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化妆品功效评价方法分析:生物斑马鱼各种功效评价的中的应用
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  • 2024-12-20

  功效是消费者选择化妆品的主要依据,也是化妆品最主要的生命力。目前,化妆品功效宣称已进入强监管时代。斑马鱼的疾病特征、病因以及分子机制等与临床相关且高度保守,使其在发育生物学和药物临床前研究中被广泛应用。其中,抑制黑色素生成、抗炎、抗化、抗衰老、修复等与化妆品功效密切相关的药理模型,在药物筛选、中药功效评价等领域已得到较为充分的验证。




  作为第三方检测中心,中科测试机构拥有CMA和CNAS认证检测资质,检测设备齐全,数据科学可靠,可出具国家认可的化妆品功效评价报告。


  斑马鱼模型在美白功效评价中的应用


  当皮肤受到过度的紫外线照射等外源刺激时,黑色素生成稳态遭到破坏,导致黑色素积累,肤色变黑。斑马鱼皮肤真皮层含有与人类相似的黑色素细胞,黑色素形成机理与人类高度一致,主要由苯丙氨基酸和酪氨酸在酪氨酸酶(TYR)的催化作用下氧化生成多巴醌,并在二羟基吲哚羧酸氧化酶(TRP-1)、多巴色素异构酶(TRP-2)等作用下形成黑色素。


  基于斑马鱼模型的美白功效评价方法已得到广泛应用,主要检测指标包括黑色素生成面积、黑色素含量、酪氨酸酶活力、黑色素合成相关基因表达水平等。


  斑马鱼模型在保湿功效评价中的应用


  真皮在表皮下面,主要由纤维组织、基质和细胞组成。若真皮含水量下降,皮肤会出现干燥、弹性下降皱纹增多等现象。补水保湿,不仅是为了补充皮肤表层的水分,更为重要的是调节渗透压平衡,维持表皮细胞内环境的稳定状态,使皮肤保持水润光泽。目前常用于研究化妆品保湿功效的斑马鱼模型为2%NaCl诱导的斑马鱼尾部渗透压失衡模型。


  目前已有关于斑马鱼在化妆品保湿功效评价中应用相关的团体标准发布。由山东省科学院生物研究所牵头起草的《基于斑马鱼模型的化妆品保湿功效评价方法》团体标准中,提出检测样品处理后斑马鱼尾鳍面积变化,以及水通道蛋白相关基因aqpla和agp3a的表达量变化,可以作为评价样品保湿功效的方法。


  斑马鱼模型在抗氧化活性评价中的应用


  皮肤的紫外线损伤以及氧化代谢失衡,会导致皮肤组织和细胞产生氧化损伤,细胞内活性(ROS)含量超过基础水平时,细胞对氧化应激的防御能力减弱,造成细胞结构破坏,DNA损伤,增加基质金属蛋白酶(MMP)降解真皮层中的胶原蛋白和弹性蛋白,具体表现为皮肤出现皱纹、干燥角质化、衰老等症状。


  目前化妆品抗氧化功效评价的常用模型有紫外光照射模型、O3氧化损伤模型、柴油颗粒物模拟的污染损伤模型。但目前评价模型多为细胞模型或人体模型,细胞模型结构简单造成假阳性多,人体试验成本高、志愿者少。斑马鱼具有完善的 ROS稳态调控系统,是适用于抗氧化研究的生物模型。


  现行的 10项化妆品抗皱、紧致团体标准中指出,以斑马鱼为模型评价化妆品的抗氧化功效,主要检测方法包括SA-β-半乳糖苷酶活性检测、I型胶原蛋白基因与弹性蛋白基因表达量检测、总自由基清除能力检测等。


  斑马鱼模型在抗炎活性评价中的应用


  皮肤敏感可由外部刺激以及内在因素诱发,是一种涉及皮肤屏障、皮肤神经系统、皮肤免疫细胞的复杂过程。皮肤在抵御内外刺激时,免疫细胞释放炎症因子,可能导致色素沉着、衰老、敏感、痤疮等皮肤问题。具有舒缓,祛痘等功效的化妆品可通过缓解皮肤炎症发挥作用。斑马鱼的免疫系统与人类高度相似,对感染和组织损伤的天然免疫反应迅速,且容易诱发炎症,是评价化妆品原料、配方或产品舒缓和祛痘功效的一种有效手段。


  常用的斑马鱼炎症模型的诱导方法包括CuSO4诱导、脂多糖(LPS)诱导以及断尾(机械损伤)诱导等。CuSO4诱导模型是通过铜离子诱导免疫细胞迁移到神经丘,引起神经炎症;LPS诱导模型主要是通过促进巨噬细胞过度分泌促炎因子,引起全身炎症;断尾炎症模型是通过物理方式造成局部损伤,引发免疫细胞的免疫应答,促使炎症细胞聚集。


  已发表的文献中,斑马鱼炎症模型主要用于抗炎活性筛选与机制研究,用于化妆品功效评价的研究较少。但目前基于斑马鱼模型抗炎机理评价化妆品舒缓祛痘、温和(无刺激)功效的团体标准已有13项,标准中应用的模型除了常用的三种抗炎模型外,还有痤疮丙酸杆菌诱导斑马鱼炎症模型、十二烷基磺酸钠(SDS)诱发表皮炎症细胞浸润模型等。


  斑马鱼模型在其他化妆品功效评价中的应用


  胶原蛋白作为皮肤内的一种组织结构蛋白,含有大量亲水性保湿因子,能够保持皮肤紧致与弹性,促进皮肤的重建与修复,但胶原蛋白往往会随着年龄的增长以及过度的紫外线暴露而流失,从而产生皱纹。


  斑马鱼再生能力极强,伤口愈合机制与人类相似,是研究化妆品修护功效的潜力模型。利用斑马鱼断尾模型以再生尾鳍长度计算修复促进率,发现1mg/mL 纤连蛋白冻干粉具有促进斑马鱼尾鳍修复的功效。


  此外,基于斑马鱼模型的化妆品控油功效评价已有相关的团体标准发布,T/OLMZ7-2023 团体标准中提到,皮脂腺控制人体皮肤油脂分泌主要与5α-还原酶相关,检测受精后6d的斑马鱼5α-还原酶合成的关键基因srd5al、srd5a2表达量可对化妆品的控油功效进行评价。


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