從魚腸到化妝臺，海洋細菌產(chǎn)物或?qū)⒁I(lǐng)護膚抗皺新潮流

你或許用過蝸牛黏液制成的護膚品，這種成分以其保濕和抗氧化功效而受到美容市場的青睞。但最近，科學(xué)家們可能發(fā)現(xiàn)了一個更意想不到的護膚新星——來自魚腸道的細菌分泌物！這是美國化學(xué)學(xué)會2024年9月5日帶來的新消息。雖然乍一聽讓人覺得難以置信，但科學(xué)研究正一步步揭開這些“神秘分子”的面紗，它們或許會成為未來護膚品中的重要成分。

我們知道，隨著女性對護膚和美容的需求日益增加，化妝品行業(yè)不斷尋找新的活性成分以滿足市場需求?？顾ダ虾兔腊资亲o膚品的兩大核心功能，但現(xiàn)有成分在安全性和功效上存在一定的局限性?，F(xiàn)有的許多護膚品成分，比如蝸牛黏液，雖然有保濕、抗氧化特性，但在特性和效果上已經(jīng)趨于飽和，市場對新的成分的需求日益強烈。因此，尋找具有新特性和高效性能的成分成為了研究和開發(fā)的重點。

尋找護膚品原料，魚的腸道，雖然絕非傳統(tǒng)之地，但這并非毫無依據(jù)。實際上，許多重要的藥物都來自出人意料的地方，例如青霉素的抗菌特性，正是來源于弗萊明的一次實驗中被霉菌污染的培養(yǎng)皿。

圖源：Kim, Jonghwan, et al.(2024)

近年來，科學(xué)家們從海底沉積物中的微生物中發(fā)現(xiàn)了治療腦癌的候選藥物——Marizomib。同樣，生活在西太平洋的真鯛和黑棘鯛腸道中的微生物，也可能成為新型護膚原料的寶藏。

真鯛，是一種常見的食用魚，屬于鯛科；而黑棘鯛，又稱黑鯛，是一種常見的沿海魚類，因其肉質(zhì)鮮美、營養(yǎng)豐富而廣受人們喜愛。它們都是具有較高經(jīng)濟價值的魚種。

韓國科學(xué)家李孝宗（Hyo-Jong Lee）和金忠燮（Chung Sub Kim）團隊對這些魚的腸道微生物進行了深入研究。他們發(fā)現(xiàn)，雖然這些微生物早在1992年、2016年就已被分離出來，但對于它們產(chǎn)生的代謝物及其功效卻鮮有研究。于是，他們著手探究，看看這些代謝物是否具有美容功效。

研究人員首先鑒定了鯛魚和黑棘鯛腸道細菌產(chǎn)生的22種分子，然后評估了這些分子在實驗室培養(yǎng)的小鼠細胞中抑制酪氨酸酶和膠原酶的能力。（酪氨酸酶是黑色素生成的關(guān)鍵酶，黑色素沉積會導(dǎo)致皮膚老化出現(xiàn)斑點；膠原酶會分解膠原蛋白，導(dǎo)致皮膚松弛產(chǎn)生皺紋。）

目前雖然該研究是聚焦兩種鯛魚，但實際上深海生物中存在太多的人類未知，是巨大的生物資源寶庫。上圖為納斯卡海脊高海域和海底山探險時發(fā)現(xiàn)的一種魚。當時，ROV SuBastian首先下潛至約3000米深處。在接下來的16小時內(nèi)，ROV沿著一座位于無名海底山“T11”北部的海脊向上攀升，最終目標深度約為2000米。圖源：Schmidt Ocean（圖文無關(guān)）令人振奮的是，這個研究發(fā)現(xiàn)，鯛魚腸道細菌產(chǎn)生的三種分子在抑制這兩種酶的活性方面表現(xiàn)最佳，且不會損傷細胞。這表明，它們具有成為抗皺紋和美白護膚品成分的潛力。

據(jù)介紹，這項研究得到了韓國海洋水產(chǎn)部海洋生物技術(shù)計劃、韓國國立研究基金會、中小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)部技術(shù)開發(fā)計劃、成均館大學(xué)以及韓國教育部BK21 FOUR項目的資助。

科學(xué)家們正是懷著這種好奇心和探索精神，不斷推動著科學(xué)的進步，為人們帶來更美好的生活。目前，科學(xué)家們?nèi)栽诓粩嗵剿鬟@些魚腸道細菌分泌物的特性，期待未來能將它們轉(zhuǎn)化為安全有效的護膚品成分。雖然目前此類產(chǎn)品尚未上市，但這項研究為護膚品原料的開發(fā)開辟了新的方向。

海濕·小百科
01Ruegeria atlantica

Ruegeria atlantica是一種從海洋魚類的腸道中分離出的細菌，屬于海洋微生物群體。最初發(fā)現(xiàn)于真鯛*（Pagrus major）的腸道內(nèi)，這種細菌的代謝產(chǎn)物被認為具有潛在的藥用和化妝品應(yīng)用價值。研究發(fā)現(xiàn)，該菌株產(chǎn)生的化合物在抑制皮膚中膠原酶和酪氨酸酶的活性方面表現(xiàn)出顯著的活性，因此有望成為未來抗衰老和美白護膚產(chǎn)品的關(guān)鍵成分。**02Pseudoalteromonas neustonica**
Pseudoalteromonas neustonica是一種從黑頭鯛（Acanthopagrus schlegelii）腸道中分離出的海洋細菌。這種細菌在海洋生態(tài)系統(tǒng)中扮演重要角色，其代謝產(chǎn)物具有潛在的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用價值。研究表明，它產(chǎn)生的化合物在抑制皮膚中的酪氨酸酶活性方面表現(xiàn)出一定的活性，這使其成為未來可能用于皮膚護理產(chǎn)品中的潛在成分。
**03*天然產(chǎn)物藥物開發(fā)**
天然產(chǎn)物藥物開發(fā)，是從自然界中提取或合成的物質(zhì)中尋找和研制新藥的過程。這些天然產(chǎn)物，包括植物、動物和微生物來源的化合物，常具備復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)和顯著的生物活性。開發(fā)過程比較復(fù)雜，一般首先涉及從這些天然來源中提取化合物，并通過篩選找到具有潛在藥效的物質(zhì)。接下來，通過核磁共振（NMR）和質(zhì)譜（MS）等技術(shù)手段，來確定其化學(xué)結(jié)構(gòu)，并在體外和體內(nèi)測試其生物活性?；谶@些初步數(shù)據(jù)，對化合物進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以提高藥效和安全性。最終，經(jīng)過充分的前期研究，藥物進入臨床試驗階段，評估其在人體中的安全性和有效性。天然產(chǎn)物藥物開發(fā)憑借其化學(xué)多樣性和生物活性，仍然是新藥研發(fā)的重要來源。

04****環(huán)（l-脯氨酸-d-亮氨酸）
環(huán)（l-脯氨酸-d-亮氨酸）（Cyclo(l-Pro-d-Leu)）是一種由氨基酸脯氨酸（Pro）和亮氨酸（Leu）通過環(huán)化反應(yīng)形成的環(huán)狀二肽。是一種可能的化妝品功能性成分。在這項研究中，環(huán)（l-脯氨酸-d-亮氨酸）被發(fā)現(xiàn)具有顯著的膠原酶抑制活性，即能夠抑制膠原酶的活性，從而有助于減少皮膚中的膠原蛋白降解，緩解皺紋的形成。該化合物在實驗中顯示出在加熱（50°C）和紫外光（254和365 nm）下的穩(wěn)定性，并表現(xiàn)出與正對照物質(zhì)表沒酸（EGCG）相當?shù)哪z原酶抑制效果。這表明，環(huán)（l-脯氨酸-d-亮氨酸）具有作為抗衰老護膚成分的潛力。05****海洋細菌代謝產(chǎn)物

海洋細菌，作為地球上最古老、數(shù)量最龐大的生物群體之一，長期適應(yīng)著極端多樣的海洋環(huán)境。為了生存和繁衍，它們進化出了獨特的代謝途徑，產(chǎn)生了一系列結(jié)構(gòu)新穎、功能多樣的次級代謝產(chǎn)物。這些代謝產(chǎn)物，就好比海洋深處隱藏的寶藏，蘊藏著巨大的藥物開發(fā)潛力。

海洋細菌代謝產(chǎn)物是指海洋中微生物（特別是細菌）在其生命過程中產(chǎn)生的各種化學(xué)物質(zhì)。這些代謝產(chǎn)物包括次級代謝物，如抗生素、抗病毒劑、抗真菌劑、抗腫瘤藥物和其他生物活性化合物。這些物質(zhì)不僅幫助細菌在復(fù)雜的海洋環(huán)境中競爭，還具有廣泛的生物醫(yī)藥應(yīng)用潛力。

海洋細菌代謝產(chǎn)物在藥物開發(fā)中尤為重要，因為它們常常展示出獨特的生物活性，能夠用于開發(fā)新型藥物。許多現(xiàn)代藥物，包括抗生素和抗癌藥物，都是從海洋微生物中發(fā)現(xiàn)的。例如，海洋細菌產(chǎn)生的抗生素可以抑制病原體的生長，而一些化合物則被研究用于治療癌癥或其他疾病。此外，海洋細菌代謝產(chǎn)物還可能用于開發(fā)新的護膚品和化妝品，因為它們具有抗氧化、抗衰老等效果。

海洋生物是許多藥物和生物技術(shù)創(chuàng)新的來源。許多海洋生物產(chǎn)物具有獨特的化學(xué)性質(zhì)，能夠用于開發(fā)新藥物。保護海洋生物多樣性可以確保這些寶貴的生物資源不被過度開發(fā)或滅絕，從而為未來的科學(xué)研究和醫(yī)藥發(fā)現(xiàn)提供可能性。上圖是一只鯨鯊。攝影師：宋剛 ?綠會融媒·“海洋與濕地”（OceanWetlands） （圖文無關(guān)）
思考題·舉一反三

數(shù)據(jù)顯示，自然界是新藥研發(fā)的源泉。美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的數(shù)據(jù)表明，近半個世紀以來，約一半的上市藥物都與天然產(chǎn)物有關(guān)。然而，這只是冰山一角?？茖W(xué)家們認為，自然界中還有數(shù)不盡的化學(xué)物質(zhì)等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。海洋細菌，作為地球上最古老、最豐富的生物之一，其代謝產(chǎn)物具有獨特的結(jié)構(gòu)和功能，為新藥研發(fā)提供了無限可能。我們來思考這樣的幾個問題：

**Q1、**在當前全球面臨抗藥性危機的背景下，海洋細菌代謝產(chǎn)物能否成為有效的解決方案？如果是，如何確保這些新型抗菌物質(zhì)的安全性和有效性？

**Q2、**海洋細菌代謝產(chǎn)物的潛在藥用價值如何在實際應(yīng)用中與傳統(tǒng)藥物開發(fā)技術(shù)結(jié)合，以解決當前藥物研發(fā)的瓶頸？

**Q3、**大家可能知道，現(xiàn)在遺傳資源數(shù)字序列信息（DSI）的全球談判仍然在斗爭中，今年第十六次聯(lián)合國生物多樣性大會（CBD COP16）就是一個重要的治理場合。通過本篇研究，也說明，藍色藥庫（藍色藥庫通常指代海洋生物資源中的藥用潛力）和海洋細菌代謝產(chǎn)物在藥物研發(fā)中的作用，是很大的。那么，如何利用遺傳資源數(shù)字序列信息（DSI）更有效地識別海洋細菌代謝產(chǎn)物中的新型藥物候選物，從而加速藥物研發(fā)過程？在海洋細菌代謝產(chǎn)物的藥物研發(fā)中，如何平衡數(shù)據(jù)共享與知識產(chǎn)權(quán)保護，以促進全球科研合作并保護原創(chuàng)研究成果？

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編譯 |王芊佳

編輯 | Linda
排版 | 綠茵

參考資料略