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化妆品功效评价体外替代实验法:角质形成细胞和HaCaT细胞模型
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  • 2024-12-26

  角质形成细胞( Keratinocyte, KC)存在于皮肤的表皮层,是表皮层的主要组成细胞,在皮肤的结构与功能中发挥着重要的作用。KC生长较快、细胞存活率较高,但也具有易老化、传代次数较少等不足之处。因此,在化妆品功效评价中通常采用人永生化角质细胞(Human immortalized keratinocytes,HaCal细胞),HaCaT细胞是非肿瘤来源的永生化人正常皮肤的KC株,与KC分化特性相似,具有易于培养、传代次数多等特点,因此被广泛应用于KC的替代研究中。




  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。


  HaCaT细胞在保湿功效评价中的应用


  HaCaT细胞可合成透明质酸(Hyaluronie acid,HA)、水通道蛋白(Aquaporin,AQP)、紧密连接蛋白(Tightjunction protein,TP)以及丝聚蛋白(Filaggrin.FLG)等与皮肤保湿相关的生物分子。


  HA是一种在皮肤细胞间质中存在的天然多糖,其分子结构中含有大量羟基,可以与水形成分子间氢键,具有很强的保水作用,增加角质层水分,在皮肤保湿中发挥着重要作用。透明质酸合成酶(Hyaluronan synthase,HAS)是一类在HA合成过程中发挥重要作用的酶,可分为HAS-1、HAS-2和HAS-3 3种。因此,可通过检测HAS家族成员HAS-1、HAS-2和HAS-3的基因表达水平来评价化妆品保湿原料对HaCaT细胞合成HA能力的影响。


  AOP是一种细胞膜上跨膜运输水、甘油和尿素等小分子物质的转运蛋白,是人类皮肤中表达最多的一种水通道蛋白亚型。研究发现AOP3在人表皮中的分布与表皮水分布一致,AOP3从基底层表达到角质层下面的一层细胞。


  TJP是控制细胞间渗透性(即水和溶质在细胞间空间的扩散)的蛋白,与水分的保持与散失密切相关,claudin-1是TJP中形成表皮细胞旁屏障的主要跨膜蛋白。


  FLG是参与皮肤屏障功能的重要因子,可参与表皮细胞的分化及皮肤屏障的形成。FLG可以在表皮角质层降解形成吸水性氨基酸混合物,组成具有渗透活性的物质,组成天然保湿因子,减少经皮失水,保持皮肤含水量,发挥较强的保湿功能。


  因此,通过检测化妆品原料对HaCaT细胞中AOPclaudin-1和FLG等保湿相关蛋白含量的影响,可反映其保湿能力,对保湿化妆品进行功效评价。


  HaCaT细胞在抗氧化功效评价中的应用


  皮肤作为?;と颂迕馐芡饨缁肪城窒钠琳?,易受到环境中污染物与紫外线的损伤,导致有害的氧自由基积累,细胞中自由基的累积会造成细胞的氧化损伤,导致细胞功能受损,引起皮肤衰老等一系列皮肤问题,因此选用皮肤细胞模型进行抗氧化功效评价极具参考意义。


  通过对HaCaT细胞的活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPX)含量及细胞凋亡指标的检测可评价化妆品原料清除自由基的能力,广泛应用于抗氧化化妆品原料的功效评价中。


  ROS是由氧分子直接或间接转化而来,比氧分子化学反应性更活泼的一类含氧物,生物体内存在着一套完善的氧化-抗氧化体系,正常情况下ROS将维持在一个稳定的范围内,但是当ROS过量时,则会对DNA和蛋白质产生氧化损伤,在细胞水平上损伤皮肤。MDA是生物体内自由基作用于脂质发生过氧化反应的终产物。因此,通过检测其中HaCaT细胞内ROS和MDA的含量变化可反映出细胞内氧化应激的水平评价化妆品原料的抗氧化能力。


  SOD、CAT和GSHPX均属于抗氧化酶系统,用于清除或降低氧自由基造成的损伤。SOD是已知的唯一能直接清除自由基的酶,能使超氧化物歧化为氧和过氧化氢,具有很高的特异性和效率。CAT是对过氧化氢有催化作用的酶,其主要功能是将SOD催化产生的过氧化氢分解成水和氧,是一种主要的胞内抗氧化酶。GSHPX也是一种抗氧化物酶,会利用还原型谷胱甘肽催化有机过氧化氢还原为水或相应的醇,其活力与体内抗脂质过氧化反应密切相关通过检测SOD、CAT和GSHPX的活力,可反映化妆品原料对HaCaT细胞内自由基的清除能力的影响,以此来评价化妆品原料的抗氧化能力。


  此外,细胞凋亡指标可反映氧化损伤的最终结果。半胱氨酸蛋白酶(caspase)是白细胞介素-1β转换酶家族的蛋白酶,在细胞内凋亡信号的诱导、转导和放大过程中起着重要作用。通常检测caspase-3、caspase-8及caspase-9在HaCaT细胞中的表达来评价化妆品原料对自由基诱导的凋亡的预防作用。


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