對(duì)于很多消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，提起超氧化物歧化酶這個(gè)成分會(huì)感覺(jué)有些陌生，但是如果提起“SOD”成分，就會(huì)想起大寶品牌的知名產(chǎn)品——大寶SOD蜜，對(duì)SOD這個(gè)成分并不生疏。其實(shí)SOD的專業(yè)名詞就是超氧化物歧化酶。

現(xiàn)今，這個(gè)成分在科學(xué)研究方面有何新動(dòng)向？在化妝品的應(yīng)用方面有何新進(jìn)展？為此，本期我們邀請(qǐng)到陳剛博士，請(qǐng)他為我們談?wù)劤趸锲缁傅幕瘖y品應(yīng)用新進(jìn)展。

陳剛博士

【特邀專家介紹】

陳剛，云錦華彰（北京）生物科技有限公司總裁兼研發(fā)總監(jiān)。副研究員，工學(xué)博士，加拿大McGill大學(xué)博士后，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院、北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院碩士生導(dǎo)師。曾任全國(guó)血液工程創(chuàng)新制品與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化研究聯(lián)盟副秘書(shū)長(zhǎng)、國(guó)際SCI期刊《Artiflcial Cells， Nanomedicine and Biotechnology》副主編、中國(guó)血液代替品工程國(guó)家項(xiàng)目開(kāi)發(fā)技術(shù)負(fù)責(zé)人，主持了人源性第三代血液代用品的制備工藝和制劑開(kāi)發(fā)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系建立及相關(guān)方法學(xué)研究。長(zhǎng)期從事血液代用品、載氧藥物、生物大分子研發(fā)，具有豐富的科研、產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)與項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)。

一、何為超氧化物歧化酶

超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase），通常簡(jiǎn)稱為SOD，是自然界廣泛存在于生物體內(nèi)的一類具有自由基清除和維持體內(nèi)氧化平衡功能的蛋白酶類物質(zhì)，是人體抵抗自由基損傷的主要抗氧化酶，也是人類體內(nèi)重要的抗氧化和抗衰老的酶類物質(zhì)。

在20世紀(jì)上半葉，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸從動(dòng)物的血液和其他器官中提取出了一類含有金屬離子的藍(lán)綠色蛋白，但當(dāng)時(shí)對(duì)這一類蛋白的性質(zhì)特別是其活性特性還知之甚少，對(duì)其生理功能也并不了解。直到1968年，美國(guó)科學(xué)家從牛的血液中提取出這一類蛋白質(zhì)并對(duì)其特性進(jìn)行了初步了解和研究，最終將這一蛋白命名為超氧化物歧化酶（SOD）。自此以后，各國(guó)科學(xué)家從多方面對(duì)SOD的特性和生理功能進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究，迄今已取得了很大的進(jìn)展。

SOD主要有三種類型：第一種是含銅鋅金屬輔基的，稱Cu/Zn-SOD，是最為常見(jiàn)的一種SOD酶，呈綠色，主要存在于機(jī)體細(xì)胞漿中；第二種是含錳金屬輔基的，稱Mn-SOD，呈紫色，存在于真核細(xì)胞的線粒體和原核細(xì)胞內(nèi)；第三種是含鐵金屬輔基的，稱Fe-SOD，呈黃褐色，存在于原核細(xì)胞中。

自由基學(xué)說(shuō)認(rèn)為，作為人體生命活動(dòng)諸多生化反應(yīng)的中間代謝產(chǎn)物，自由基是許多疾病發(fā)生的根本原因，人類生病、衰老、死亡的發(fā)生都和活性氧自由基有著密切的關(guān)系。SOD作為自由基清除劑，在機(jī)體代謝過(guò)程中發(fā)揮著重要的生理功能。鑒于SOD在人類健康方面的重要作用，經(jīng)過(guò)幾十年的研究發(fā)現(xiàn)，SOD的生理功能主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）去除體內(nèi)多余的自由基，抗氧化并延緩衰老，如保護(hù)皮膚免受紫外線等損傷，延緩老年斑的出現(xiàn)等；

（2）增強(qiáng)人體對(duì)外界環(huán)境因素?fù)p傷的抵抗能力，如緩解和抑制輻射、毒素、煙塵和霧霾等因素對(duì)人體的損害；

（3）提高人體對(duì)大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)量的適應(yīng)能力，緩解和消除疲勞損傷；

（4）對(duì)某些疾病的治療，已有研究證實(shí)，SOD對(duì)某些疾病如骨髓損傷、關(guān)節(jié)損傷及自身免疫性疾病有著較好的療效。

二、超氧化物歧化酶在護(hù)膚領(lǐng)域的應(yīng)用

SOD被視為生命科技中最具神奇魔力的酶、人體內(nèi)的垃圾清道夫，是氧自由基的自然天敵，在醫(yī)藥、食品、化妝品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。SOD的諸多功效，使其在健康領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，民眾對(duì)自身健康的重視程度也越來(lái)越高。健康產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展極大地拉近了SOD和消費(fèi)者的距離，越來(lái)越多的SOD相關(guān)產(chǎn)品走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，成為老百姓日常生活中不可或缺的必需品。研究表明，SOD對(duì)皮膚病、燒傷、腳氣等都有獨(dú)特療效，對(duì)醒酒、抗疲勞、恢復(fù)體力、減肥也有很好的效果。目前在食品、保健品、醫(yī)藥和化妝品等行業(yè)已開(kāi)始大量使用SOD，其應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：

1.利用抗氧化特性，延緩皮膚衰老，有效祛斑和抗皺

超氧化物歧化酶具有清除氧自由基的功能。SOD抗氧化最重要的應(yīng)用目的就是延緩皮膚老化。自由基可加快皮膚組織中彈力纖維的斷裂和皮膚結(jié)綿組織的破壞，使皮膚組織彈性下降，同時(shí)使皮膚組織中的皮脂腺變形性損傷，使皮脂分泌減少，滋潤(rùn)作用減弱，皺紋增加。SOD對(duì)人體內(nèi)的自由基進(jìn)行清除，抑制氧化作用，讓目標(biāo)物質(zhì)不再受到自由基的攻擊，阻斷了硬彈性蛋白酶的產(chǎn)生，并抑制其活性，從內(nèi)部改善皮膚的健康狀況。SOD是清除自由基最強(qiáng)有效的抗氧化劑，其抗自由基氧化能力是VC的20倍、VE的50倍，它清除自由基的專一性、高效性更是其他抗氧化劑無(wú)法比擬的。長(zhǎng)期使用含有SOD化妝品，可以供給皮膚表層營(yíng)養(yǎng)素，恢復(fù)肌膚細(xì)胞功能，并細(xì)化皮膚組織，減少皺紋，起到抗皺作用，同時(shí)淡化各種色斑，延緩皮膚衰老。

2.基于抗炎效應(yīng)，減輕皮膚炎癥，實(shí)現(xiàn)控油和祛痘

超氧化物歧化酶具有消炎作用，且是純天然的，無(wú)毒副作用。皮膚在炎癥過(guò)程中，一方面炎癥因子直接或間接造成組織和細(xì)胞的破壞，另一方面通過(guò)炎癥充血和滲出反應(yīng)，導(dǎo)致皮膚出現(xiàn)發(fā)紅、腫脹、疼痛等癥狀。SOD可以調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)，降低炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，從而減少炎癥引起的皮膚問(wèn)題。體內(nèi)激素分泌過(guò)多可能引起粉刺及皮膚油脂旺盛，SOD可通過(guò)對(duì)自由基的特異性清除作用，有效控制和調(diào)節(jié)體內(nèi)激素的分泌和排泄，限制過(guò)多的油性皮脂分泌和積累，減少了粉刺的發(fā)生，抑制皮膚炎癥反應(yīng)。

3.利用抗輻射作用，對(duì)抗紫外線損傷，實(shí)現(xiàn)防曬與曬后修復(fù)

輻射在我們的生活中無(wú)處不在。電離輻射對(duì)機(jī)體損傷分為直接作用和間接作用，直接作用是指造成DNA雙鏈斷裂等損傷，間接作用主要是通過(guò)促進(jìn)活性氧（ROS）簇如羥自由基和超氧陰離子的生成對(duì)機(jī)體造成損傷。ROS的連鎖反應(yīng)導(dǎo)致生物分子的氧化損傷，引發(fā)放射早期效應(yīng)和組織纖維化等放射后效應(yīng)，因此，阻斷ROS的產(chǎn)生或清除已產(chǎn)生的ROS是防治放射損傷的有效策略。生活中紫外線通過(guò)損害細(xì)胞外基質(zhì)并誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，在皮膚中引起氧化應(yīng)激，導(dǎo)致皮膚穩(wěn)態(tài)下降，是皮膚老化和許多其他皮膚炎性疾病包括皮膚癌等的致病因素。許多研究結(jié)果均表明，SOD有保護(hù)皮膚不受離子輻射危害以及保護(hù)抗氧化酶活性的作用。SOD對(duì)波長(zhǎng)為258～320nm的紫外光有一定的吸收作用，可通過(guò)抑制黑色素細(xì)胞增殖和ROS產(chǎn)生來(lái)抑制黑色素生成，預(yù)防光照引起氧自由基損害所造成的皮膚變黑，同時(shí)修復(fù)因紫外線受損的細(xì)胞。因此，SOD可應(yīng)用于防曬化妝品等產(chǎn)品中，以抵抗光輻射對(duì)皮膚的傷害。如今，添加有SOD的防曬化妝品或隔離產(chǎn)品廣受消費(fèi)者的喜愛(ài)。

4.利用生物活性，保護(hù)肌膚屏障，有效保濕與修護(hù)

SOD可以改善細(xì)胞的通透性，促進(jìn)肌膚對(duì)水分的吸收，維持水合狀態(tài)，調(diào)整肌膚的水油平衡，使皮膚更加滋潤(rùn)，保持彈性，SOD還可跟水解膠原、玻尿酸等成分聯(lián)用，在皮膚表面形成對(duì)抗自由基的保護(hù)膜，同時(shí)能修復(fù)斷裂的皮膚彈性纖維，加快肌膚新陳代謝，保持皮膚光澤水嫩。三、超氧化物歧化酶的制備技術(shù)及品質(zhì)進(jìn)展

SOD在自然界中廣泛分布，幾乎所有的生物種類中都含有SOD，但是并不是所有的原料都適合提取SOD。涉及原料成本、收率、工藝復(fù)雜程度以及SOD活性等多方面因素，目前提取SOD的原料主要包括天然來(lái)源以及人工合成來(lái)源等。

1.SOD的來(lái)源

（1）天然來(lái)源

天然來(lái)源的SOD主要通過(guò)提取等方式從動(dòng)物組織和植物組織中獲取。人們最早從牛紅細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)SOD，并且相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間人們都是利用廉價(jià)、來(lái)源廣泛的動(dòng)物血液提取SOD。從動(dòng)物組織中提取SOD具有工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)勢(shì)，是目前獲取天然SOD的主要方式之一。

植物組織中含有的SOD是植物代謝過(guò)程中ROS清除機(jī)制中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)生物大分子的保護(hù)起到重要作用，包括細(xì)胞質(zhì)中的Cu/Zn-SOD、線粒體中Mn-SOD以及葉綠素中的Fe-SOD和Cu/Zn-SOD。迄今為止，科技工作者已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從多種天然動(dòng)植物組織包括牛血、豬血、鴨血、豬肝、人血等動(dòng)物組織及小白菜、玉米、水果等多種植物組織中SOD的有效提取技術(shù)。

（2）人工合成來(lái)源

近年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，利用基因工程技術(shù)對(duì)SOD進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)已經(jīng)越來(lái)越成為SOD制備生產(chǎn)的主要方式。和動(dòng)植物提取相比，構(gòu)建基因工程菌利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)SOD的生產(chǎn)具有生產(chǎn)周期短、原料可控和利用規(guī)?；瘍?yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)成本控制等優(yōu)點(diǎn)。人們?cè)讷@取SOD原料的時(shí)候可通過(guò)基因編輯的方式將SOD編碼基因整合到大腸桿菌或者酵母菌中進(jìn)行表達(dá)，極大方便了技術(shù)人員在SOD蛋白分子之前添加特異性識(shí)別位點(diǎn)His標(biāo)簽。通過(guò)選擇與His標(biāo)簽特異性結(jié)合的親和色譜填料（Ni2+親和填料），僅需要一步親和層析即可獲得純度> 95%的SOD，極大地簡(jiǎn)化了SOD的生產(chǎn)工藝流程。因此，利用基因工程技術(shù)以微生物作為載體對(duì)SOD進(jìn)行生產(chǎn)已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2.SOD的品質(zhì)提升

在早期的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)中，從動(dòng)植物組織中提取的SOD往往伴隨著有大量的雜質(zhì)，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的純度和比活都偏低，這也極大地限制了其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。隨著生物工程與技術(shù)的發(fā)展，特別是新型提取／萃取及分離技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，從天然動(dòng)植物組織中提取得到的SOD的品質(zhì)也在不斷地提升。

基因工程技術(shù)對(duì)SOD產(chǎn)業(yè)化的助力在提升SOD品質(zhì)方面也有著顯著的表現(xiàn)。隨著SOD制備技術(shù)的不斷深入，純化的SOD純度和比活都在不斷地提高。特別是在利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)SOD的過(guò)程中，通過(guò)在基因工程菌種設(shè)計(jì)中對(duì)克隆序列加入純化標(biāo)簽等方式，在純化過(guò)程中利用親和層析等分離技術(shù)得到高純度的SOD產(chǎn)品已經(jīng)在產(chǎn)業(yè)制備中得到了實(shí)現(xiàn)。新技術(shù)的應(yīng)用以及研發(fā)投入的加大，通過(guò)大腸桿菌或酵母表達(dá)載體生產(chǎn)得到的SOD產(chǎn)品的比活經(jīng)常能達(dá)到10000U／mg以上的水平，比如云錦華彰（北京）生物科技有限公司利用畢赤酵母表達(dá)體系生產(chǎn)的重組SOD產(chǎn)品，比活甚至能達(dá)到15000U/mg以上。目前，生物純化技術(shù)的發(fā)展日新月異，越來(lái)越多新的技術(shù)手段應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，相信在不久的將來(lái)，SOD的品質(zhì)還將得到進(jìn)一步的提升。

四、超氧化物歧化酶未來(lái)應(yīng)用的展望

SOD在皮膚養(yǎng)護(hù)方面的效用已被人們廣泛認(rèn)同。因此，化妝品是SOD最主要的應(yīng)用市場(chǎng)，其需求量占全部需求量的50%以上。一些新的SOD劑型也不斷地被應(yīng)用于化妝品。通過(guò)接入導(dǎo)引基團(tuán)提高SOD的經(jīng)皮吸收能力可以更好地發(fā)揮SOD對(duì)皮膚養(yǎng)護(hù)的效果。通過(guò)化學(xué)改性提高SOD穩(wěn)定性，降低產(chǎn)品貯存過(guò)程中SOD活性損失，提高化妝品中SOD的功能長(zhǎng)效性，有利于延長(zhǎng)化妝品的品質(zhì)和貨架期。

當(dāng)前地球環(huán)境日益惡化的情況下，大氣和水源被嚴(yán)重污染，造成大量氧自由基的產(chǎn)生，而這種失衡的過(guò)量氧自由基造成皮膚早衰并布滿色斑，促使人們更加關(guān)注皮膚的日常養(yǎng)護(hù)，這都給SOD在化妝品行業(yè)中應(yīng)用提供了巨大的功能價(jià)值，在皮膚抗衰中的應(yīng)用具有潛在優(yōu)勢(shì)和廣闊的發(fā)展前景。

因?yàn)镾OD具有抗炎作用，可以解決口腔的炎癥問(wèn)題。據(jù)研究統(tǒng)計(jì)，含SOD的牙膏對(duì)牙齦炎引起的出血、紅腫等癥狀的改善總有效率可達(dá)91%。

隨著SOD提取技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來(lái)SOD的應(yīng)用將是各領(lǐng)域里的藍(lán)海，目前許多日化和醫(yī)美行業(yè)的公司都在爭(zhēng)相布局該賽道的產(chǎn)品。比如防治黑色素的形成，美白和增強(qiáng)創(chuàng)傷愈合能力等。

隨著科技的不斷進(jìn)步，SOD在化妝品方面的應(yīng)用將越來(lái)越成熟，在日化方面也會(huì)擴(kuò)大使用范圍。當(dāng)今，評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷提升，使企業(yè)研發(fā)者可以更準(zhǔn)確地測(cè)定SOD的活性大小，并提高化妝品基質(zhì)對(duì)SOD的活性和穩(wěn)定性的影響。展望未來(lái)，SOD在化妝品中的應(yīng)用前景將更為廣闊。