透明质酸在皮肤晒后修复方面的研究进展

郭芳钰，韩婷婷，陈玉荣，王晓梅，王晓娜，杨素珍

（山东福瑞达生物股份有限公司，山东 济南 250101）

近年，由于紫外线（UV）辐射不断增加，UV导致的皮肤光损伤，如晒伤、晒黑、多形性光疹甚至皮肤癌[1]等各种皮肤疾病的发病率也逐渐增加。日光照射中的UV可分为3个波段：短波紫外线（UVC）、中波紫外线（UVB）和长波紫外线（UVA），波长分别为200～280，280～320和320～400 nm。其中波长290～400 nm的紫外线会引起皮肤损伤，且由UV引起的皮肤红斑数以照射剂量依赖性的方式增加[2]。UV照射能诱导产生活性氧自由基（ROS），并促进产生细胞炎症因子，如核因子（NF-κB）、肿瘤坏死因子（TNF-α）、白细胞介素因子（IL）等[3-6]。

透明质酸（HA）是普遍存在于生物皮肤和肌肉骨骼组织细胞间基质中的一种无种族特异性的酸性黏多糖[7]，具有优异的保水作用，同时又有良好的透皮吸收性能。在机体内有润滑关节，调节血管壁的通透性，促进创伤愈合等多种重要的生理功能[8-11]。本文将对HA在皮肤晒后修复方面清除活性氧自由基、抑制脂质过氧化、抗炎、抗细胞凋亡、对痤疮的修复、加强皮肤屏障功能和抗光老化等研究进展进行初步分析。

1 HA对ROS的作用

UV照射会使皮肤角质形成细胞产生ROS，其主要分为超氧阴离子自由基（O2•-）和羟自由基（•OH）。ROS过量能破坏皮肤角质细胞中组分，如脂质体、蛋白质和脱氧核糖核酸[12-13]。Hiramoto等[14]研究发现，小鼠暴露于UVB辐射中，能导致小鼠体内ROS含量增加，并诱发炎症。

1.1 HA清除超氧阴离子自由基的作用

超氧阴离子自由基是能与生物大分子发生反应并引起组织破坏的自由基前体[12]，在ROS的形成过程中有重要作用。柯春林等[15]研究HA清除超氧阴离子自由基的能力，结果表明，低分子量透明质酸（LMWHA）对超氧阴离子自由基的清除活性与其浓度呈正相关，有剂量依赖性关系，浓度为1250 μg/ml时，清除率是87.12 %。

1.2 HA清除羟自由基的作用

羟自由基及其衍生物是破坏性较强的ROS，能显著破坏皮肤角质细胞中的生物大分子。李密等[16]发现，HA质量浓度在1～5 mg/ml时，其清除羟自由基的能力呈剂量依赖性关系。柯春林等[15]研究发现，在69～1110 μg/ml浓度范围内，LMWHA清除羟自由基的活性明显高于HA；浓度1110 μg/ml时，LMWHA和HA对羟自由基的清除率分别是91.711 %和79.536 %。

2 HA抗脂质过氧化作用

皮肤角质细胞膜上的脂质能维持细胞正常结构，并能调控细胞功能，同时角质细胞间脂质缺失会导致皮肤屏障损伤。UV照射可一定程度干扰角质细胞的信号传导过程，导致产生ROS，从而攻击并诱导角质细胞的细胞膜及其脂质发生过氧化[12]。脂质过氧化终端产物如过氧化氢脂质能直接或间接地破坏细胞中的DNA分子。Sivaranjani等[17]研究表明，特应性皮炎患者静脉血中丙二醛水平高于健康对照组受试者，脂质过氧化是特应性皮炎发病的主要因素。

柯春林等[15]评估HA在卵黄脂质过氧化系统中的抗氧化作用，其中HA显著抑制了脂质过氧化，并具有浓度依赖关系。浓度1110 μg/ml时，HA对脂质过氧化的抑制率为83.81 %。Ke等[18]对比了不同分子量HA与维生素C（VC）对FeSO4引起的卵黄脂质过氧化作用的抑制，其中实验采用的LMWHA-1和LMWHA-2的分子量分别为1.45×105Da和4.52×104Da，在70～1100 μg/ml浓度范围内，LMWHA-1和LMWHA-2的脂质过氧化抑制率分别为92.86 %和85.11 %，其中LMWHA-1的脂质过氧化抑制率高于VC。Vereyken等[19]研究发现LMWHA和HA均有较高脂质过氧化抑制率，且降解后得到的LMWHA对脂质过氧化抑制作用相较于降解前有所加强，其机制可能是LMWHA与膜的相互作用的结果。

3 HA的抗炎作用

表皮中的角质形成细胞暴露于UV辐射中，会产生过量NF-κB和白细胞介素因子（interleukin-1β、interleukin-6、interleukin-8，IL-1β、IL-6、IL-8）等诱导炎症的细胞因子，从分子层面多环节诱导产生皮肤炎症[13]。研究发现，HA能抑制因UV辐射而产生的炎症细胞因子的表达。

3.1 HA对NF-κB的抑制作用

Arne等[20]研究了HA抑制糖化终产物诱导的NF-κB表达效果，通过分析NF-κB调节的促炎细胞因子mRNA的表达水平，进一步研究了高分子量透明质酸（HMWHA）干扰高级糖基化产物（AGE）诱导NF-κB传导的效果。反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）检测发现，添加HMWHA能抑制AGE诱导的促炎细胞因子表达增加，对NF-κB有抑制作用。

3.2 HA对IL-1β的抑制作用

研究发现，HMWHA能抑制IL-1β。Kataoka等[21]蛋白质印迹法分析表明，HMWHA能抑制IL-1β对P38丝裂原活化蛋白激酶（P38 MAPK）和c-Jun氨基末端激酶（JNK）的刺激；此外，P38 MAPK和JNK作为化学抑制剂也下调了IL-1β诱导的ADAMTS4 mRNA表达，从而抑制ADAMTS4介导的炎症。Larissa等[22]研究了不同分子量HA对IL-1β生成的影响，用人重组干扰素γ刺激单核细胞衍生的巨噬细胞，其中仅分子量为4.77 kDa的HA作用后能观察到IL-1β的含量显著降低；在脂多糖刺激的单核细胞衍生的巨噬细胞中，LMWHA不会增加IL-1β水平，HMWHA能显著降低IL-1β水平。

3.3 HA对IL-6和IL-8的抑制作用

Antonietta等[23]评估了高低分子量HA在转录、蛋白生成以及细胞水平上NF-κB、IL-6和IL-8的抗炎作用，结果表明，高低分子量HA均能在细胞模型中在转录水平上减少IL-6和IL-8表达。

4 HA对细胞凋亡的作用

人角质形成细胞（HaCaT）在长期受到UV辐射后产生的ROS会调节凋亡相关基因破坏角质形成细胞DNA；破坏细胞中抗氧化酶活性；破坏生物膜导致角质形成细胞凋亡[24]。张丽宏等[25]发现，UVB照射剂量为30 mJ/cm2且长期照射时，可导致HaCaT细胞内各种生物代谢功能损伤，从而发生细胞凋亡和坏死。目前，HA对由UV照射所引起的皮肤细胞凋亡的抑制效果也有了一定的研究进展。

Manuela等[26]用50和100 mmol/L两种浓度的乙醇分别处理人A431表皮细胞和小鼠成纤维细胞24 h，用3种浓度水平（2 %，4 %和8 %）的HA处理A431表皮细胞和小鼠成纤维细胞，研究其对细胞凋亡的效果。结果表明，乙醇可通过增强肿瘤坏死因子α（TNF-α）的作用诱导皮肤细胞凋亡，经乙醇溶液处理的细胞细胞凋亡明显增加，而2 %和4 %浓度的HA均可显著降低人A431表皮样皮肤细胞和小鼠成纤维细胞中的TNF-α，从而缓解表皮细胞凋亡。Mao等[27]将HA加入到壳聚糖和明胶体系中，评估L929人成纤维细胞凋亡情况，结果表明，含有HMWHA的壳聚糖-明胶混合物可通过细胞膜抑制细胞凋亡，其可通过细胞上的CD44配体诱导反应性位点与细胞黏附因子相互作用降低细胞凋亡百分比。因此，HA具有良好的抵抗UV照射引发皮肤细胞凋亡的作用。

5 HA对紫外线引起的痤疮的作用

UV照射是玫瑰痤疮发病机制中重要的因素，司红丽等[28]研究玫瑰痤疮与UV最小红斑量，研究样本的全部玫瑰痤疮患者在日晒条件下均加重病情。汪勤[29]研究HA敷料联合CO2点阵激光治疗痤疮凹陷性瘢痕，结果表明，HA可通过促进胶原蛋白的表达，从而加快创面修复，可显著改善痤疮凹陷性瘢痕症状。何春峰等[30]通过射频治疗仪导入HA修护生物膜对I、II型玫瑰痤疮治疗，治疗组在第3和6周后治疗有效率分别为53.84 %，76.92 %，对照组治疗有效率分别为29.73 %，54.05 %，差异具有统计学意义。林双娇等[31]通过窄谱强脉冲光联合HA修护贴敷料治疗I、II型玫瑰痤疮，结果显示，治疗后6周后，治疗组和对照组的治疗有效率分别是77.5 %和57.9 %，两组有效率差异具有统计学意义。以上结果表明，痤疮治疗搭配HA效果明显，HA具有良好的修护痤疮的效果。

6 HA对紫外线引起的受损皮肤屏障的作用

UV照射可导致皮肤经表皮失水（TEWL，transepidermal waterloss）增加和角质层脂质含量改变而破坏皮肤屏障功能[32]。并且最小红斑量UVB照射能显著抑制角质形成细胞中天然保湿因子的代谢，降低角质层的含水量，从而使皮肤屏障功能受损[33]。

目前，TEWL值是判断皮肤屏障功能的指标，TEWL值增加，皮肤易干燥、脱屑、敏感，造成皮肤屏障受损。李江辉[34]研究HA修护生物膜对儿童特应性皮炎皮肤屏障功能的影响，结果表明，经治疗后观察组皮脂含量、角质层含水量显著低于对照组，且两组患儿TEWL值显著低于治疗前。马瑛等[35]研究了HA喷雾在面部激光术后患者皮肤中应用的TEWL值变化，对照组和观察组在使用HA喷雾术后14天后，相较术后第1天，TEWL值显著下降。徐良恒等[36]研究了HA对激光术后小鼠皮肤屏障损伤的修复效果，基质+胶原蛋白组与基质+HA组在7天后TEWL值较基质组与阴性对照高，且两组间差异无统计学意义；21天后各组与造模前比较，TEWL值差异无统计学意义。

综上，HA能显著改善皮肤角质层含水量，且TEWL值显著降低，表明HA能够有效地改善皮肤屏障功能。

7 HA对紫外线引起的光老化的作用

UV照射会导致表皮角质细胞基质金属蛋白酶（MMP，matrix metalloproteinase）含量增加，从而导致胶原蛋白和弹性蛋白发生断裂，引发皮肤老化[37]。研究表明，HA对由UV照射引发的MMPs含量增高有一定的改善作用。李翊雯[38]对HA改善UV辐射后大鼠皮肤光老化的症状进行研究，将大鼠分为空白对照组、UV照射模型组及HA组，UV照射组采用31 mJ/cm2为最小红斑量，每周照射5次，第10周停止UV照射，并在每次照射前将HA涂抹在HA组大鼠背部受试部位。结果表明，HA组皮肤弹性显著高于UV照射组，HA组MMP-1也显著低于UV照射组，确定了HA对MMP-1的表达具有抑制作用，进而具有抗UV光老化的效果。

8 结语

随着化妆品行业的飞速发展及消费者对于皮肤健康意识的提高，HA作为化妆品中的重要功能性原料，其多种功能活性不断被开发和应用。其中HA对UV照射引起的一些皮肤问题，如皮肤炎症、脂质过氧化及细胞凋亡等有显著的改善作用。但HA在一定程度上也能引发炎症，关于这方面的研究还不够深入，所以HA在特定使用条件下的副作用的机制仍值得探讨。此外，HA通过自身降解清除ROS达到抗氧化作用的机制尚未清晰，关于这方面的具体机制值得关注。对于这些机制的深入探索将为今后HA皮肤晒后修复相关产品的开发提供更多的理论依据及研究方向。