zhejiang，China]

Abstract： Polysaccharides， were identified as multifunctional compounds linked by monosaccharides through glycosides.They have received significant research interest because of their physical characteristics such as high water absorption，easy film-forming and the comfortable touch as well as a wide variety of biological activities such as immunomodulatory ， anti-inflammatory ， anti-oxidant， etc. Polysaccharide could be beneficial for moisturizing， wound healing， treatment of atopic dermatitis，UV damage prevention，treatment of acne，anti-aging，? whitening and skin barrier disruption repair， which has great potential and application value in skin.

Key words： polysaccharides;application;anti-oxidant;skin ;bioactivity

多糖廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物中，是一類由單糖通過糖苷鍵以線性或支鏈的形式連接形成的聚合高分子碳水化合物，能夠調(diào)控機(jī)體的多種生命活動(dòng)功能。多糖來源廣泛、無毒副作用，與肌膚具有良好的親和力，因此，在皮膚領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。多糖分為均一多糖和不均一多糖兩類，均一多糖由同一種單糖聚合而成，其結(jié)構(gòu)相對緊密，大多可在皮膚表面形成鎖水層，而部分β-葡聚糖類的均一多糖則具有抗原性，可以刺激機(jī)體的免疫調(diào)控。不均一多糖由兩種及以上單糖組成，其結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，部分可與蛋白結(jié)合形成蛋白聚糖來發(fā)揮免疫調(diào)控作用，總體上講兩者均具有吸水保濕性、抗氧化、抗炎及延緩衰老等生物學(xué)活性。本文就多糖在皮膚上的保護(hù)作用及近年來在皮膚領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行綜述，以期為多糖外用于皮膚領(lǐng)域提供科學(xué)參考。

1? 保濕

皮膚作為機(jī)體的第一道屏障，其最基本的功能就是防止水分的流失。保濕劑能夠模擬機(jī)體天然保濕屏障系統(tǒng)，減少經(jīng)皮水分的流失，維持角質(zhì)層的水合狀態(tài)，以增強(qiáng)表皮屏障功能[1]。研究表明，大部分多糖因具有一定的黏性而易成膜，能在皮膚表面形成一層天然保水膜，此外，多糖分子結(jié)構(gòu)中含有大量羥基，其能夠以氫鍵的形式和水分子結(jié)合，同時(shí)多糖分子間通過氫鍵相互結(jié)合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從而起到吸水保水作用。因此，多糖能夠有效防止皮膚水分流失，進(jìn)而達(dá)到持久保濕的效果。透明質(zhì)酸作為一種酸性黏多糖，親水性極強(qiáng)，在皮膚表面能夠形成一層透氣的鎖水膜，表現(xiàn)出極強(qiáng)的保水作用，增強(qiáng)皮膚水合度。高分子量殼聚糖以及殼聚糖衍生物N-羧甲基殼聚糖，具有良好的成膜特性，用于皮膚表面可減少經(jīng)皮水分散失，維持表皮的含水量[2]。海洋來源的保濕活性多糖已被廣泛研究，日本真海帶、壇紫菜、松藻、綠管滸苔及羽藻中提取的低分子量的硫酸多糖具有優(yōu)于透明質(zhì)酸的保濕活性[3]。此外，與常規(guī)的甘油等低分子醇類保濕劑相比，紫球藻多糖保濕效果更強(qiáng)，這暗示紫球藻多糖是一種良好的保濕劑[4]。胖大海多糖被證實(shí)比海藻多糖等常用天然保濕多糖具有更強(qiáng)的皮膚保濕活性[5]。有研究者通過使用濕度計(jì)測試涂抹了保濕劑的志愿者前臂掌側(cè)的電導(dǎo)值來評估富含多糖的蘆葦根提取物在凝膠基中的保濕效果，結(jié)果顯示含有0.25%富含多糖的蘆葦根提取物的凝膠基表現(xiàn)出比其他濃度配比組都要好的保濕效果[6]。秋葵多糖保濕成分的護(hù)手霜能在幾小時(shí)內(nèi)起到顯著的皮膚水合作用[7]。

2? 促進(jìn)創(chuàng)傷愈合

燒傷、創(chuàng)傷，或者疾病因素如糖尿病等原因，會(huì)致使皮膚組織創(chuàng)面難愈合或者產(chǎn)生瘢痕，給患者的身心健康帶來了嚴(yán)重影響。部分多糖已被證實(shí)具有良好的皮膚組織修復(fù)能力，因此，在皮膚創(chuàng)傷和后期護(hù)理中受到極大的關(guān)注。有研究表明，靈芝多糖可以通過激活Wnt/β-catenin信號通路和上調(diào)TGF-β1表達(dá)的方式減輕傷口附近炎癥反應(yīng)促進(jìn)傷口愈合[8]。白芨多糖水凝膠敷用于小鼠創(chuàng)傷表面后，能顯著改善創(chuàng)面收縮、上皮化、膠原沉積和炎癥反應(yīng)[9]。此外，白芨多糖可與其他藥用高分子材料通過物理共混的方式制備成醫(yī)藥止血敷料，如將殼聚糖、海藻酸鈉、海藻酸鈣和白芨多糖采用物理共混方式制備的新型輔料能夠加速傷口愈合，并具有良好的生物相容性[10]。另有研究表明，β-葡聚糖基水凝膠可通過促進(jìn)組織再生，從而使皮膚瘢痕最小化[2]。經(jīng)燒傷預(yù)處理后的小鼠口服地榆多糖（SOP）能夠刺激燒傷部位的膠原蛋白合成以及血管生成[11]。白鬼筆菌絲多糖被證實(shí)局部應(yīng)用于大鼠全層皮膚創(chuàng)面可促進(jìn)肉芽組織的上皮化、收縮和生長，從而促進(jìn)創(chuàng)傷愈合[12]。創(chuàng)面難愈合是糖尿病所致嚴(yán)重并發(fā)癥之一，而研究發(fā)現(xiàn)靈芝多糖可通過抑制線粒體氧化應(yīng)激，加快Ⅰ型糖尿病患者的創(chuàng)面愈合[13]。此外，通過糖尿病小鼠創(chuàng)傷模型研究發(fā)現(xiàn)，莪術(shù)多糖通過與負(fù)載富含血小板血漿外泌體的殼聚糖/蠶絲水凝膠海綿 （PRP-Exos）聯(lián)用，能加速糖尿病小鼠創(chuàng)面的愈合，進(jìn)一步機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)其可能通過上調(diào)膠原蛋白合成，促進(jìn)血管生成從而加速創(chuàng)面愈合[14]。局部應(yīng)用γ-丙氧基-磺基-地衣多糖可促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞的終末分化，從而促進(jìn)創(chuàng)面愈合[15]。

3? 治療特應(yīng)性皮炎

特應(yīng)性皮炎（AD）是一種常見的具有遺傳性的慢性皮膚炎癥疾病，臨床上主要表現(xiàn)為皮膚干燥、瘙癢、濕疹樣外觀[16]。研究發(fā)現(xiàn)，黑醋栗多糖能夠抑制脾臟內(nèi)免疫球蛋白E（IgE）的過表達(dá)、誘導(dǎo)IFN-γ的轉(zhuǎn)錄，從而減輕特應(yīng)性皮炎小鼠模型的炎癥反應(yīng)[17]。硫酸多糖sacran能有效緩解半抗原誘導(dǎo)的特應(yīng)性皮炎小鼠的抓癢行為和耳部水腫，并顯著增加小鼠角質(zhì)層含水量，提示sacran可能具有預(yù)防特應(yīng)性皮炎的作用[18]?？ń榫嗵呛怂崾菑目ń榫刑崛〉囊环N含有多糖的新型免疫調(diào)節(jié)劑，其主要應(yīng)用于哮喘、過敏性鼻炎、蕁麻疹等變應(yīng)性疾病的治療，研究發(fā)現(xiàn)其對特應(yīng)性皮炎亦有治療作用。將卡介菌多糖核酸與他克莫司、復(fù)方甘草酸苷聯(lián)用治療特應(yīng)性皮炎，結(jié)果表明與常規(guī)治療藥物相比，卡介菌多糖核酸的聯(lián)用表現(xiàn)出更好的治療效果[19]。此外，灰樹花多糖通過調(diào)節(jié)Th-1/Th-2型細(xì)胞因子有效抑制了經(jīng)2，4-二硝基氯苯誘導(dǎo)的特應(yīng)性皮炎小鼠的皮炎樣皮膚病變[20]。從麥冬中提取的低聚果糖能夠改善中輕度特應(yīng)性皮炎患者的癥狀[21]。

4? 防紫外線損傷

天然多糖通過吸收紫外線，維持皮膚水合度，緩解因紫外線引起的黑色素沉積、炎癥反應(yīng)及氧化損傷等[22]。研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌發(fā)酵乳中分離得到的多糖成分可以增強(qiáng)經(jīng)UVB照射后的無毛鼠皮膚細(xì)胞內(nèi)的DNA修復(fù)機(jī)制，從而緩解小鼠皮膚受UV的損傷[23]。枸杞多糖通過增強(qiáng)人皮膚成纖維細(xì)胞內(nèi)p-Nrf2的穩(wěn)定性從而抑制因紫外線引起的活性氧（ROS）和脂類過氧化物（LPO）水平的升高，同時(shí)上調(diào)超氧化物歧化酶（SOD）及谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）的活性，從而減少紫外線對人皮膚成纖維細(xì)胞造成的氧化損傷，具有緩解光老化的潛力[24]。從槐花花蕾中提取得到的一種多糖可以通過調(diào)節(jié)MAPK通路顯著抑制UVB照射引起的角質(zhì)形成細(xì)胞（HaCaT）中ROS的生成[25]。有研究者通過在無毛小鼠背側(cè)部進(jìn)行UV照射發(fā)現(xiàn)，殼聚糖能夠減少膠原纖維的破壞，有效抑制促炎細(xì)胞因子（如：TNF-α、IL-1β和IL-6）的水平，并顯著改善抗氧化酶的活性[SOD，GSH-PX，過氧化氫酶（CAT）]以及增強(qiáng)皮膚羥脯氨酸的含量和水分，從而發(fā)揮抗紫外線輻射損傷的作用[26]。另有研究者比較了復(fù)合多糖（石斛多糖+褐藻多糖+靈芝多糖+竹蓀多糖）與其中單一多糖抗皮膚細(xì)胞光老化的效果，得出復(fù)合多糖優(yōu)于單一多糖的結(jié)論，并且提示增加復(fù)合多糖中單一多糖的種類有提升其抗光老化效果的可能[27]。

5? 治療痤瘡

痤瘡（Acne）俗稱青春痘，是一種好發(fā)于毛囊皮脂腺的慢性炎癥性皮膚疾病，常由于以痤瘡丙酸桿菌為主的微生物定植于毛孔并大量繁殖，堵塞毛孔，引起毛囊感染而造成的[28]。從痤瘡丙酸桿菌中分離出來的酸性多糖是痤瘡丙酸桿菌的主要抗原，可以激發(fā)患者體內(nèi)產(chǎn)生高濃度的抗體，從而抑制患者毛囊內(nèi)的痤瘡增殖，有助于患者盡快康復(fù)[29]。魔芋多糖可在體外與益生菌協(xié)同作用抑制痤瘡丙酸桿菌的生長增殖，其藥效還需要進(jìn)行進(jìn)一步的體內(nèi)驗(yàn)證[30]。此外，也有臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)含有肌醇和海藻糖基脂質(zhì)體的去皮面膜通過降低皮膚雄性激素含量以及激活皮膚細(xì)胞自噬，可有效減輕痤瘡癥狀[31]。含有多磺酸粘多糖的軟膏也被證實(shí)在治療痤瘡上發(fā)揮了良好的輔助作用，且安全性較好[32]。

6? 延緩皮膚衰老

隨著年齡的增長，氧自由基的產(chǎn)生增多，體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)功能衰退，各類抗氧化酶活性降低，數(shù)量減少，無法清除過多的自由基，使皮膚出現(xiàn)色素沉著、老年斑等衰老癥狀。

目前，已經(jīng)有大量的研究發(fā)現(xiàn)多糖具有顯著的抗氧化作用，多糖結(jié)構(gòu)中含有半縮醛羥基，具有還原作用，有些多糖還可以增強(qiáng)皮膚細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶的活性，從而緩解皮膚氧化損傷，延緩皮膚衰老。黃芪多糖、冬蟲夏草多糖和薯蕷多糖通過抑制活性氧（ROS）的產(chǎn)生，從而緩解氧化損傷[33-34]。南瓜多糖、大蒜多糖、苦瓜多糖、生姜多糖等也均被證實(shí)能夠清除1，1-二苯基-2-硝基苯肼（DPPH）、超氧陰離子等自由基[35-38]。苦參根多糖、何首烏多糖能夠提高機(jī)體內(nèi)SOD、CAT等抗氧化酶的水平，從而提高機(jī)體抗氧化能力[40-41]。另有研究表明，部分多糖可以增強(qiáng)皮膚細(xì)胞的自我更新能力，從而緩解皮膚老化。尖頂羊肚菌胞外多糖提取物通過促進(jìn)人皮膚成纖維細(xì)胞增殖，以此加速膠原蛋白合成，達(dá)到延緩衰老的功效[41]。自褐藻屬指狀海帶提取的海藻糖分精華（Phycosaccharide AI）是一種藻朊酸多糖，被證實(shí)可以增加老化皮膚模型中高增殖潛力的老化角質(zhì)細(xì)胞數(shù)量，同時(shí)促進(jìn)表皮干細(xì)胞的自我更新，具有改善老化相關(guān)的有害增生以及維持老化皮膚中表皮內(nèi)穩(wěn)態(tài)的潛力[42]。

7? 美白

黑色素代謝障礙會(huì)導(dǎo)致色斑、雀斑、黑素瘤等色素沉著，進(jìn)而影響皮膚整體色澤。酪氨酸酶（TYR）在黑色素合成過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，決定著皮膚的膚色。研究發(fā)現(xiàn)，松茸多糖TMSP-5亞組分Ⅱ可劑量依賴性的抑制B16黑素瘤細(xì)胞內(nèi)黑色素水平，進(jìn)一步的機(jī)制研究表明其通過抑制TYR基因和TYR主要影響因子基因的表達(dá)，進(jìn)而抑制黑色素的生成[43]。體外研究發(fā)現(xiàn)，巖藻多糖除了可以抑制TYR的活性外，還可以抑制B16黑素瘤細(xì)胞的增殖[44]。靈芝多糖可通過拮抗cAMP/PKA和ROS/MAPK信號通路，抑制UVB誘導(dǎo)的黑色素生成，是一種潛在的天然安全的美白防曬添加劑[45]。羊棲菜多糖被證實(shí)具有很強(qiáng)的TYR抑制劑活性，具有極大的美白應(yīng)用潛力[46]。在斑馬魚上的藥效試驗(yàn)證實(shí)，羊肚菌多糖可以抑制斑馬魚TYR的合成，從而有效抑制黑色素的形成[47]。體外實(shí)驗(yàn)研究表明，白芨多糖可能通過抑制TYR的活性以及小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（MITF）的蛋白表達(dá)，從而抑制黑色素的形成，起到美白作用[48]。已有多項(xiàng)研究證實(shí)褐藻糖膠具有很好的美白作用[49]，最近的研究發(fā)現(xiàn)，褐藻糖膠對TYP的抑制作用與其片段大小密切相關(guān)，對比發(fā)現(xiàn)5-10 kDa之間的褐藻糖膠美白活性最強(qiáng)，可開發(fā)為美白化妝品功能成分[50]。

8? 皮膚屏障損傷修復(fù)

表皮是機(jī)體抵御外界傷害的第一道防線，是機(jī)體重要的生理屏障，激素類藥物的濫用、物理機(jī)械性損傷及紫外線輻射等都會(huì)造成表皮屏障的損傷。當(dāng)表皮屏障受損時(shí)，其防御功能下降，致使皮膚極為敏感，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致銀屑病、濕疹等皮膚疾病的發(fā)生[51-52]。研究證實(shí)，殼聚糖可以調(diào)節(jié)真皮基質(zhì)從而改善人皮膚模型表皮屏障的形成[53]。本課題組研究發(fā)現(xiàn)，裙帶菜來源的巖藻多糖在體內(nèi)可以通過ERK和P38通路的參與，促進(jìn)鈣離子敏感受體（CaSR）的表達(dá)，進(jìn)而增加角質(zhì)形成細(xì)胞對鈣的敏感性，維持角質(zhì)形成細(xì)胞的正常增殖分化，從而促進(jìn)損傷表皮的修復(fù)[54]。透明質(zhì)酸可以激活CD44信號，誘導(dǎo)RhoA-ROK與RacPKNg下游通路，促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖分化與遷移，進(jìn)而促進(jìn)表皮屏障的形成[55]。但有研究者對此研究結(jié)果提出異議，他們發(fā)現(xiàn)使用透明質(zhì)酸合成抑制劑（4MU）可以在缺少透明質(zhì)酸的情況下減弱角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖，另外，他們應(yīng)用透明質(zhì)酸酶作用于表皮模型時(shí)并沒有顯著改變角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖分化，因此，他認(rèn)為透明質(zhì)酸不能調(diào)節(jié)角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖分化[56]，可見透明質(zhì)酸對于表皮屏障的作用還需要進(jìn)一步的研究加以闡明。臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Sacran能夠有效促進(jìn)皮膚屏障功能受損患者角質(zhì)形成細(xì)胞的成熟從而緩解患者癥狀。皮膚屏障修復(fù)貼海藻糖敷料是一款以海藻糖（Trehalose）為主要活性成分的皮膚修復(fù)產(chǎn)品，臨床研究證實(shí)其對面部激光美容術(shù)后皮膚屏障受損的修復(fù)具有非常好的療效[57]。

9? 展望

多糖作為天然產(chǎn)物，來源廣泛而且大部分價(jià)格低廉，與化學(xué)合成藥物相比，多糖因具有多樣的生物學(xué)活性以及安全無毒、藥效穩(wěn)定等特點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。多糖在保濕、促進(jìn)創(chuàng)傷愈合、治療特應(yīng)性皮炎、防紫外線損傷、治療痤瘡、延緩衰老、美白及皮膚屏障損傷修復(fù)上具有廣泛的應(yīng)用。然而，目前大多數(shù)多糖的作用機(jī)制尚不清楚，因此，明確多糖的作用機(jī)制，將會(huì)為多糖在皮膚領(lǐng)域的應(yīng)用提供更多的理論依據(jù)。

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[收稿日期]2020-05-19

本文引用格式：劉玉超，楊凱業(yè)，劉光榮，等.多糖在皮膚領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國美容醫(yī)學(xué)，2021，30（7）：182-186.