靶點(diǎn)研究 - 皮膚屏障功能修復(fù)因子
Skin Barrier
在前幾期內(nèi)容中我們介紹了表皮屏障的重要性。表皮層從上往下依次分為:角質(zhì)層、透明層、顆粒層、有棘層和基底層,其中角質(zhì)層作為跟環(huán)境接觸的第一道防線,起著關(guān)鍵性的屏障作用,我們常說(shuō)的“磚-灰結(jié)構(gòu)”就位于角質(zhì)層。本期我們接著來(lái)聊聊角質(zhì)層,看看我們常說(shuō)的皮膚屏障相關(guān)蛋白到底有哪些,并且在其中起什么作用。
01
表皮物理屏障
皮膚一切問(wèn)題的出現(xiàn)都源于皮膚屏障。廣義上的皮膚屏障涵蓋的方面較多,而我們常說(shuō)的屏障主要指的是表皮層,尤其是角質(zhì)層的物理屏障結(jié)構(gòu)。從細(xì)胞分化和組織形成的角度來(lái)看,皮膚的物理屏障功能不僅依賴(lài)于角質(zhì)層,而且依賴(lài)于表皮活細(xì)胞結(jié)構(gòu)。從行使功能的角度講,皮膚物理屏障不僅與細(xì)胞以及細(xì)胞間脂質(zhì)密切相關(guān),還與蛋白質(zhì)、水、無(wú)機(jī)鹽及其他代謝物有關(guān),這些成分的異常都會(huì)影響皮膚的屏障功能。
皮膚表皮的最外層是角質(zhì)層,由數(shù)層扁平、相互交織的“磚塊”角質(zhì)細(xì)胞以及細(xì)胞間像“灰-漿”一樣的脂質(zhì)構(gòu)成,脂質(zhì)將角質(zhì)細(xì)胞緊密地相互連接在一起,使皮膚屏障正常,保證既不丟失水分,又不受外界侵犯。同時(shí)覆蓋在這層磚墻結(jié)構(gòu)之外還有一層皮脂膜,和“磚-灰”結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成了皮膚的物理性屏障[1]。
而一旦結(jié)構(gòu)成分或比例發(fā)生改變,角質(zhì)細(xì)胞受損,角質(zhì)層屏障功能必將受損。皮膚屏障一旦受損,各種各樣的皮膚問(wèn)題都會(huì)隨之而來(lái)。生活中除了避免外界刺激物破壞屏障外,更多的是要做好護(hù)膚,首先從護(hù)理、修復(fù)皮膚屏障做起。
02
角質(zhì)層的“磚-灰”結(jié)構(gòu)的構(gòu)成
角質(zhì)層為表皮的最外層,是肌膚最重要的保護(hù)屏障。
角質(zhì)層細(xì)胞的細(xì)胞膜厚而堅(jiān)固,細(xì)胞內(nèi)充滿密集平行的角蛋白絲,這些細(xì)胞上下重疊,鑲嵌排列組成板狀層結(jié)構(gòu),非常堅(jiān)韌,構(gòu)成人體的天然保護(hù)層,能夠阻擋異物和病菌侵入,對(duì)多種物理和化學(xué)性刺激具有很強(qiáng)的耐受力,并能防止體內(nèi)組織液向外流失。
早在1983年P(guān)eter M. Elias教授就提出了角質(zhì)層的“磚-灰”結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō),“磚”結(jié)構(gòu)主要由角質(zhì)層細(xì)胞及胞內(nèi)蛋白膜套構(gòu)成,“灰”結(jié)構(gòu)主要由脂質(zhì)胞封構(gòu)成(含神經(jīng)酰胺,膽固醇,脂肪酸),“磚-灰”結(jié)構(gòu)的本質(zhì)是角質(zhì)套膜,即角質(zhì)層蛋白膜套與脂質(zhì)包膜的交聯(lián),它是角質(zhì)層發(fā)揮滲透屏障作用的基礎(chǔ)[2-3]。其中蛋白膜套是皮膚物理屏障的基礎(chǔ),它是由角質(zhì)細(xì)胞的跨膜蛋白及膜內(nèi)蛋白(兜甲蛋白LOR,絲聚合蛋白FLG等)在轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶(TGM1)的作用下互相交聯(lián)形成的。
角質(zhì)層中蛋白膜套構(gòu)成
注*:轉(zhuǎn)谷酰氨酶 1(TGM1),它編碼與膜相連的鈣依賴(lài)性硫醇酶,具有轉(zhuǎn)移氨基酸到蛋白質(zhì)的谷氨酸殘基上形成異肽鍵的能力,參與角質(zhì)蛋白膜套過(guò)程中ε-(γ谷氨酰)賴(lài)氨酸交聯(lián)的形成,是角質(zhì)形成細(xì)胞終末分化組成蛋白膜套的關(guān)鍵步驟,是皮膚屏障功能的物質(zhì)基礎(chǔ)[4]。
03
FLG、LOR是維持屏障功能的關(guān)鍵因子
首先健康的皮膚屏障一定是角質(zhì)細(xì)胞連接緊密,能夠在四季變化的外界環(huán)境中保持皮膚水分,抵御外界異物入侵,并且看起來(lái)水潤(rùn)細(xì)膩。
皮膚屏障的形成依賴(lài)角質(zhì)形成細(xì)胞的正常分化,分化層中角質(zhì)層和顆粒層起到關(guān)鍵作用,在正常的情況下,角質(zhì)形成細(xì)胞成熟脫水,形成角質(zhì)層細(xì)胞;絲聚蛋白(FLG)分解,形成天然保濕因子(NMF);在顆粒層中板層小體釋放,形成細(xì)胞間脂質(zhì),填充細(xì)胞間隙,顆粒層中角質(zhì)形成細(xì)胞處于分化晚期,表達(dá)絲聚蛋白(FLG)和兜甲蛋白(Loricrin )等;板層小體形成,并逐漸與細(xì)胞膜融合,由此可見(jiàn),要想保護(hù)皮膚屏障,就要讓角質(zhì)形成細(xì)胞正常分化,維持角質(zhì)形成細(xì)胞正常分化的關(guān)鍵因子是絲聚蛋白(FLG)、兜甲蛋白(Loricrin)和天然保濕因子(NMF)。
簡(jiǎn)而言之,這兩個(gè)蛋白對(duì)健康皮膚屏障的形成具有重要作用。兜甲蛋白相當(dāng)于角質(zhì)細(xì)胞的鎧甲,令角質(zhì)細(xì)胞更結(jié)實(shí),而絲聚蛋白則撐起了角質(zhì)細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu),在降解后,又是天然保濕因子(NMF)的主要來(lái)源。
絲聚蛋白FLG
絲聚蛋白是存在于人表皮角質(zhì)形成細(xì)胞( KC) 內(nèi)的一種易溶于水的酸/中性蛋白,等電點(diǎn)介于5.18-7.14,易溶于水,分子量大小約為37000D,是構(gòu)成真核細(xì)胞骨架細(xì)胞細(xì)絲間的基質(zhì)蛋白,參與KC 終末分化時(shí)細(xì)胞間交叉聯(lián)結(jié)膜的形成。
絲聚蛋白的前體是絲聚蛋白(Profilaggrin 絲聚蛋白原) ,后者不溶于水,在表皮顆粒層細(xì)胞內(nèi)合成后參與形成透明角質(zhì)顆粒。當(dāng)細(xì)胞從顆粒層到角質(zhì)層后,Profilaggrin迅速去磷酸化成為可溶性的Filaggrin。半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶-14 (Caspase-14 )是調(diào)節(jié)Profilaggrin去磷酸化成為Filaggrin的關(guān)鍵酶。Filaggrin存在于角質(zhì)層內(nèi),其前體Profilaggrin存在于顆粒層,當(dāng)細(xì)胞從顆粒層到達(dá)角質(zhì)層后,Profilaggrin被Caspase-14 迅速去磷酸化成為Filaggrin,進(jìn)而水解成各種天然保濕因子,保持角質(zhì)層含水量,參與皮膚水合作用,在保濕、屏障完整性方面發(fā)揮重要的作用[5]。
兜甲蛋白Loricrin
參與皮膚屏障形成的還有一個(gè)很重要的成分兜甲蛋白(Loricrin),它是角質(zhì)胞封的主要成分,約占角質(zhì)胞封蛋白總量的80%,主要存在于表皮顆粒層,對(duì)表皮的屏障功能起重要作用。該基因的表達(dá)調(diào)控受多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子之間復(fù)雜的相互作用共同調(diào)控。兜甲蛋白基因突變可導(dǎo)致兜甲蛋白角皮癥,突變體兜甲蛋白發(fā)生核易位干擾了角質(zhì)形成細(xì)胞的終末分化,從而引起相應(yīng)臨床表型[6]。
Loricrin的功能主要有:(1)加固角質(zhì)胞封,增強(qiáng)滲透屏障;(2)Loricrin與中間纖維絲相互作用,增加角質(zhì)胞封結(jié)構(gòu)的靈活性。
04
ZPC?Collagen045S 六肽-9
綜上可知,絲聚蛋白FLG和兜甲蛋白Loricrin對(duì)于維持皮膚屏障具有重要作用。那么,我們有沒(méi)有一款專(zhuān)門(mén)針對(duì)這兩個(gè)蛋白表達(dá)的原料呢?答案當(dāng)然是有的,ZPC?Collagen045S 六肽-9就是為它們量身定制的多肽原料。
六肽-9是一種新型的小分子合成六元多肽,由兩個(gè)Gly-Pro-Gln序列組成,具有和人體膠原蛋白IV和XVII相同的序列。六肽-9可以綁定在成纖維細(xì)胞上引發(fā)細(xì)胞間質(zhì)分子的合成,為皮膚提供強(qiáng)烈的再生信號(hào),此信號(hào)與細(xì)胞間質(zhì)重建發(fā)出的信號(hào)類(lèi)似,具有促進(jìn)傷口愈合、分化、皮膚再生和組織重建的作用。
分子結(jié)構(gòu)
通過(guò)體外功效試驗(yàn),研究了ZPC?Collagen045S 六肽-9的屏障修護(hù)功效?;谑榛蛩徕c(SLS)的刺激,建立3D表皮皮膚損傷模型,用1% ZPC?Collagen045S檢測(cè)絲聚蛋白FLG和兜甲蛋白Loricrin的含量,結(jié)果顯示,與NC組相比,ZPC?Collagen045S在1%(v/v)濃度下的FLG和LOR含量都有顯著性提升。
FLG免疫熒光
促進(jìn)FLG含量顯著上升高達(dá)91.41%
LOR 免疫熒光
促進(jìn)LOR含量顯著上升高達(dá)73.27%
因此,ZPC?Collagen045S 六肽-9可以通過(guò)促進(jìn)絲聚蛋白FLG和兜甲蛋白Loricrin的基因表達(dá),從而增強(qiáng)皮膚屏障結(jié)構(gòu),提高皮膚韌性。
小結(jié)
皮膚屏障功能在維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定、抵御外環(huán)境的有害因素方面具有重要的意義。皮膚屏障結(jié)構(gòu)的異常、功能受損與絲聚蛋白(FLG)、兜甲蛋白Loricrin等靶點(diǎn)密切相關(guān)。深入研究屏障功能的相關(guān)靶點(diǎn),可以為皮膚屏障發(fā)病機(jī)制提供新的思路和理論基礎(chǔ)。
05
湃肽 高技術(shù)壁壘的多肽合成研發(fā)平臺(tái)
浙江湃肽生物股份有限公司成立于2015年,是一家具有央企背景,以“醫(yī)藥多肽”產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)為主的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè),也是唯一一家國(guó)家級(jí)“專(zhuān)精特新”小巨人多肽生產(chǎn)企業(yè),設(shè)有浙江省博士后工作站和院士專(zhuān)家工作站,擁有全球領(lǐng)先的全固相合成多肽開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)工藝,多肽相關(guān)發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利38項(xiàng),是目前國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)提供多肽產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模較大,品種較全,科技含量較高的企業(yè)。
目前公司一期占地12.6畝,二期57.72畝,二期建成后將具備年產(chǎn)多肽原料1200KG 的生產(chǎn)能力,三期工程占地610畝,計(jì)劃年內(nèi)開(kāi)工建設(shè),將建成中國(guó)多肽產(chǎn)業(yè)園和多肽中央研究院,并通過(guò)不斷引進(jìn)高層次人才、完善研發(fā)平臺(tái)、布局前瞻性技術(shù)等方式,提高企業(yè)整體核心競(jìng)爭(zhēng)力,努力成為多肽行業(yè)方向標(biāo)。
前沿的成分,獨(dú)特的工藝,讓湃肽始終走在功效護(hù)膚市場(chǎng)的前端。作為國(guó)內(nèi)創(chuàng)新多肽的領(lǐng)先企業(yè),湃肽將繼續(xù)專(zhuān)注大健康美領(lǐng)域,以科技發(fā)展為重點(diǎn),致力于美容多肽的研發(fā)與深耕,為廣大消費(fèi)者的不同皮膚問(wèn)題提供針對(duì)性的解決方案。未來(lái)隨著護(hù)膚市場(chǎng)的發(fā)展,湃肽也會(huì)緊隨步伐,越走越遠(yuǎn)!
參考文獻(xiàn):
[1] Stefanie Eyerich, Kilian Eyerich, Claudia Traidl-Hoffmann, Tilo Biedermann.Cutaneous Barriers and Skin Immunity: Differentiating A Connected Network[J].Trends in Immunology 2018 Apr,39(4):315-327.
[2] Peter M. Elias. Epidermal lipids, barrier function and desquamation[J].Journal of Investigative Dermatology 1983 Jun,80(1 Suppl):44s-9s.
[3] Eleonora Candi, Rainer Schmidt, Gerry Melino.The Cornified Envelope A Model of Cell Death in the Skin[J].Nat Rev Mol Cell Biol 2005 Apr;6(4):328-40.
[4]張三泉, 高歆婧, 丘文苑,等. TGM1基因表達(dá)沉默對(duì)角質(zhì)形成細(xì)胞分化及角質(zhì)化包膜形成相關(guān)蛋白表達(dá)的影響[J]. 中國(guó)皮膚性病學(xué)雜志, 2016, 030(002):123-127.
[5]馬捷,張學(xué)軍.絲聚蛋白的功能及其代謝(Filaggrin)[J].中國(guó)皮膚性病學(xué)雜志. 2018,32(09).
[6]Nithya, S., Radhika, T. & Jeddy, N. Loricrin - an overview[J].J Oral Maxillofac Pathol 2015 Jan-Apr,19(1):64-8.
掃碼關(guān)注我們
解鎖更多資訊