浅谈植物干细胞提取物的抗衰老性能
2019.03.14
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原文 |《Anti-Aging Properties of Plant Stem Cell Extracts》
翻译 | 言雨潇
皮肤老化是一个非常复杂的过程，涉及到从表皮到真皮的各个层面，至今人类研究也只是处于初步阶段。皮肤老化是内外因素相互作用的结果，而外界因素中，紫外线辐射是最主要的，紫外线造成的老化是我们常说的皮肤光老化。
紫外线会产生自由基，自由基会降解皮肤细胞间粘合作用的不饱和脂质，会使皮肤屏障产生间隙（间隙的产生和扩大会导致经皮水分流失的加剧）并且导致纤维蛋白结构变化（胶原蛋白和弹性蛋白也会发生降解和结构变异）。
皮肤内在因素的衰老主要是由于组织再生、分化过程的抑制，表皮脱落的加快以及干细胞活性的降低。
◆ 人体细胞增殖被抑制有两个方面的机制：
1、和端粒结构长度变化有关的复制性衰老。
2、端粒未发生明显变化却过早衰老。
第一个机制表现为那些具有高增殖潜力的细胞（如成纤维细胞），开始时端粒重复不断减少，并伴有端粒环结构的无帽化。这种现象通常被认为可能是端粒末端复制除了问题，即DNA聚合酶不能完全合成亲本后滞链矩阵上的子链。除了末端复制出问题，还可能是由于细胞长期暴露于应激源，尤其是氧化应激，DNA的3'端粒末端富含鸟嘌呤，其十分脆弱敏感，容易在氧化过程中受损，结果复制中断，端粒缩短。
为了减缓皮肤的衰老实质是加强保护皮肤细胞，现代抗衰老护肤品这是通过刺激和产生改善皮肤自然生理状态来改善皮肤外观，保护皮肤不受衰老因素影响的目的，且不论实际年龄如何。
抗衰老的化妆品中会有紫外过滤物质，中和自由基的物质、再生和延缓皮肤老化的物质、具有软化和更新角质的物质，例如：维生素E和C、辅酶Q10、类胡萝卜素、或植物提取物中的多酚、类黄酮、核酸、蛋白质水解物、富含微量元素的海藻提取物、EFA植物油(特别是谷物胚芽油、欧奈拉油、琉璃苣油)和α-羟基酸(AHA)、最近还流行：植物激素、细胞因子和神经肽等。
近年来，干细胞及其在刺激表皮干细胞增殖过程中的潜能很受关注。
目前世界化妆品法律都在推行动物替代。因此植物对化妆品吸引力巨大。植物干细胞具有保护人体干细胞、促进皮肤再生和防止皮肤老化的作用。
动物和植物体内均存在干细胞，干细胞具有增殖能力强可分化成特定细胞的特点，并且还能够修复受损的细胞和组织。
植物的茎尖分生组织和根侧向分生组织中均含有植物干细胞。在这些位置，干细胞会不断分裂分化，从而产生新的器官。植物的所有部分，包括叶子、茎、花和种子，都是由位于茎顶端的结缔组织细胞形成的。
植物分生组织含有生长尖端，它们的生长过程是通过系统的细胞分裂发生的。生长尖端的植物干细胞具有全能性，即是指一个细胞在一个有机体中分裂和产生所有分化细胞的能力。它能让植物在一生中建立新的器官。
在植物干细胞中可以提取很多对人体安全的活性成分，它们不产生免疫系统反应，来源环境友好，即使是使用濒临灭绝的植物也是有可能的，不会对他们的自然栖息地造成干扰。
植物干细胞具有许多积极的美容作用如：
◆ 延长成纤维细胞的寿命并刺激它们的活性(例如，苜蓿、栀子花)；
◆ 增加表皮的柔韧性(如铁皮石斛、辣椒、仙人掌等)；
◆ 调节细胞分裂(如水稻、日本莲)；
◆ 修复受损表皮(如人参、Opuntia spp)；
◆ 激活细胞的DNA修复，保护细胞免受氧化应激(例如，Rubus ideaus，番茄(番茄荞麦，如柑橘柠檬)；
◆ 防止紫外线辐射(如杜鹃花、仙人掌)。
但是，植物干细胞是极为敏感的，对光和温度都不稳定，因此在化妆品中，我们通过脂提、水和甘油提取、制得封装提取物、脂质体以及悬浮液等。
具有抗衰老作用的植物干细胞
从新鲜的种子和果实中、以及可再生的植物干细胞中，我们能够得到最佳的提取物质。在选择一种植物时应该考虑一个重要因素是，它在困难环境条件下的生境或它“医治”其他植物的能力。
瑞士的Mibelle AG生物化学公司是植物干细胞用于化妆品的先驱，该公司于2008年开始生产苹果干细胞，以脂质体作为提取载体。2008年一个实验的研究结果表述，通过破坏2%的干细胞提取物中的细胞DNA，来培养具有典型衰老症状的人成纤维细胞，来逆转衰老。结果证实了提高脐血干细胞的寿命，延长人毛囊细胞的寿命的有效性。
这项临床研究由20名受试者组成，他们使用含有2%苹果干细胞活性成分（PhytoCellTecTM Malus Domestica）的乳膏4周，表明，干细胞提取物在减少面部皱纹方面有效。两周后，眼部周围的皱纹减少了8%，四周后减少了15%。后来该公司陆续引入了，葡萄、如偃松、摩洛哥坚果等也显示抗皱效果和改善表皮干细胞的活性。
从姜叶细胞提取物通过水-甘油提取的干细胞提取物中也发现了抗衰老的特性。姜叶细胞提取物由Naolys公司(法国)研发。这些特性在一项针对22名女性的临床研究中得到了证实。使用28天后，皮肤结构得到改善，毛孔缩小50%，仅使用6天后，磨砂效果(光泽度减少15%，皮脂减少19%)。体外结果表明，皮肤弹性蛋白和纤维的合成增加，皮脂产率降低。
此外，Naolys公司还生产提供苍白花鸢尾、欧夹竹桃、芙蓉、山茶花干细胞甘油提取物，对皮肤具有抗衰老作用。
有其他公司在化妆品市场上提供的干细胞中提取活性成分，如：Active Concepts LLC (美国), Akott Evolution S.R.L. (意大利)，Biocosmethic (法国)，Infinitec (西班牙)，Innova BM (保加利亚)，In vitro Plant-tech AB (瑞典)，Sederma (英国禾大)，Provital Group (西班牙)，and Vitalab s.r.l.(意大利)。
另外众多文献也证实了干细胞提取物具有的抗衰老作用：
◆ 紫丁香叶干细胞提取物具有多种功效，可以用于治疗炎症、痤疮、衰老、光损伤等皮肤状况。
◆ 人参愈伤组织培养液因具有人参皂苷、多糖等代谢产物的存在，在抗衰老研究方面也不错。
◆ 番茄干细胞提取物它富含类黄酮(芦丁)、酚酸(绿原酸、香豆素酸、原儿茶酸)和β-胡萝卜素，具有较强的抗氧化活性，可以保护皮肤细胞免受氧化应激和重金属诱导损伤。
◆ Caucanas报道了圣彼得草细胞对表皮渗透性屏障修复动力学的促进作用。
◆ Lequeux等人的研究结果表明，圣彼得草细胞干细胞提取物对表皮细胞增殖和成熟/分化均有刺激作用。
◆ 而新橙皮苷和柚皮苷，是柑橘橙干细胞提取物。从橙子干细胞中提取的CitrustemTM具有抗衰老作用可以促进胶原蛋白等细胞外基质成分的合成生长。一组20名年龄在41岁到55岁之间的妇女，在56天的时间里，每天使用3%的CitrustemTM配方相比与安慰剂配方。在这段时间之后，他们发现皮肤弹性增加了17.5%。
水蒸汽细胞提取物的抗氧化活性
自由基被认为是皮肤衰老过程中最活跃的化学物质。它们破坏DNA并导致脱氢、羟基化和蛋白质糖化，自由基还会破坏角质层中的脂质。因此，皮肤组织失去了调节经皮水分流失(transepidermal water loss, TEWL)的弹性和能力，细胞复制效率降低。因此，抗氧化剂是抗衰老化妆品的重要成分。
植物干细胞提取物是已知抗氧化化合物的极佳来源，如多酚、酚酸、类黄酮、三萜、类胡萝卜素和肽，这些都具有抗衰老的特性。
酚类化合物的抗氧化活性主要是由于其氧化还原性能较好，在吸附和中和自由基、淬火单线态和三重态氧、分解过氧化物等方面发挥重要作用。
对于类黄酮，抗氧化活性取决于它们的结构。黄酮类化合物(黄酮类糖苷)的构型、取代基、羟基数目和糖基总个数都起重要作用。
抗氧化活性的几种机制如：
1、自由基清除；
2、通过抑制酶或螯合参与自由基生成的金属离子(铁、铜等)、抑制活性氧(活性氧种)的生成；
3、抗氧化防御的保护，在文献中均有描述。
羟基基团结构是最重要的清除活性氧ROS和活性氮RNS的因素，因为这种结构可以提供羟基氢和一个电子给过氧化氢和过氧化硝基，使之稳定，并自身生成稳定的黄酮类自由基。
N. Goutzourelas等研究了葡萄茎提取物中酚类化合物对内皮细胞和肌肉细胞的抗氧化作用。他们发现葡萄茎提取物的多酚成分影响其抗氧化能力。低浓度葡萄茎提取物处理可改善内皮细胞和肌肉细胞氧化还原状态。
在此基础上，研究人员认为反式白藜芦醇、没食子酸、(+)儿茶素、阿魏酸、咖啡酸、槲皮素、香豆素、山奈酚等对葡萄茎提取物的抗氧化活性具有重要作用。达维（Buddleja Davidii）根干细胞培养的抗氧化性能与苯丙糖苷的含量有关，如毛蕊花甙、异毛蕊花甙、leucotoside A、martinoside等。
另一个富含苯丙化合物，尤其是异盖皂苷的来源是丁香叶细胞培养提取物。
Tito等人在的报道中指出，番茄茎提取物是番茄果实中酚酸和类黄酮的丰富来源。他们发现，番茄细胞提取物中芦丁、香豆素、原儿茶酸和绿原酸的含量高于番茄果实，番茄细胞提取物的总抗氧化能力高于番茄果实提取物。
树莓干细胞提取物的高抗氧化活性被Barbulova研究，在分析的多酚组分中，阿魏酸和槲皮苷含量最高。
Bazylak和Gryn的研究证实了几种植物干细胞提取物的抗氧化活性。对纸桑、葡萄、木兰、绿茶、白参、水培人参的总酚含量和清除DPPH自由基的能力进行了研究。研究的提取物均具有较高的抗氧化活性，其中绿茶干细胞提取物和白参提取物的抗氧化活性最强。
超强抗氧化——N6-呋喃甲基腺嘌呤
（激动素/细胞分裂素）
植物干细胞提取物具有抗衰老特性的最重要的成分之一是激动素(图1)，这是一种促进植物生长的细胞因子激素。它是核酸的嘌呤碱和腺嘌呤衍生物之一。1955年，第一次从鲱鱼精子中分离出激动素。1996年，在从人体细胞新鲜提取的DNA、植物细胞提取物和人类尿液中发现了它。激动素存在于许多植物的干细胞中，如澳大利亚松树(木麻黄属)或姜属(马提尼马提尼属)]。在柠檬和覆盆子的干细胞中也发现了高浓度的激动素。
▲（图1）细胞分裂素的结构式
激动素被认为是一种强大的天然抗氧化剂，可以保护蛋白质和核酸免受氧化和糖化损伤。这种化合物能使细胞清除多余的自由基以保护它们免受氧化应激的影响。它有两种工作原理：它可以诱导再生酶的合成，这种酶可以从DNA链中去除修饰的碱基，并提供对自由基和氧化应激的保护；产生复杂的化合物与铜(II)离子，激活超氧化物歧化酶和机体的抗氧化作用的酶屏障。激动素通过抑制8-oxo-dG的产生来保护细胞DNA， 8-oxo-dG是遗传物质损伤的氧化标志物，是Fenton反应的结果。
这种天然生长因子是刺激皮肤干细胞的精确“工具”。研究表明，它改善了表皮棘层的屏障功能；激活角质细胞；降低表皮水分流失，改善色素沉着；减少表面皱纹。
根据文献，上述细胞因子可以延缓植物叶片细胞和体外培养的人体细胞的衰老过程。激动素对皮肤内皮细胞的抗衰老效果也得到证实。细胞因子具有激活的细胞增殖，抑制内皮细胞衰老,刺激其增殖和代谢特性。
总 结
干细胞的话题已成为近年来流行话题，特别是在化妆品行业。从植物中提取获得干细胞的许多活性物质，如多酚、酚酸、三萜、黄酮、类胡萝卜素、脂肪酸、糖和肽等均具有抗衰老的功效。它们能延长成纤维细胞的寿命，刺激其再生活力。根据研究，衰老过程的最强有力的抑制剂之一是细胞激动素在柑橘类水果和树莓中发现高浓度的激动素。
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作者 | 言雨潇
编辑 | 小朱同学
图源 | 网络
