从鱼肠到化妆台，海洋细菌产物或将引领护肤抗皱新潮流 |海湿·讯

本文来源于“海洋与湿地”（OceanWetlands）：
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整理 | 王芊佳

你或许用过蜗牛黏液制成的护肤品，这种成分以其保湿和抗氧化功效而受到美容市场的青睐。但最近，科学家们可能发现了一个更意想不到的护肤新星——来自鱼肠道的细菌分泌物！这是美国化学学会2024年9月5日带来的新消息。虽然乍一听让人觉得难以置信，但科学研究正一步步揭开这些“神秘分子”的面纱，它们或许会成为未来护肤品中的重要成分。

我们知道，随着女性对护肤和美容的需求日益增加，化妆品行业不断寻找新的活性成分以满足市场需求。抗衰老和美白是护肤品的两大核心功能，但现有成分在安全性和功效上存在一定的局限性。现有的许多护肤品成分，比如蜗牛黏液，虽然有保湿、抗氧化特性，但在特性和效果上已经趋于饱和，市场对新的成分的需求日益强烈。因此，寻找具有新特性和高效性能的成分成为了研究和开发的重点。

寻找护肤品原料，鱼的肠道，虽然绝非传统之地，但这并非毫无依据。实际上，许多重要的药物都来自出人意料的地方，例如青霉素的抗菌特性，正是来源于弗莱明的一次实验中被霉菌污染的培养皿。

图源：Kim, Jonghwan, et al.(2024)

近年来，科学家们从海底沉积物中的微生物中发现了治疗脑癌的候选药物——Marizomib。同样，生活在西太平洋的真鲷和黑棘鲷肠道中的微生物，也可能成为新型护肤原料的宝藏。

真鲷，是一种常见的食用鱼，属于鲷科；而黑棘鲷，又称黑鲷，是一种常见的沿海鱼类，因其肉质鲜美、营养丰富而广受人们喜爱。它们都是具有较高经济价值的鱼种。

韩国科学家李孝宗（Hyo-Jong Lee）和金忠燮（Chung Sub Kim）团队对这些鱼的肠道微生物进行了深入研究。他们发现，虽然这些微生物早在1992年、2016年就已被分离出来，但对于它们产生的代谢物及其功效却鲜有研究。于是，他们着手探究，看看这些代谢物是否具有美容功效。

研究人员首先鉴定了鲷鱼和黑棘鲷肠道细菌产生的22种分子，然后评估了这些分子在实验室培养的小鼠细胞中抑制酪氨酸酶和胶原酶的能力。（酪氨酸酶是黑色素生成的关键酶，黑色素沉积会导致皮肤老化出现斑点；胶原酶会分解胶原蛋白，导致皮肤松弛产生皱纹。）

目前虽然该研究是聚焦两种鲷鱼，但实际上深海生物中存在太多的人类未知，是巨大的生物资源宝库。上图为纳斯卡海脊高海域和海底山探险时发现的一种鱼。当时，ROV SuBastian首先下潜至约3000米深处。在接下来的16小时内，ROV沿着一座位于无名海底山“T11”北部的海脊向上攀升，最终目标深度约为2000米。图源：Schmidt Ocean（图文无关）

令人振奋的是，这个研究发现，鲷鱼肠道细菌产生的三种分子在抑制这两种酶的活性方面表现最佳，且不会损伤细胞。这表明，它们具有成为抗皱纹和美白护肤品成分的潜力。

据介绍，这项研究得到了韩国海洋水产部海洋生物技术计划、韩国国立研究基金会、中小企业和初创企业部技术开发计划、成均馆大学以及韩国教育部BK21 FOUR项目的资助。

科学家们正是怀着这种好奇心和探索精神，不断推动着科学的进步，为人们带来更美好的生活。目前，科学家们仍在不断探索这些鱼肠道细菌分泌物的特性，期待未来能将它们转化为安全有效的护肤品成分。虽然目前此类产品尚未上市，但这项研究为护肤品原料的开发开辟了新的方向。

感兴趣的“海洋与湿地”（OceanWetlands）读者可以参看全文：

Jonghwan Kim, Su Jung Hwang, Gyu Sung Lee, Ju Ryeong Lee, Hye In An, Hong Sik Im, Minji Kim, Sang-Seob Lee, Hyo-Jong Lee, Chung Sub Kim. Collagenase and Tyrosinase Inhibitory Compounds from Fish Gut Bacteria Ruegeria atlantica and Pseudoalteromonas neustonica. ACS Omega, 2024; 9 (32): 34259 DOI: 10.1021/acsomega.3c09585

01

Ruegeria atlantica

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Ruegeria atlantica是一种从海洋鱼类的肠道中分离出的细菌，属于海洋微生物群体。最初发现于真鲷的肠道内，这种细菌的代谢产物被认为具有潜在的药用和化妆品应用价值。研究发现，该菌株产生的化合物在抑制皮肤中胶原酶和酪氨酸酶的活性方面表现出显著的活性，因此有望成为未来抗衰老和美白护肤产品的关键成分。

02

Pseudoalteromonas neustonica

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Pseudoalteromonas neustonica是一种从黑头鲷（Acanthopagrus schlegelii）肠道中分离出的海洋细菌。这种细菌在海洋生态系统中扮演重要角色，其代谢产物具有潜在的生物医学应用价值。研究表明，它产生的化合物在抑制皮肤中的酪氨酸酶活性方面表现出一定的活性，这使其成为未来可能用于皮肤护理产品中的潜在成分。

03

天然产物药物开发

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天然产物药物开发，是从自然界中提取或合成的物质中寻找和研制新药的过程。这些天然产物，包括植物、动物和微生物来源的化合物，常具备复杂的化学结构和显著的生物活性。开发过程比较复杂，一般首先涉及从这些天然来源中提取化合物，并通过筛选找到具有潜在药效的物质。接下来，通过核磁共振（NMR）和质谱（MS）等技术手段，来确定其化学结构，并在体外和体内测试其生物活性。基于这些初步数据，对化合物进行结构优化，以提高药效和安全性。最终，经过充分的前期研究，药物进入临床试验阶段，评估其在人体中的安全性和有效性。天然产物药物开发凭借其化学多样性和生物活性，仍然是新药研发的重要来源。

04

环（l-脯氨酸-d-亮氨酸）

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环（l-脯氨酸-d-亮氨酸）（Cyclo(l-Pro-d-Leu)）是一种由氨基酸脯氨酸（Pro）和亮氨酸（Leu）通过环化反应形成的环状二肽。是一种可能的化妆品功能性成分。在这项研究中，环（l-脯氨酸-d-亮氨酸）被发现具有显著的胶原酶抑制活性，即能够抑制胶原酶的活性，从而有助于减少皮肤中的胶原蛋白降解，缓解皱纹的形成。该化合物在实验中显示出在加热（50°C）和紫外光（254和365 nm）下的稳定性，并表现出与正对照物质表没酸（EGCG）相当的胶原酶抑制效果。这表明，环（l-脯氨酸-d-亮氨酸）具有作为抗衰老护肤成分的潜力。

05

海洋细菌代谢产物

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海洋细菌，作为地球上最古老、数量最庞大的生物群体之一，长期适应着极端多样的海洋环境。为了生存和繁衍，它们进化出了独特的代谢途径，产生了一系列结构新颖、功能多样的次级代谢产物。这些代谢产物，就好比海洋深处隐藏的宝藏，蕴藏着巨大的药物开发潜力。

海洋细菌代谢产物是指海洋中微生物（特别是细菌）在其生命过程中产生的各种化学物质。这些代谢产物包括次级代谢物，如抗生素、抗病毒剂、抗真菌剂、抗肿瘤药物和其他生物活性化合物。这些物质不仅帮助细菌在复杂的海洋环境中竞争，还具有广泛的生物医药应用潜力。

海洋细菌代谢产物在药物开发中尤为重要，因为它们常常展示出独特的生物活性，能够用于开发新型药物。许多现代药物，包括抗生素和抗癌药物，都是从海洋微生物中发现的。例如，海洋细菌产生的抗生素可以抑制病原体的生长，而一些化合物则被研究用于治疗癌症或其他疾病。此外，海洋细菌代谢产物还可能用于开发新的护肤品和化妆品，因为它们具有抗氧化、抗衰老等效果。

海洋生物是许多药物和生物技术创新的来源。许多海洋生物产物具有独特的化学性质，能够用于开发新药物。保护海洋生物多样性可以确保这些宝贵的生物资源不被过度开发或灭绝，从而为未来的科学研究和医药发现提供可能性。上图是一只鲸鲨。摄影师：宋刚 ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands） （图文无关）

学而思

思考题·举一反三

数据显示，自然界是新药研发的源泉。美国食品药品监督管理局（FDA）的数据表明，近半个世纪以来，约一半的上市药物都与天然产物有关。然而，这只是冰山一角。科学家们认为，自然界中还有数不尽的化学物质等待我们去发现。海洋细菌，作为地球上最古老、最丰富的生物之一，其代谢产物具有独特的结构和功能，为新药研发提供了无限可能。我们来思考这样的几个问题：

Q1、在当前全球面临抗药性危机的背景下，海洋细菌代谢产物能否成为有效的解决方案？如果是，如何确保这些新型抗菌物质的安全性和有效性？

Q2、海洋细菌代谢产物的潜在药用价值如何在实际应用中与传统药物开发技术结合，以解决当前药物研发的瓶颈？

Q3、大家可能知道，现在遗传资源数字序列信息（DSI）的全球谈判仍然在斗争中，今年第十六次联合国生物多样性大会（CBD COP16）就是一个重要的治理场合。通过本篇研究，也说明，蓝色药库（蓝色药库通常指代海洋生物资源中的药用潜力）和海洋细菌代谢产物在药物研发中的作用，是很大的。那么，如何利用遗传资源数字序列信息（DSI）更有效地识别海洋细菌代谢产物中的新型药物候选物，从而加速药物研发过程？在海洋细菌代谢产物的药物研发中，如何平衡数据共享与知识产权保护，以促进全球科研合作并保护原创研究成果？

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THE END

海

湿

编译 |王芊佳

编辑 | Linda
排版 | 绿茵

【参考资料】

https://www.acs.org/pressroom/presspacs/2024/september/how-fish-guts-might-play-a-role-in-future-skin-care-products.html
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.3c09585
https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/flemingpenicillin.html
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240905120902.htm

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