Merisienet edustavat kiehtovaa meren selkärangattomien syvyyttä

Ota yhteyttäoscar.xiao@wecistanche.comLisätietoja

Abstrakti:Meriympäristö on viime vuosikymmeninä löydetty valtavaksi uusien bioaktiivisten yhdisteiden varastoksi, joka on hyödyllinen ihmisten terveyttä ja hyvinvointia parantavissa lääkehoidoissa. Useiden bioteknistä potentiaalia omaavien merieliöiden joukossa sienet nostettiin yhdeksi mielenkiintoisimmista fylaista laajan uusia molekyylejä kuvaavan kirjallisuuden mukaan joka vuosi. Ei ole yllättävää, että ensimmäiset lääketieteellisiin tarkoituksiin käytetyt merilääkkeet eristettiin merisienestä ja niitä käytetään nykyään syövän ja virusten vastaisina aineina. Useimmissa tapauksissa kokeelliset todisteet kertoivat, että hyvin usein assosioituneet ja/tai symbioottiset yhteisöt tuottivat näitä bioaktiivisia yhdisteitä molemminpuolisen hyödyn vuoksi. Nykyään kauneushoidot suunnitellaan hyödyntäen meren uusien yhdisteiden hyödyllisiä ominaisuuksia. Itse asiassa kirjattiin useita kosmeettisiin hoitoihin soveltuvia biologisia aktiivisuuksia, kuten antioksidantti-, ikääntymistä estävä, ihoa valkaiseva ja emulgoiva aktiivisuus. Täällä keräsimme ja keskustelimme useista tieteellisistä tuloksista, jotka kertovat merisieni-symbionttien kosmeettisesta potentiaalista, joita edustavat yksinomaan sienet ja bakteerit. Bioaktiiviset yhdisteet, jotka on erityisesti ilmoitettu sieniaineenvaihdunnan tuotteiksi, sisältyivät myös. Sieniaineenvaihduntatuotteiden alkuperä on kuitenkin kyseenalainen, eikä niihin liittyvän eliöstön roolia voida sulkea pois, koska symbionttien eristäminen on kova haaste niiden viljelemättömien ominaisuuksien vuoksi.

Napsauta tätä saadaksesi lisätietoja

Avainsanat:sienet; bakteerit; sienet; antioksidantti;anti-aging; ihon valkaisu; antimikrobinen; valosuojaus

1. Esittely

Merisienet edustavat kiehtovaa meren selkärangattomien ryhmää, joka isännöi laajaa symbioottista yhteisöä sekä valtavaa sekundääristen metaboliittien tuotantoa [1-7]. Sieneihin liittyvä eliöstö voi tuoda yhteen laajan joukon fylogeneettisiä linjoja, mukaan lukien arkeat, bakteerit ja sienet [8,9]. Sienien ja niiden keskinäisten symbionttien väliset suhteet ovat monimutkaisia, ja bioaktiivisten sekundääristen aineenvaihduntatuotteiden tuotannolla voi olla mahdollinen puolustustehtävä tai se voi olla mukana kilpailussa pohjaeliöstöjen tilasta[10,11]. Kaiken kaikkiaan sienisymbiontien havaittiin olevan vastuussa isännän aineenvaihdunnasta ja kasvusta, kemiallisesta puolustuksesta ja sopeutumisesta bioottisiin ja abioottisiin stressitekijöihin[2,12-14].

Meren bioaktiivisten aineenvaihduntatuotteiden löytäminen mahdollisina lääke-, ravitsemus- ja kosmeettisen teollisuuden lääkkeinä sai aikaan useita tutkimusprojekteja, jotka perustuvat uusien kemiallisten osien tunnistamiseen, joilla on innovatiivisia biologisia toimintoja[15].mikä on cistancheViime aikoina kosmeettinen ala on kasvanut nopeasti, koska kuluttajat ovat kiinnittäneet enemmän huomiota voiteisiin ja emulsioihin, jotka sisältävät farmakologisia ominaisuuksia omaavia luonnollisia yhdisteitä [16]. Kosmeettiset valmisteet ovat paikallisia tuotteita, jotka sisältävät joitain bioaktiivisia ainesosia, jotka jäljittelevät lääkkeen kaltaisia ​​etuja parantamalla ihon terveyteen liittyvää toimintaa [16,17]. Maailmanlaajuisesti kosmeettinen teollisuus on vähitellen siirtymässä käyttämään luonnollisia yhdisteitä niiden bioyhteensopivien, turvallisten ja ympäristöystävällisten ominaisuuksien vuoksi [18]. Kosmeettisten tuotantojen menestys riippuu ensisijaisesti turvallisuudesta; alhaiset kustannukset; ja kyky säilyttää vaikuttava ainesosa, toimittaa se biologisesti aktiivisessa muodossa ja saada aikaan biologinen vaikutus tunnettujen mekanismien kautta[19]. Näiden jälkimmäisten, erityisesti sopimattomiin kemiallisiin ominaisuuksiin liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi kehitettiin joitain kapselointi- ja nanoformulaatiomenetelmiä, jotka parantavat huomattavasti lääkkeiden toimittamista ja tehokkuutta [20-25].

Vaikka kosmeettisia aineita on historiallisesti löydetty maakasveista[26-28], viime vuosikymmeninä niistä on löydetty useita meriympäristöistä. Itse asiassa valtameri edustaa runsaasti bioaktiivisten ainesosien lähdettä, kuten vitamiineja, kivennäisaineita, aminohappoja, proteiineja, lipidejä, polysakkarideja, terpenoideja, polyfenoleja, pigmenttejä ja entsyymejä, joille löytyy useita sovelluksia kosmeettisella alalla [29]. Merikosmeettisilla tuotteilla oli laaja valikoima hyödyllisiä vaikutuksia, kuten antioksidantteja, UV-suojaa, ikääntymistä estäviä, tyrosinaasia (ihon valkaisuja), antimikrobisia, haavoja parantavia ja emulgointiominaisuuksia (kuva 1)[{{8} }].

Cistanche voi estää ikääntymistä

Viime aikoina paljon huomiota on kiinnitetty meren antioksidantteihin, mukaan lukien syklosporiini ja mykosporiinin kaltaiset aminohapot (MAA), karotenoidit ja muut yhdisteet, joilla on useita tehtäviä kosmeettisella alalla [4,45]. Joitakin esimerkkejä ovat pigmentit (esim. karotenoidit), joita on erittäin runsaasti meriympäristössä, koska niitä tuottavat kaikki autotrofiset organismit (esim. bakteerit, arkeat, levät ja sienet). Karotenoideja ovat karoteenit (esim. lykopeeni ja -karoteeni) ja ksantofyllit (esim. astaksantiini, fukoksantiini ja luteiini), joilla on antioksidanttisia vaikutuksia[46], jotka suojaavat ihoa reaktiivisilta happilajilta (ROS), joita normaalisti vapautuu solut UV-säteilyn ja ihon ikääntymisen aiheuttaman luonnollisen hapettumisen jälkeen[42]. Koska synteettiset yhdisteetsaattaa aiheuttaa myrkyllisiä vaikutuksia ihmisten terveyteen ja hyvinvointiin[47], luonnollisia antioksidantteja tutkittiin niiden mahdollista käyttöä kosmetiikassa[49]. Antimikrobisia ja kiinnittymisenestoaineita, jotka suojaavat ihosairauksiin liittyviltä taudinaiheuttajilta, kuten Staphylococcus epidermis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginous ja Candida albicans, on myös kuvattu eri lähteistä, ja niitä pidettiin hyödyllisinä työkaluina kosmeettisten ja dermatologisten tuotteiden formuloinnissa. hoidot [39,50-54].Anti-aging -vesisäiliöLisäksi bioaktiivisia yhdisteitä, joilla on antityrosinaasiaktiivisuutta, on löydetty useita käyttökohteita kosmetiikkateollisuudessa, koska tyrosinaasi on keskeinen entsyymi, joka osallistuu melaniinin biosynteesiin, ja sen entsymaattisen aktiivisuuden lohkoa voidaan käyttää ihon valkaisuhoidoissa, joiden käyttö on erittäin suosittua joissakin maissa. maissa [55]. Pinta-aktiivisia aineita ja emulgointiaineita, joissa on sekä hydrofiilisiä että hydrofobisia ryhmiä, voitaisiin käyttää myös kosmeettisessa alalla [56,57]. Useita meren mikro-organismeista eristettyjä proteiini-polysakkaridikomplekseja, glykolipidejä ja lipopeptidejä tutkittiin biosurfaktanttien ja emulgointiaineiden tuottamiseksi [58]. Esimerkiksi kitosaania ehdotettiin sen korkean vettä sitovan kapasiteetin vuoksi ihon kosteuttajaksi ja aineenvaihdunta-aineeksi ikääntymistä ehkäisevien tuotteiden kosmeettisissa valmisteissa [59].

Tunnettuja merikosmeettisten valmisteiden tuottajia ovat syanobakteerit sekä mikro- ja makrolevät [24,60-63], ja useat yhdisteet ovat kliinisissä kokeissa tai jo hyväksyttyjä markkinoille [64,65]. Kuten aiemmin mainittiin, sieneen liittyvä mikrobiota tuottaa joukon bioaktiivisia yhdisteitä, joilla on hyödyllisiä ominaisuuksia ihmisten terveydelle [6]. Huolimatta suuresta bioteknologisesta merkityksestä, toistaiseksi vain muutamassa tutkimuksessa on tarkasteltu sieni-symbionttien aineenvaihduntatuotteiden mahdollisia sovelluksia kosmetiikkaalalla keskittyen tiettyihin sienilajeihin[66] tai ryhmittelemällä useita meren organismien taksoneja [29].

Tässä katsauksessa analysoimme kokoelmaa tieteellistä kirjallisuutta sieni-symbiontteihin liittyvistä yhdisteistä, joilla on mielenkiintoisia biologisia aktiivisuuksia kosmeettisella alalla. Keskityimme erityisesti bakteereihin ja sieniin, joita on erittäin runsaasti sieni-yhteisöissä. Lisäksi harkitsimme myös sieni-aineenvaihduntatuotteita, joiden biologiset aktiivisuudet todettiin erittäin sopiviksi kosmeettisiin formulaatioihin.

2. Sienisymbiontit kosmeettisella alalla

2.1. Bakteerit

Useat meren bakteereista kuvatut bioaktiiviset yhdisteet, kuten polyketidit, alkaloidit, peptidit, proteiinit, lipidit, syklosporiini ja MAA:t, glykosidit, isoprenoidit ja hybridit, osoittivat yllättäviä aktiivisuuksia, kuten valolta suojaavia, ikääntymistä estäviä, mikrobien vastaisia, antioksidantteja. -hapettava ja kosteuttava vaikutus[58,67]. Mielenkiintoinen kyky tuottaa joitain UV-säteilyä absorboivia yhdisteitä, mukaan lukien scytonemiinit (yksinomaan syanobakteerit), mykosporiinit, karotenoidit ja melaniini, selitettiin mahdollisilla evoluutiomekanismilla, joka on kehitetty suojaamaan sieniä UV-säteilyn haitallisilta vaikutuksilta [68,69].

Kuten johdannossa kerrottiin, karotenoidit, kuten karoteeni ja lykopeeni, osoittivat valolta suojaavaa aktiivisuutta, mikä paljastaa useita sovelluksia kosmeettisilla aloilla[70]. Dharmaraj ja muut kirjoittajat[71] tutkivat Keralan länsirannikolta (Intia) kerätyn Callyspongia diffusa -sieneen liittyvän Streptomyces-kannan (AQBWWS1) karotenoidiuutetta. Sen kemiallinen profiili paljasti lykopeenia, jota ehdotettiin mahdolliseksi ainesosiksi kosmeettisten valmisteiden valmistuksessa[71].

Uusi diapolykopeenidihapon ksylosyyliesteri A, uutettu meren sieniperäisestä bakteerista Rubritalea squalenifaciens sp. nov, paljasti voimakkaan antioksidanttiaktiivisuuden 'O2-suppressiomallissa, puolet maksimaalisesta estopitoisuudesta (IC50) 4,1 ug/ml 【72】.cistanche benefíciosAlkaloidi diatsepinomisiini eristettiin myös kannasta Mi-cromonospora sp. RV115 liittyy Välimerestä kerättyyn sieneen Aplysina aerophoba. Tämä molekyyli pystyi suojaamaan ihmisen munuaissolulinjoja (HK-2) ja ihmisen promyelosyyttisiä (HL-60) solulinjoja H2O2:n aiheuttamilta toksisuuksilta ja genomivaurioilta[73]. Virgibacillus sp. sieneen liittyvä C. diffusa (Mannarinlahti) osoitti 1,1-difenyyli-2-pikryylihydratsyyli (DPH) -radikaaleja poistavaa aktiivisuutta ICso:n ollessa 857,49 ug/ml. Lisäksi havaittiin selkeä hydroksyyli- ja superoksidivapaiden radikaalien sieppausaktiivisuus (ICso =471.07 ug/ml ja 1353,28 ug/ml, vastaavasti), mikä todennäköisesti korreloi bioaktiivisten yhdisteiden, kuten alkaloidien, terpenoidien, pelkistysaineen kanssa. sokerit ja antrakinonit, jotka on havaittu kemiallisilla analyyseillä[74]. Vastaavissa töissä kaksi Vibrio-kantaa (P1Ma8 ja P1Ma5) ja useita Bacillus sp. Sienistä eristetyt Phorbas tenacious ja Tedania anhelans osoittivat tehostunutta vapaiden radikaalien sieppausaktiivisuutta arvioituna DPPH-määrityksellä [75,76]. Sieniperäisestä Bacillus sp. (Lakshadweepin saaristo Intiassa) tutkittiin myös käyttämällä DPPH-määritystä, typpioksidin (NO) ja vetyperoksidin (H2O2) huuhteluaktiivisuutta sekä kokonaispelkistystehoa. Vaikuttava yhdiste kykeni poistamaan H202:ta annoksesta riippuvaisella tavalla. Lisäksi NO:n ja DPPH:n estämisen ICso oli 41,70 ug/ml ja 15,025 ug/ml, vastaavasti 【77】.

Useista intialaisista sienistä eristettyjen sadan bakteeribiontin bioaktiivisuusseulonta johti GUVFCFM{{0}}-kannan eristämiseen, joka tunnistettiin nimellä Chromohalobacter israe-lensis. Erityisesti metanoliuutteessa havaittiin merkittävä prosenttiosuus DPPH:n (67,83 prosenttia) ja superoksidin (65,87 prosenttia) poistamisesta[78]. DPPH-testejä ja kokonaisfenolipitoisuuden (TPC) kvantifiointia käytettiin myös Pseudomonas sp.:n antioksidanttiaktiivisuuden arvioimiseen. uute, joka liittyy merisieneen Hyrtios aff. erektiot Punaisestamerestä. Erityisesti DPPH-määritys osoitti 100 prosentin eston kaikilla testatuilla määrillä (50, 25, 12,5 ja 6,25 mg)[79]. Lisäksi Vijayan et al[80] osoittivat, että bakteerit liittyivät tummapigmenttisiin sieniin (Haliclona). pigmentifera, Sigmadocia pumila, Fasciospongia cavernosa, Spon-gia Officinalis ja C. diffusa), jotka kerättiin Mannarinlahdelta Intian valtamerestä, tuottivat sytotoksista melaniinia, jolla oli antioksidanttisia ja valolta suojaavia vaikutuksia. Korkeaa melaniinin tuotantoa osoittavista bakteerikannoista Hali clona pigmentiferasta, Sigmadocia pumilasta ja S. officinalista eristetty Vibrio alginolyticus suojasi hiiren fibroblastisoluja (L929) UV-indusoidulta solunsisäiseltä reaktiiviselta happistressiltä (IC50 =9.0 ug). /ml) eikä se aiheuttanut sytotoksisuutta L929-soluihin ja suolavesikatkarapuihin [80]. Indonesian vesiltä löydetyt sieniperäiset kannat HAL-08, HAL-13 ja HAL-74(Haliclona sp.) sekä PTR-21(Petrosia sp.) olivat arvioitiin käyttämällä DPPH- ja ABTS- (2,2'-atsinobis3-etyylibentsotiatsoliini-6-sulfonaatti)-menetelmiä. Testattujen isolaattien joukossa korkeimman antioksidanttiaktiivisuuden paljasti HAL-08:n raakauutte, jonka ICso-arvot olivat 17,10 ja 59,39 ug/ml DPPH- ja ABTS-radikaaleille, vastaavasti. Lisäksi PTR-21 näytti olevan tehokkain ikääntymistä estävä aine, joka on testattu Schizosaccharomyces pomben elinkelpoisuuden suhteen [81]. Bakteerien PTR-08,PTR-40,PTR-41 ja PTR-47, jotka tunnistettiin Pseudomonas sp:ksi, antioksidanttiaktiivisuus arvioitiin myös. PTR-08-uutte osoitti korkeimmat antioksidanttiset ominaisuudet ICsn-arvoilla 9,25 ja 235,53 ug/ml DPPH- ja ABTS-radikaaleille, vastaavasti. Mielenkiintoista on, että Schizosaccharomyces pomben PTR{57}}-moduloima hiivan pitkäikäisyys edistää antioksidanttisia puolustusmekanismeja korreloi solunsisäisen oksidatiivisen stressin kanssa[82]. Samat kirjoittajat tutkivat Stylotella sp. sieneen liittyvän toisen indonesialaisen bakteerin (Pseudoalteromonas flavipulchra, nimeltä STILL{60}}) uutetta.Cistanche-uute Anti-säteilySTILL-33, jolla oli korkea DPPH:ta ja ABTS:ää hajottava aktiivisuus ICso-arvoilla 7,80 ug/ml (DPPH) ja 31,50 ug/ml (ABTS)[83].

Jotkut työt yhdessä antioksidanttiominaisuuksien kanssa arvioivat tiettyjen ihoinfektioissa yleisesti mukana olevien patogeenien kasvua estävän aktiivisuuden. Esimerkiksi kloorattu kinoloni, Ageloline A, eristetty Streptomyces sp. Välimeren Agelas oroides -sienen bakteerisymbiontti SBT345 tutkittiin sen radikaaleja poistavia ja antimikrobisia ominaisuuksia vastaan. Tällä yhdisteellä oli antioksidanttipotentiaalia ihmisen leukemiasolulinjassa (HL-60) ja se pystyi edelleen vähentämään oksidatiivista stressiä ja 4-nitrokinoliini-1-oksidin (NQO) aiheuttamaa genomista vauriota. Lisäksi Ageloliini A esti Chlamydia trachomatis -taudin kasvua annoksesta riippuvaisella tavalla ICsn-arvolla 2,14 ug/ml [84]. GSA10:stä havaittiin myös antimikrobisia vaikutuksia E. coli MTCC-1687, P. aeruginosa MTCC-1688, B. subtilis MICC-441 ja S. aureus MICC-737 vastaan. Kanta, joka liittyy sieneen Halichondria glabrata (Mumbain länsirannikko, Intia). Lisäksi hapettumisenestoominaisuudet havaittiin käyttämällä DPPH-puhdistusta ja Total Radical-trapping Anti-oxidant Parameter (TRAP) -määritystä. Erityisesti TRAP-määrityksen kautta GSA10 toimi peroksyylinpoistoaineina, ja eston prosenttiosuus oli verrannollinen GSA10-konsentraatioihin [85]. Äskettäisessä työssä raaka metanoliuutte ja Bacillus 2011SOCCUF3 -kannan fraktiot, jotka oli eristetty sienestä S. officinalis (Cortiou ja Riou, Ranska), osoittivat antioksidanttisia ja antimikrobisia vaikutuksia. Erityisesti DPPH-määritys osoitti annoksesta riippuvaa huuhteluaktiivisuutta, jossa prosentuaalinen inhibitio oli 38.9-49,1 prosenttia (10-50 mg/ml), ja agar-kuoppadiffuusiomenetelmä paljasti voimakkaan estovaikutuksen. C.albicansia vastaan ​​konsentraatioalueella 2.5-20mg/ml[86].

Scopalina hapalian (Mayotten kaakkoisrannikon) bakteerisym-biontien raakauutteiden ikääntymistä estäviä ja ihoa valkaisevia ominaisuuksia arvioitiin useissa kohteissa, mukaan lukien elastaasi, tyrosinaasi, katalaasi, sirtuiini 1 (Sirt1), sykliinistä riippuvainen kinaasi. 7 (CDK7), fyn-kinaasi ja proteasomi[66]. Erityisesti isolaatti SH-82 (Micromonospora fluostatini) esti riittävästi elastaasiaktiivisuutta, kun taas SH-89 osoitti merkittäviä anti-melanogeenisiä ominaisuuksia tyrosinaasin eston vuoksi (58,33 prosenttia). Tehokkaimpia Sirtl-toiminnan aktivaattoreita osoittivat SH-82 ja SH-100 (Bacillus licheniformis) -uutteet. Lisäksi neljällä Bacillus-kannalla ja kolmella Salinispora arenicolan uutteella oli vastaavasti huomattava antioksidantti- ja CDK7-inhibiittoriaktiivisuus. Yllättäviä tuloksia raportoi S.cistanche herbaarenicola (SH{{0}}EA-SM) ja B.licheniformis (SH-04-EA-SM), jotka estävät Fyn-aktiivisuutta kolmella testatulla pitoisuudella (0.{{ 8}}33, 0,0033 ja 0,00033 ug/mL). Sitä vastoin SH-45, SH-54, SH-78 ja SH{ raakauutteet {13}} osoitti vähäistä aktiivisuutta, joka havaittiin vain korkeimmalla pitoisuudella (0,033 ug/ml). Kaiken kaikkiaan kirjoittajat ovat ehdottaneet näitä sieniperäisiä bakteereja sopiviksi uusien ihon valkaisu- ja ikääntymistä ehkäisevien aineiden lähteiksi [66].

Kuten edellä mainittiin (katso johdanto-osa), mikrobisilla biosurfaktantilla oli sopivia ominaisuuksia ihonhoitokoostumuksiin[57]. Esimerkiksi Dhasayan et al[87] arvioivat useiden intialaisesta sienestä C. diffusa eristettyjen kantojen kosteuttavia ominaisuuksia. Erityisesti MB-30 (Halomonas sp.) ja MB-D9 (Alcaligenes sp.) osoittivat korkeinta emulgointiaktiivisuutta 48 tunnin inkuboinnin jälkeen, kun taas MB-7 (Bacillus subtilis) ja MB{{ 8}} (Bacillus amyloliquefaciens) -isolaateilla oli samat ominaisuudet 72 tunnin inkubaation jälkeen, mikä viittaa siihen, että bioaktiiviset yhdisteet todennäköisesti erittyvät kasvun stationaarivaiheessa [87]. Lisäksi äskettäisessä työssä Mycale ramulosa-sieneen (Kalifornianlahti) liittyvä bakteerikanta (Bacillus niabensis, My{11}}) osoitti selkeää aktiivisuutta putoamistestissä ja emulgointiominaisuuksissa, joilla oli korkea stabiilisuus 24 tunnin ajan. , verrattuna kontrolliin (natriumdodekyylisulfaatti, SDS). Lisäksi My{13}}:n supernats osoitti lupaavaa kiinnittymisenestoaktiivisuutta, kun vähimmäisinhibiittoripitoisuus (MIC) oli 1-2 prosenttia (v/v), Bacillus subtilis, Micrococus sp. ja Sagittula stellata vastaan ​​[88].

Tämä artikkeli on poimittu julkaisusta Mar. Drugs 2021, 19, 444. https://doi.org/10.3390/md19080444 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs