用于化妆品功效评价的皮肤细胞类型介绍

百检网 2022-07-28

皮肤细胞培养技术可模拟人体内的生理环境,研究细胞与细胞之间的反应,细胞与间质之间的反应等,具有快速、经济的特点,既可用来毒性分析,也可进行功效评价,是保证化妆品安全、有效的必要手段,为皮肤生理学等提供了技术基础。

一、人永生化角质细胞(Human immortalized keratinocytes,HaCaT 细胞)

角质形成细胞(KC)的体外培养技术已经十分成熟,其生长较快、细胞存活率较高,但也易老化且传代次数较少,所以在化妆品功效评价中通常会使用HaCaT细胞(即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、传代次数多的优点)。

1、HaCaT细胞应用于保湿功效评价

HaCaT细胞可合成透明质酸(Hyaluronic acid,HA)、水通道蛋白(Aquaporin,AQP)、紧密连接蛋白(Tightjunction protein,TJP)以及丝聚蛋白(Filaggrin,FLG)等与皮肤保湿相关的生物分子。因此,可以通过检测化妆品原料对HaCaT细胞中AQP、claudin-1(claudin-1是TJP中形成表皮细胞旁屏障的主要跨膜蛋白)和FLG等保湿相关蛋白含量的影响来反映其保湿能力,对保湿化妆品进行功效评价。

不过现在进行保湿功效测试一般会通过人体试验的方法,这样更直观一些,HaCaT细胞测试可用于研究原料的保湿机理。

2、HaCaT细胞应用于抗氧化功效评价

活性氧(ROS)过量会对DNA和蛋白质产生氧化损伤;丙二醛(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。

超氧化物歧化酶(SOD)过氧化氢酶(CAT)谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPX)可用于用于清除或降低氧自由基造成的损伤。因此,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。

例如,王茵等人通过测量小鼠肝脏组织的抗氧化酶系统活性(SOD,GSHPX,AOC(总抗氧化能力),MDA,NO(一氧化氮))来研究虾青素的抗氧化效果。*终结果显示虾青素可提高小鼠肝脏和血液中的SOD,GSHPX,AOC等活性指标,降低MDA和NO的浓度,即虾青素具有抗氧化能力。

二、小鼠B-16黑色素瘤细胞(简称B-16细胞)

黑素细胞(Melanocyte,MC)是皮肤内的一种特殊细胞,它位于表皮的基底层,细胞内的黑素小体(Melanosomes)能合成黑色素(Melanin),并转移到周围的角质形成细胞中,为皮肤提供颜色。但是黑素细胞的增殖比较缓慢,所以常用B-16细胞代替黑素细胞进行细胞实验。(B-16细胞在基本结构与黑色素合成功能方面与人黑素细胞基本相同,且增殖能力更强,能够多次传代,适合用于实验研究)。

B-16细胞可应用于美白功效评价,例如马佳等研究了壬二酸对人表皮黑素细胞和鼠黑素瘤B16细胞黑素合成的影响。与空白对照组比较 0.1 mmol//L壬二酸即显示抑制人表皮黑素细胞的酪氨酸酶活性和黑素的合成,同等浓度的壬二酸对鼠黑素瘤B16细胞的酪氨酸酶活性和黑素合成也有抑制作用。

三、人皮肤成纤维细胞(Human skin fibroblast,HSF)

HSF是皮肤真皮层中*主要的细胞,对于维持皮肤的弹性和张力具有重要的作用。HSF具有很强的蛋白质合成能力,可以合成并分泌大量弹性蛋白、胶原蛋白、糖胺多糖和糖蛋白等基质成分,进而生成弹性纤维、胶原纤维和网状纤维,分泌多种细胞修复因子,使得皮肤具有强大的更新与自我修复能力。

人皮肤成纤维细胞可应用于抗衰老功效评价,例如郑雯等研究了白藜芦醇对UVB照射的人皮肤成纤维细胞基质金属蛋白酶(MMP-1)水平及细胞凋亡的影响,即白藜芦醇对紫外线照射皮肤的光保护作用。结果表明白藜芦醇能通过抑制UVB照射所造成的人皮肤成纤维细胞MMP-1水平增长,使皮肤真皮组织胶原蛋白的分解减少,从而延缓紫外线照射对皮肤造成的损伤和老化进程。

四、人角质形成细胞(HKC)

人角质形成细胞系一种能合成角质蛋白的上皮细胞。此类细胞为表皮的主体,由表皮深层始逐渐增殖、分化,并不断向表层移行,其间可分成几个层次,表皮*深层为基底层,向上依次为棘层、颗粒层、角质层,角质蛋白亦依生长层次逐渐合成。

人角质形成细胞是表皮中*重要的细胞之一,它可以反映表皮的健康状态,所以也有大量的研究人员将它应用于化妆品原料的研究与应用,例如王刚等通过实验证实阿魏酸是通过影响HKC下游炎症因子如TNF-α和IL-8分泌,从而参与调节免疫反应的信号传导机制,达到对HKC的保护作用。

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