生物美容-细胞因子新应用

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导语 / Introduction

人体内细胞因子的含量极少，但其生理功能和生物学效应贯穿于人的生长、发育全过程，扮演着重要角色。多年研究发现，多种细胞因子与人体骨骼、神经、皮肤细胞的生长分化、分裂增殖密切相关，这就为现代生物技术应用于美容行业奠定了基础。

当前的美容护肤行业 ，传统的化学美容、物理美容已经趋于过时，天然植物提取成分美容正值鼎盛，细胞因子美容以其功效显著、效果持久受到越来越多的关注 。

细胞因子是多种细胞分泌的能调节细胞生长分化、调节免疫功能、参与炎症发生和创伤愈合等小分子多肽的统称。细胞因子直接作用于细胞表面受体，启动细胞内的代谢过程，同时启动细胞间的物质和信息传递。根据功能，可将细胞因子粗略分为白细胞介素 (IL)、干扰素 (IFN)、肿瘤坏死因子 (TNF)、集落刺激 因子 (CSF)、生长因子、趋化因子。细胞因子由免疫系统细胞分泌产生，在人体微环境与靶细胞的特异受体结合，发挥刺激靶细胞分化增殖、促使靶细胞合成分泌、趋化诱导炎症细胞等生物学功能。细胞因子对组织再生以及创伤愈合的作用远不只促细胞分裂和分化作用、物质合成和分泌，甚至在细胞生长的抑制方面也起重要作用。

应用于生物美容的细胞因子

目前 ，在美容整形方面研究和应用最为广泛的是生长因子类，主要包括表皮细胞生长因子(EGF)、碱性成纤维细胞生长因子 (bFGF)、酸性成纤维细胞生长 因子 (aFGF)、角化细胞生长因子(KGF)。

1. 表皮细胞生长因子(EGF)

1962年意大利科学家Mantalcini教授和美国博士Cohen在实验中偶然发现EGF，该研究成果于1986年荣获人类科学的最高奖——诺贝尔奖。EGF的发现为揭开皮肤衰老之谜奠定了基础，也使应用生物学手段阻止皮肤衰老甚至一定程度上恢复年轻态成为可能，被科学界誉为“美丽因子”。

EGF对调节表皮及上皮细胞生长、分化增殖、促进毛细血管生长、改善细胞生长微环境、保持细胞活性等方面起着重要作用。极微量的EGF即能强烈促进皮肤细胞的分裂和生长，从而达到促进人皮肤的新陈代谢、修复皮肤损伤、减缓皮肤衰老，甚至调控已成熟的表皮细胞逆分化为皮肤干细胞，进而诱导干细胞快速、定向分化为新的皮肤细胞，使皮肤重新恢复弹性和光泽。此外，EGF还能增加其他内源性生长因子的分泌，刺激细胞外一些大分子 (如透明质酸和糖蛋白等)的合成和分泌，从而营养滋润皮肤，调节胶原降解，使胶原纤维以线性方式排列，增强创面抗张程度，减少瘢痕形成。EGF作为一种有效的创伤修复药物，在临床上已经得到了广泛的应用。

2. 成纤维细胞生长因子(FGFs)

FGFs包括酸性成纤维细胞生长因子(aFGF，pI5.6)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF，pI9.6)，来源于中胚层和神经外胚层，对血管内皮细胞、成纤维细胞、成肌细胞、成骨细胞等都有促分裂作用，并通过其趋化作用和促细胞迁移作用使巨噬细胞、间充质干细胞、内皮细胞、成纤维细胞等向创伤部位聚集，促进新生血管形成，促进细胞释放胶原酶、血纤溶酶激活物，在创伤愈合及肢体再生中发挥作用。

aFGF与bFGF均能促进成纤维细胞生长，提高皮肤合成胶原蛋白的能力，从本质上改善皮肤状况。功效主要表现为修复损伤、祛皱、美白、祛斑、防粉刺等。与肝素结合后，FGF的生物学活性增强20-100倍。

与bFGF相比，aFGF更加适合应用于创伤修复与化妆品中。研究发现，aFGF与皮肤细胞具有更高的亲和力，aFGF20U／cm2与bFGF60U／cm促愈合效果类似，且效果更加温和、持久，不会引起黑色素沉积。另外，体外细胞培养实验表明，aFGF对中枢性神经元和外周性神经元均具有营养作用，表现为促进神经元的存活和突起生长。此外，aFGF对神经胶质细胞也有促分裂作用。aFGF的这些作用是通过与神经元高亲和力受体(FGFR24)结合，加速核蛋白体基因的转录，以促进细胞分裂增殖，还通过细胞内蛋白和总RNA的合成表达，促进神经元突起生长。这一功能预示着aFGF将会在神经修复等领域发挥重要作用。

3. 角化细胞生长因子(KGF)

KGF属于成纤维细胞生长因子家族，由间充质干细胞分泌，通过旁分泌途径刺激上皮细胞增殖，是角化细胞和毛囊形成过程中最重要的影响因素，研究表明，KGF在组织修复过程中发挥着很重要的作用，包括刺激DNA合成，促进维持人角化细胞、表皮细胞及上皮细胞的增殖、迁移、分化、存活等。在研究KGF与鳞状细胞角化和毛发生长密切相关这一事实中发现，KGF能增强皮肤毛囊和皮脂腺前体细胞的增殖和分化，显著刺激人头皮毛囊发育，预示了其在生发方面的潜在应用。另外，KGF有显著的抗紫外辐射、消除皱纹的功效。虽然KGF已经得FDA的许可，应用于放疗、化疗后口腔溃疡的治疗，但其稳定性差、存在未知潜在风险等因素制约了其进一步的应用。

4. 其他细胞因子

血管内皮细胞生长因子(VEGF)能够促进血管内皮细胞增殖、血管生成，增加血管通透性，对改善皮肤微循环、营养物质及其他细胞因子的运输，皮肤细胞的合成代谢等具有积极作用；

人生长激素 (hGH)是人脑垂体前叶分泌的一种蛋白质，具有促进氨基酸吸收和蛋白质合成、调节细胞代谢、增强细胞活性、增加骨密度等广泛的生理功能，自1985年美国威斯康辛大学医学院的罗德曼博士将hGH应用于人类抗衰老的研究成果公诸于世至今的三十多年中，人们不断探索，获得了可喜成果，在美国、欧洲和日本已经有专门的机构进行相关的应用研究；

当前研究表明，胰岛素样生长因子-1(IGF-1)是hGH发挥作用的主要方式之一。IGF-1主要由hGF刺激激肝细胞产生，然后作用于靶细胞，加快不同类型细胞的分裂和增殖，增加蛋白质和类固醇的合成，在创伤修复和神经细胞重建等生理过程中起作用。另外，文献报道，IGF-1与血小板衍生因子(PDGF)协同作用增加表皮和内皮的再生。

细胞因子应用于美容存在的问题

1. 半衰期短，稳定性差

细胞因子属于细胞活性成分，很多细胞因子在人体内环境的半衰期很短，如hGH在血液中的半衰期只有17～45min。对所处环境的温度、光照、pH等条件均有苛刻的要求，否则就会失活，甚至降解。现有的化妆品的制备技术远不能满足在普通环境中保持细胞因子活性的要求。

2. 透皮吸收方式亟待解决

细胞因子这些生物大分子无法通过传统的表面涂抹方式透皮吸收，无法到达靶细胞，发挥细胞学作用。一些注射方式对很多细胞因子并不适用，无法避免注射部位向其他靶部位转运过程的损失及局部浓度高的弊端，而微针方式在皮肤表面形成创面多，不具有反复操作性。

3. 使用剂量难于把握

作为细胞代谢调节的介质，细胞因子在人体内含量极微，局部使用过量，不仅造成浪费，而且可能会抑制该区域的细胞生长和代谢，甚至产生潜在的风险。

4. 处方成分单一，效果不理想

皮肤衰老、损伤等问题往往涉及到表皮、真皮、皮下组织及皮肤微循环等方面。单一的细胞因子不能满足皮肤创伤修复、皮肤细胞更新的需求，多种细胞因子联合应用成为必然趋势。而多种细胞因子的复合组方绝不是简单的加和问题，需要探索全新的应用模式。

5.  潜在风险仍需注意

一直以来人们从未停止对EGF、FGFs等细胞因子致癌作用的担忧；2010年欧盟对重组人生长激素安全性的重新评估；《Cell》上曾发表的一篇文章进一步解释了成纤维细胞在肿瘤形成后对肿瘤增长具有促进作用。理论研究及技术的不断进步，为妥善解决这些问题提供了可能。

利用基因工程技术进行氨基酸序列改造、与合适的大分子物质进行交联等手段解决细胞因子稳定性问题的同时，可能意外收获更高的活性。将冻干粉针技术应用于细胞因子类化妆品的生产是目前比较理想的工艺；开发合适的剂型，如脂质体包埋、新型透皮分子等，辅助细胞因子透皮吸收；将生理学与光学、电学相结合 ，摸索出合适的透皮辅助手段，协同发挥光、电及细胞因子的美容效果。针对细胞因子透皮吸收开发的透皮吸收导人仪解决了生物大分子透皮吸收难的问题。

结语

21世纪是生命科学的世纪，生命科学技术将深入到生活的方方面面。细胞因子直接作用于靶细胞，启动细胞内的代谢过程，在恢复细胞活性、促进增殖更新、修复受损组织等方面前景广阔。细胞因子应用于护肤美容，摆脱了传统的化学美容、物理美容的束缚，为我们带来全新的体验，从人体的内在实现美丽、年轻态。目前，国内关于细胞因子在美容领域的理论研究和实践处在探索阶段，进一步深入研究细胞因子发挥作用的本质，为更多细胞因子应用于美容提供更加充分的理论基础，传统美容必将被以细胞因子为代表的生物美容所取代。

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作者：摩西

审校：南风 | 咏彤

声明：本文仅作为科普，拒不接受商业用途的转载申请，亦不构成任何建议。

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