Jūrinės kempinės atstovauja žaviam jūrų bestuburių būriui

Prašau susisiektioscar.xiao@wecistanche.comDaugiau informacijos

Santrauka:Pastaraisiais dešimtmečiais jūrų aplinka buvo atrasta kaip didžiulis naujų bioaktyvių junginių, naudingų medicininiam gydymui, gerinančiam žmonių sveikatą ir gerovę, rezervuaras. Tarp kelių jūrų organizmų, turinčių biotechnologinį potencialą, pagal plačią literatūrą, kasmet aprašančią naujas molekules, kempinės buvo išaukštintos kaip viena įdomiausių filų. Nenuostabu, kad pirmieji jūriniai vaistai, naudojami medicinos tikslais, buvo išskirti iš jūrinės kempinės ir dabar naudojami kaip priešvėžiniai ir antivirusiniai vaistai. Daugeliu atvejų eksperimentiniai įrodymai parodė, kad labai dažnai susijusios ir (arba) simbiotinės bendruomenės gamino šiuos biologiškai aktyvius junginius, siekdamos abipusės naudos. Šiais laikais grožio procedūros yra suformuluotos pasinaudojant naudingomis savybėmis, kurias suteikia naujų jūrų junginių. Tiesą sakant, buvo užregistruota keletas biologinių veiklų, tinkamų kosmetinėms procedūroms, pavyzdžiui, antioksidacinė, anti-senėjimo, odos balinimo ir emulsinimo veikla. Čia mes surinkome ir aptarėme keletą mokslinių indėlių, pranešančių apie jūrų kempinių simbiontų, kuriuos reprezentavo tik grybai ir bakterijos, kosmetinį potencialą. Taip pat buvo įtraukti bioaktyvūs junginiai, specialiai nurodyti kaip kempinės metabolizmo produktai. Tačiau kempinių metabolitų kilmė yra abejotina ir negalima atmesti susijusios biotos vaidmens, atsižvelgiant į tai, kad simbiontų išskyrimas yra sunkus iššūkis dėl jų neauginamų savybių.

Norėdami sužinoti daugiau, spustelėkite čia

Raktiniai žodžiai:kempinės; bakterijos; grybai; antioksidantas;anti-senėjimo; odos balinimas; antimikrobinis; apsauga nuo foto

1. Įvadas

Jūrinės kempinės yra žavus jūrinių bestuburių būrys, kuriame yra plati simbiotinė bendruomenė ir didžiulė antrinių metabolitų gamyba [1-7]. Su kempine susijusi biota gali suburti plačią filogenetinių linijų grupę, įskaitant archėjus, bakterijas ir grybus [8, 9]. Ryšiai tarp kempinių ir jų abipusių simbiontų yra sudėtingi, o bioaktyvių antrinių metabolitų gamyba gali atlikti gynybinį vaidmenį arba būti susijusi su konkurencija dėl vietos bentoso buveinėse[10,11]. Apskritai buvo pripažinta, kad kempinių simbiontai yra atsakingi už šeimininko metabolizmą ir augimą, cheminę apsaugą ir prisitaikymą prie biotinių ir abiotinių stresorių[2, 12-14].

Jūrų bioaktyvių metabolitų, kaip galimų vaistų, skirtų farmacijos, mitybos ir kosmetikos pramonei, atradimas paskatino keletą mokslinių tyrimų projektų, kurie buvo grindžiami naujų cheminių junginių, turinčių naujoviškų biologinių funkcijų, nustatymu[15].kas yra cistanchePastaruoju metu kosmetikos sritis sparčiai auga, nes vartotojai daugiau dėmesio skiria kremams ir losjonams, kurių sudėtyje yra natūralių farmakologinių savybių turinčių junginių [16]. Kosmetikos preparatai yra vietiniai produktai, kurių sudėtyje yra tam tikrų biologiškai aktyvių ingredientų, kurie imituoja į vaistus panašią naudą gerindami su odos sveikata susijusią funkciją [16,17]. Pasauliniu mastu kosmeceutikos pramonė palaipsniui pereina prie natūralių junginių dėl jų biologiškai suderinamų, saugių ir ekologiškų savybių [18]. Kosmeceutinės produkcijos sėkmė pirmiausia priklauso nuo saugumo; mažos išlaidos; ir gebėjimas išlaikyti veikliąją medžiagą, tiekti ją biologiškai aktyvia forma ir daryti biologinį poveikį žinomais mechanizmais[19]. Siekiant išspręsti pastarąsias problemas, ypač susijusias su netinkamomis cheminėmis savybėmis, buvo sukurti kai kurie kapsuliavimo ir nanoformulavimo metodai, kurie labai pagerino vaistų tiekimą ir veiksmingumą [20-25].

Nepaisant to, kad kosmetikos preparatai istoriškai buvo paimti iš sausumos augalų[26-28], per pastaruosius dešimtmečius keli jų buvo aptikti jūros aplinkoje. Tiesą sakant, vandenynas yra turtingas biologiškai aktyvių ingredientų, tokių kaip vitaminai, mineralai, amino rūgštys, baltymai, lipidai, polisacharidai, terpenoidai, polifenoliai, pigmentai ir fermentai, šaltinis, kurie randa keletą pritaikymų kosmeceutikos srityje [29]. Jūrų kosmetikos gaminiai pasižymėjo daugybe naudingų savybių, pavyzdžiui, antioksidantų, UV spindulių, anti-senėjimo, antitirozinazės (odos balinimo), antimikrobinių, žaizdų gijimo ir emulsinimo savybių (1 pav.)[{{8} }].

Cistanche gali kovoti su senėjimu

Pastaruoju metu daug dėmesio buvo skiriama jūriniams antioksidantams, įskaitant ciklosporiną ir į mikosporiną panašias aminorūgštis (MAA), karotenoidus ir kitus junginius, atliekančius daugybę vaidmenų kosmetikos srityje [4, 45]. Kai kurie pavyzdžiai yra pigmentai (pvz., karotenoidai), kurių labai daug jūros aplinkoje, nes juos gamina visi autotrofiniai organizmai (pvz., bakterijos, archėjos, dumbliai ir grybai). Karotinoidai apima karotinus (pvz., likopeną ir karotiną) ir ksantofilus (pvz., astaksantiną, fukoksantiną ir liuteiną), kurie pasižymėjo antioksidaciniu aktyvumu[46], apsaugantys odą nuo reaktyviųjų deguonies rūšių (ROS), kurios paprastai išsiskiria organizme. ląstelės po natūralios oksidacijos, sukeltos UV spinduliuotės ir odos senėjimo[42]. Kadangi sintetiniai junginiaigali turėti toksišką poveikį žmonių sveikatai ir savijautai[47], buvo tiriamas natūralių antioksidantų panaudojimas kosmetikoje[49]. Antimikrobinės ir puvimą stabdančios medžiagos, apsaugančios nuo su odos ligomis susijusių patogenų, tokių kaip Staphylococcus epidermis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginous ir Candida albicans, taip pat buvo aprašytos iš įvairių šaltinių ir laikomos naudingomis priemonėmis gaminant kosmetikos ir dermatologinius produktus. gydymo būdai [39,50-54].Anti-senėjimo cistancheBe to, bioaktyvūs junginiai, turintys antitirozinazės aktyvumą, buvo pritaikyti kosmetikos pramonėje, nes tirozinazė yra pagrindinis fermentas, dalyvaujantis melanino biosintezėje, o jo fermentinio aktyvumo blokas gali būti naudojamas odos balinimo procedūroms, kurių naudojimas kai kuriose šalyse yra labai populiarus. šalyse [55]. Paviršinio aktyvumo medžiagos ir emulsikliai su hidrofilinėmis ir hidrofobinėmis grupėmis taip pat gali būti naudojami kosmetikos srityje [56, 57]. Ištirta keletas baltymų-polisacharidų kompleksų, glikolipidų ir lipopeptidų, išskirtų iš jūrinių mikroorganizmų, biosurfaktantų ir emulsiklių gamybai [58]. Pavyzdžiui, chitozanas dėl didelio vandens surišimo gebėjimo buvo pasiūlytas kaip odos drėkiklis ir prisotinimo priemonė kosmetikos preparatuose nuo senėjimo produktų [59].

Pripažinti jūrinių kosmetikos gaminių gamintojai yra melsvadumbliai, kartu su mikro- ir makrodumbliais [24, 60-63], su keliais junginiais, kurie yra klinikiniuose tyrimuose arba jau patvirtinti rinkai [64,65]. Kaip minėta anksčiau, su kempine susijusi mikrobiota gamina daugybę bioaktyvių junginių, turinčių naudingų savybių žmogaus sveikatai [6]. Nepaisant didelės biotechnologinės svarbos, iki šiol tik keliuose tyrimuose buvo apžvelgtas galimas kempinių simbiontų metabolitų panaudojimas kosmetikos srityje, daugiausia dėmesio skiriant konkrečioms kempinių rūšims[66] arba kelių jūrų organizmų taksonų grupei [29].

Šioje apžvalgoje mes išanalizavome mokslinės literatūros rinkinį apie su kempinėmis susijusius junginius, pasižyminčius įdomiu biologiniu aktyvumu kosmeceutikos srityje. Ypatingą dėmesį skyrėme bakterijoms ir grybams, kurių labai gausu su kempinėlėmis susijusiose bendruomenėse. Be to, mes taip pat atsižvelgėme į kempinių metabolitus, kurių biologinis aktyvumas buvo labai tinkamas kosmeceutinėms formulėms.

2. Kempinėlių simbiontai kosmeceutiniame lauke

2.1.Bakterijos

Įvairūs biologiškai aktyvūs junginiai, aprašyti iš jūrinių bakterijų, tokių kaip poliketidai, alkaloidai, peptidai, baltymai, lipidai, ciklosporinas ir MAA, glikozidai, izoprenoidai ir hibridai, pasižymėjo stebinančia veikla, tokia kaip apsauga nuo foto, senėjimą stabdanti, antimikrobinė, antimikrobinė. -oksidacinė ir drėkinamoji veikla[58,67]. Įdomus gebėjimas gaminti kai kuriuos UV spindulius sugeriančius junginius, įskaitant skitoneminus (išskirtinai cianobakterijas), mikosporinus, karotenoidus ir melaniną, buvo paaiškintas galimais evoliuciniais mechanizmais, kurie buvo sukurti siekiant apsaugoti kempines nuo žalingo UV spinduliuotės poveikio [68, 69].

Kaip pranešama įvade, karotenoidai, tokie kaip karotinas ir likopenas, pasižymėjo fotoapsauginiu aktyvumu, todėl atskleidė keletą pritaikymų kosmeceutikos srityse[70]. Dharmaraj ir bendraautoriai[71] ištyrė Streptomyces padermės (AQBWWS1) karotinoidų ekstraktą, susijusį su kempine Callyspongia diffusa, surinkta iš vakarinės Keralos pakrantės (Indija). Jo cheminis profilis atskleidė likopeno, siūlomo kaip galimo kosmetikos gaminių gamybos ingrediento, buvimą[71].

Naujas diapolikopendio rūgšties ksilozilo esteris A, ekstrahuotas iš jūrinės kempinės bakterijos Rubritalea squalenifaciens sp. nov, atskleidė stiprų antioksidacinį aktyvumą naudojant O2 slopinimo modelį, kurio pusė didžiausios slopinančios koncentracijos (IC50) yra 4,1 ug/mL 【72】.cistanche benefíciosAlkaloidas Diazepinomicinas taip pat buvo išskirtas iš padermės Mi-cromonospora sp. RV115 siejamas su kempine Aplysina aerophoba, surinkta iš Viduržemio jūros. Ši molekulė galėjo apsaugoti žmogaus inkstų (HK-2) ir žmogaus promielocitines (HL-60) ląstelių linijas nuo toksiškumo ir genomo pažeidimo, kurį sukelia H2O2[73]. Metabolitai, išskirti iš Virgibacillus sp. susietas su kempine C. diffusa (Manaro įlanka), parodė 1,1-difenil-2-Pikrilhidrazilo (DPH) radikalus sugeriantį aktyvumą, kai ICso buvo 857,49 ug/mL. Be to, buvo aptiktas aiškus hidroksilo ir superoksido laisvųjų radikalų šalinimo aktyvumas (atitinkamai ICso =471,07 ug/mL ir 1353,28 ug/mL), tikriausiai susijęs su biologiškai aktyvių junginių, tokių kaip alkaloidai, terpenoidai, redukcija. cukrus ir antrachinonai, nustatyti atliekant chemines analizes[74]. Panašiuose darbuose dvi Vibrio padermės (P1Ma8 ir P1Ma5) ir keletas Bacillus sp. Išskirtos iš kempinių Phorbas tenacious ir Tedania anhelans, atitinkamai, pasižymėjo sustiprintu laisvųjų radikalų sulaikymo aktyvumu, įvertintu DPPH tyrimu [75,76]. Antioksidacinės biologiškai aktyvaus junginio (Pyrrolo[1, 2-alpirazinas-1, 4-dionas, heksahidro-C-HnoN2O2) savybės, išgautos iš kempinės Bacillus sp. (Lakshadweep archipelagas Indijoje) taip pat buvo tiriamas naudojant DPPH tyrimą, azoto oksido (NO) ir vandenilio peroksido (H2O2) šalinimo aktyvumą ir bendrą redukcinę galią. Aktyvus junginys galėjo pašalinti H2O2 priklausomai nuo dozės. Be to, NO ir DPPH slopinimo ICso buvo atitinkamai 41,70 ug/mL ir 15,025 ug/mL, atitinkamai 【77】.

Atlikus šimto bakterijų biontų, išskirtų iš kelių Indijos kempinių, bioaktyvumo patikrą, buvo išskirta GUVFCFM{{0}} padermė, identifikuota kaip Chromohalobacter israe-lensis. Visų pirma, metanolio ekstraktas parodė didelę DPPH (67,83 proc.) ir superoksido (65,87 proc.) šalinimo veiklą[78]. Pseudomonas sp. antioksidaciniam aktyvumui įvertinti taip pat buvo naudojami DPPH testai ir bendrojo fenolio kiekio (TPC) kiekybinis nustatymas. ekstraktas, susijęs su jūrine kempine Hyrtios aff. erekcija iš Raudonosios jūros. Visų pirma, DPPH tyrimas parodė 100 procentų slopinimą visais tirtais kiekiais (50, 25, 12,5 ir 6,25 mg)[79]. Be to, Vijayan ir kt.[80] parodė, kad bakterijos yra susijusios su tamsiai pigmentuotomis kempinėmis (Haliclona). pigmentifera, Sigmadocia pumila, Fasciospongia cavernosa, Spon-gia Officinalis ir C. diffusa), surinkti iš Mannaro įlankos Indijos vandenyne, gamino necitotoksinį melaniną, pasižymintį antioksidacine ir fotoapsaugine veikla. Tarp bakterijų padermių, demonstruojančių didelę melanino gamybą, Vibrio alginolyticus, išskirtas iš Hali clona pigmentifera, Sigmadocia pumila ir S. officinalis, apsaugojo pelių fibroblastų ląsteles (L929) nuo UV sukelto intracelulinio reaktyvaus deguonies streso (IC50 =9.0 ug). /mL) ir nesukėlė citotoksinio poveikio L929 ląstelėms ir sūrymoms krevetėms [80]. Iš Indonezijos vandenų paimtos kempinės padermės HAL-08, HAL-13 ir HAL-74(Haliclona sp.), taip pat PTR-21(Petrosia sp.) įvertinti naudojant DPPH ir ABTS (2,2'-azinobis3-etilbenzotiazolino-6-sulfonato) metodus. Tarp ištirtų izoliatų didžiausią antioksidacinį aktyvumą atskleidė neapdorotas HAL-08 ekstraktas, kurio ICso reikšmės buvo atitinkamai 17,10 ir 59,39 ug/mL DPPH ir ABTS radikalams. Be to, PTR-21 pasirodė esąs stipriausias senėjimą stabdantis agentas, tirtas Schizosaccharomyces pombe gyvybingumui [81]. Taip pat buvo įvertintas bakterijų PTR-08, PTR-40, PTR-41 ir PTR-47, identifikuotų kaip Pseudomonas sp, antioksidacinis aktyvumas. PTR-08 ekstraktas pasižymėjo aukščiausiomis antioksidacinėmis savybėmis – ICsn vertės buvo atitinkamai 9,25 ir 235,53 ug/mL DPPH ir ABTS radikalams. Įdomu tai, kad PTR{57}} moduliuotas Schizosaccharomyces pombe mielių ilgaamžiškumas skatina antioksidacinius gynybos mechanizmus, koreliuoja su tarpląsteliniu oksidaciniu stresu[82]. Tie patys autoriai ištyrė kitos Indonezijos bakterijos (Pseudoalteromonas flavipulchra, pavadintos STILL{60}}) ekstraktą, susietą su kempine Stylotella sp.Cistanche ekstraktas, apsaugantis nuo radiacijosSTILL-33, kuris pasižymėjo dideliu DPPH ir ABTS ardymo aktyvumu, o ICso vertės buvo 7,80 ug/mL (DPPH) ir 31,50 ug/mL (ABTS)[83].

Kai kuriuose darbuose kartu su antioksidacinėmis savybėmis buvo įvertintas specifinių patogenų, dažniausiai susijusių su odos infekcijomis, augimo slopinimo aktyvumas. Pavyzdžiui, chlorintas chinolonas Ageloline A, išskirtas iš Streptomyces sp. SBT345, Viduržemio jūros kempinės Agelas oroides bakterinis simbiontas, buvo ištirtas dėl jo radikalų pašalinimo ir antimikrobinių savybių. Šis junginys turėjo antioksidacinį potencialą žmogaus leukemijos ląstelių linijoje (HL{6}}) ir dar labiau sumažino oksidacinį stresą bei genomo pažeidimus, kuriuos sukelia 4-nitrochinolino{8}}oksidas (NQO). Be to, Agelolinas A slopino Chlamydia trachomatis augimą priklausomai nuo dozės, o ICsn vertė buvo 2,14 ug/mL [84]. GSA10 taip pat buvo pastebėtas antimikrobinis aktyvumas prieš E. coli MTCC-1687, P. aeruginosa MTCC-1688, B.subtilis MICC-441 ir S.aureus MICC-737 padermė, susijusi su kempine Halichondria glabrata (Mumbajaus vakarinė pakrantė, Indija). Be to, antioksidacinės savybės buvo aptiktos naudojant DPPH pašalinimo ir Total Radical-trapping Anti-oxidant Parameter (TRAP) tyrimą. Visų pirma, atliekant TRAP tyrimą, GSA10 veikė kaip peroksilo sugėrėjai, o slopinimo procentas buvo proporcingas GSA10 koncentracijai [85]. Neseniai atliktame darbe neapdorotas metanolio ekstraktas ir Bacillus 2011SOCCUF3 padermės frakcijos, išskirtos iš kempinės S. officinalis (Cortiou ir Riou, Prancūzija), pasižymėjo antioksidaciniu ir antimikrobiniu poveikiu. Konkrečiai, DPPH tyrimas parodė nuo dozės priklausomą šalinimo aktyvumą, kai procentinis slopinimas buvo 38.9-49,1 proc. (10-50 mg/mL), o difuzijos su agaro šulinėliais metodas atskleidė didelį slopinamąjį poveikį. prieš C.albicans, kai koncentracija yra 2.5-20mg/mL[86].

Anti-senėjimo ir odą balinančios savybės, gautos iš neapdorotų Scopalina hapalia (Majoto pietryčių pakrantės) bakterijų simbiontų ekstraktų, buvo įvertintos pagal keletą taikinių, įskaitant elastazę, tirozinazę, katalazę, sirtuiną 1 (Sirt1), nuo ciklino priklausomą kinazę. 7 (CDK7), fyn kinazė ir proteasoma [66]. Visų pirma, izoliatas SH-82 (Micromonospora fluostatini) pakankamai slopino elastazės aktyvumą, o SH-89 turėjo reikšmingų anti-melanogeninių savybių, nes slopino tirozinazę (58,33 proc.). Stipriausius Sirtl aktyvumo aktyvatorius parodė SH-82 ir SH-100 (Bacillus licheniformis) ekstraktai. Be to, keturios Bacillus padermės ir trys Salinispora arenicola ekstraktai pasižymėjo atitinkamai antioksidaciniu ir CDK7 slopinamuoju poveikiu. Stulbinančius rezultatus pranešė S.cistanche žolėarenicola (SH{{0}}EA-SM) ir B.licheniformis (SH-04-EA-SM), slopina Fyn aktyvumą esant trims tirtoms koncentracijoms (0.{{ 8}}33, 0,0033 ir 0,00033 ug/mL). Priešingai, neapdoroti SH-45, SH-54, SH-78 ir SH{ ekstraktai {13}} pasižymėjo nedideliu aktyvumu, nustatytas tik esant didžiausiai koncentracijai (0,033 ug/mL). Apskritai, autoriai pasiūlė šias kempinės bakterijas kaip tinkamus naujų odos balinimo ir senėjimą stabdančių medžiagų šaltinius [66].

Kaip minėta pirmiau (žr. įvado skyrių), mikrobiologinės aktyviosios paviršiaus medžiagos pasižymėjo tinkamomis odos priežiūros preparatų savybėmis[57]. Pavyzdžiui, Dhasayan ir kt.[87] įvertino kelių padermių, išskirtų iš Indijos kempinės C. diffusa, drėkinamąsias savybes. Visų pirma, MB-30 (Halomonas sp.) ir MB-D9 (Alcaligenes sp.) pasižymėjo didžiausiu emulsinimo aktyvumu po 48 h inkubacijos, tuo tarpu MB-7 (Bacillus subtilis) ir MB{{ 8}} (Bacillus amyloliquefaciens) izoliatai po 72 h inkubacijos parodė tokias pačias savybes, o tai rodo, kad bioaktyvūs junginiai tikriausiai išsiskiria stacionarioje augimo fazėje [87]. Be to, neseniai atliktame darbe bakterijos padermė (Bacillus niabensis, My{11}}), susieta su kempine Mycale ramulosa (Kalifornijos įlanka), parodė aiškų aktyvumą atliekant griūvančio lašo testą ir emulsinimo savybes, pasižyminčias dideliu stabilumu 24 valandas. , palyginti su kontroline medžiaga (natrio dodecilo sulfatas, SDS). Be to, My{13}} supernatai pasižymėjo daug žadančiu priešpuvimo aktyvumu, o minimalios slopinančios koncentracijos (MIC) vertės buvo 1-2 proc. (v/v), prieš Bacillus subtilis, Micrococus sp. ir Sagittula stellata [88].

Šis straipsnis yra ištrauktas iš Kov. Drugs 2021, 19, 444. https://doi.org/10.3390/md19080444 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs