青蛇传说:类蛇毒肽
青蛇传说:类蛇毒肽
美容肽原料介绍系列之四:类蛇毒肽
在马来西亚的槟城,有一处著名的景点——蛇庙(Snake Temple)。这座建立于1850年的清水寺,本来是祖籍中国福建的华侨供奉老乡——宋末抗元英雄陈昭应的道教宫观,后来被进入寺庙偷吃贡品的蛇成功入侵,蛇占神巢,变成了现在的蛇庙,并且因蛇而一举成名,成为马来西亚的十大景点之一。
图一 马来西亚蛇庙(图片来源于网络)
马来西亚蛇庙又叫青龙庙,里面的蛇以绿蛇为主,但是却并不是我们大家熟知的竹叶青绿蛇,而是一种叫做铠甲蝮的蛇,拉丁学名为Tropidolaemus Wagleri,中文名也称为韦氏铠甲蝮,主要是为了纪念德国爬行动物学家Johann Georg Wagler。
韦氏铠甲蝮蛇是一种中型毒蛇,属于蝮蛇亚科,可以水陆并行,常栖息于平原、丘陵、低山区或田野溪沟乱石堆或草丛中。除了食用外,铠甲蝮蛇还有很高的医药价值。铠甲蝮的分布范围较广,在国外主要分布在菲律宾、马来西亚、泰国、缅甸、老挝以及印度尼西亚等地;在国内主要分布在长江以南地区。铠甲蝮因幼年和成年的不同肤色、漂亮的斑纹,被称为蛇中美人。
图二 不同的韦氏铠甲蝮(图片来源于网络)
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人们对于毒蛇的最大恐慌,可能来源于蛇的毒液可以夺走人类的生命。每种毒蛇的毒液都是由不同成分组成的,有些毒蛇的毒液由神经毒素组成,比如银环蛇;有些毒蛇的毒液由细胞毒素组成,比如五步蛇;有些毒蛇含有血循毒素,比如泰国圆斑蝰;有些毒蛇的毒液由多种毒素组成,被称为混合毒素,比如眼镜蛇和眼镜王蛇。
韦氏铠甲蝮的毒液不同于其它蝰科毒蛇的毒液,它的毒液中主要成分是一种名叫Waglerin的肽类神经毒素(Waglerin-1),这是一种其它毒蛇毒液中压根就没有的毒素。
人类对于韦氏铠甲蝮毒液的研究非常早,早在1931年,Smith和Hindle等人研究的结果显示铠甲蝮蛇整个毒液的量基本很难毒死人类。当人类被韦氏铠甲蝮咬伤后只会出现局部疼痛肿胀,很少会出现明显的神经毒性症状。进一步的研究表明,原来韦氏铠甲蝮的这种神经毒素只对自己的猎物效果比较明显,而对人类以及非食谱上的动物的毒理作用有限。Lin W W等人在1995年的研究结果显示,给小鼠静脉注射0.5μg/g的Waglerin-1,5分钟内小鼠就产生了呼吸衰竭,而针对大鼠,同样静脉注射0.5μg/g的Waglerin-1,除了在高浓度下产生短暂性低血压外,没有观察到对呼吸和血压的毒性作用。
从Waglerin-1毒液对不同物种的伤害完全不一样的研究结果可以看出,韦氏铠甲蝮更像是一个善良而残忍的杀手:冤有头债有主,确认过眼神,只伤害喜欢的人。
二 蛇毒与类蛇毒肽
1991年和1992年,Weinstein和Schmidt从蛇毒里的Waglerin的肽类神经毒素中分离出来大量的结构类似的多肽,比如GGKPDLRPCHPPCHYIPRPKPR(S-S),研究发现这些多肽具有共同的特点:
- 具有二硫键(发挥毒性的关键结构);
- 具有较多的Pro(神经类毒素与其它毒素的主要区别);
- C-末端具有RPKPR残基(抑制肌肉烟碱型乙酰胆碱受体( mnAChR) 的主要功效区域)。
蛇毒多肽序列中的RPKPR结构能够抑制肌肉烟碱型乙酰胆碱受体( mnAChR)的功效,可以起到麻痹神经的作用,这些特性引起了全球最大玩蛇人——瑞士化学公司Pentapharm(彭特法姆)的注意。Pentapharm的科学家在提取蛇毒的基础上,通过不断的检测来找到对于抗皱最有效的片段,然后进行相应的结构改造,最终得到了一种仿生肽,也就是类蛇毒肽,中文INCI名称为二肽二氨基丁酰芐基酰胺二乙酸盐。
类蛇毒肽的结构改造主要基于Waglerin-1序列中Pro相邻的两个碱性残基,主要改造包括:减少肽链长度,降低碱性,减少侧链长度、形成C-末端的苄基修饰。2005年,Pentapharm申请了化合物的全球专利,2006年推出产品,并一举获得瑞士生物创新大奖。
图三 Waglerin-1部分片段改造为类蛇毒肽结构
2007年,化妆品原料巨头帝斯曼集团全资收购Pentapharm,之后成功完成分子合成的工艺优化,推出了类蛇毒肽化妆品原料,商品名为SYN-AKE。
帝斯曼目前在市场上提供的主要是类蛇毒肽原液,其具体的原液配方见表 1。
表1:帝斯曼类蛇毒肽原液配方
Composition |
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INCI name |
Content |
CAS No. |
EINECS/ELINCS |
Dipeptide Diaminobutyroyl Benzylamide Diacetate |
0.1-1% |
823202-99-9 |
none |
Glycerin |
>50% |
56-81-5 |
200-289-5 |
Aqua |
25-50% |
7732-18-5 |
231-791-2 |
General Properties |
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三 类蛇毒肽的作用机制
1996年,L. Sellin等人就发现Waglerin-1多肽对乙酰胆碱受体的影响。1999年,J. J. McArdle等人发现Waglerin-1具有选择性地阻断含有epsilon亚基的小鼠乙酰胆碱受体,同时发现成年小鼠的乙酰胆碱受体比幼年小鼠对Waglerin-1更为敏感。
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(1)左图表示终板电位(EPP):50 个对照组对 0.5 Hz 神经刺激的平均反应。记录数值是使用 1 μM Waglerin-1 后 80-100 s记录的 10 个 EPP 的平均值。 (2)右图:胸骨三角神经肌的运动终板对 10 个持续时间为 2 ms 和 40 nA 振幅的离子电泳施加乙酰胆碱脉冲的平均响应值(右下图)。右上图显示使用 1 μM Waglerin-1 后控制响应(EPP)的大小。 校准条:垂直、2 mV 和 20 nA;水平,EPP 为 10 ms,乙酰胆碱敏感性记录为 24 ms。 |
图四 Waglerin-1多肽对乙酰胆碱受体的影响(L. Sellin等人)
在帝斯曼对类蛇毒肽( SYN-AKE)的测试过程中,检测不同浓度类蛇毒肽对 M1 胆碱受体活性的抑制作用,结果显示类蛇毒肽可以拮抗乙酰胆碱受体,IC50>400ppm。
图五 类蛇毒肽对乙酰胆碱受体的拮抗作用(第三方检测结果)
皱纹的产生主要是肌肉的收缩造成的。正常情况下肌肉收缩过程是 : 神经冲动-释放乙酰胆碱( Ach) -乙酰胆碱与受体结合-肌肉细胞上钠离子通道打开-肌肉收缩。在这个过程中,乙酰胆碱好比钥匙, 乙酰胆碱受体好比锁, 只有钥匙与锁匹配, 肌肉才会收缩。
类蛇毒肽结合了乙酰胆碱受体ε亚单位,占据了乙酰胆碱的位置,从而阻止乙酰胆碱与受体的结合,导致乙酰胆碱受体不被激活。好比把锁眼堵住,这时候作为钥匙的乙酰胆碱就没有了用武之地, 神经兴奋传递被阻断,肌肉细胞就不收缩。
图六 类蛇毒肽的作用机制(帝斯曼产品手册)
在体外功效测试过程中, 通过肌肉细胞功效实验显示,在使用0.5mM的类蛇毒肽一分钟后,肌肉细胞的收缩频率立即降低了36%,而2小时后,降低了82%,直到使用2天后,频率依然可以降低67%。这说明,类蛇毒肽减弱肌肉细胞收缩的功效,是即时且长效的,并安全可逆。
图七 类蛇毒肽的体外功效测试结果(帝斯曼产品手册)
在人体功效测试过程中,45名受试者,选择SYN®-AKE(4%)、乙酰六肽-3溶液(10%)、安慰剂进行对比双盲测试,测量涂抹前后的变化,每组15名志愿者(女性,年龄41-60岁),为期28天,每日两次。使用Primos3 D评估面部皱纹效果;评价鱼尾纹和前额表情纹。
结果显示,类蛇毒肽可以显著减少鱼尾纹, 与参比物质相比,其表现出显著的高活性。使用4% SYN®-AKE的28天后,受试者的皮肤平滑程度提高8%,皱纹深度减少8%(Ra:平均粗糙度,Ra 的降低表示平滑的缓解;Rt:深度变化最高和最低处的最大差异;Rz:这些最大差异的平均值;Rt 和 Rz 的减小表示皱纹深度的减小)。
图八 类蛇毒肽对鱼尾纹的对比测试结果(帝斯曼产品手册)
在前额表情纹的测试中,类蛇毒肽可以显著减少前额表情纹, 数据显示,使用4% SYN®-AKE的28天后,受试者的皮肤平滑程度提高21%,皱纹深度减少20%
图九 类蛇毒肽对前额表情纹的对比测试结果(帝斯曼产品手册)
在一项开放的人体临床研究中,30名志愿者连续使用4周SYN-AKE类蛇毒肽溶液,分别在使用前、使用2周和4周后,通过Antera 3D拍照及仪器测量,对皮肤弹性、细纹深度和细纹评分进行检测和统计。
结果显示,使用2周,皱纹数量减少,皮肤弹性提升6.38%,细纹深度下降11.44%;使用4周,皱纹数量减少,皮肤弹性提升10.64%,细纹深度下降10.7%。
图十 类蛇毒肽人体功效测试结果(帝斯曼产品手册)
四 类蛇毒肽的应用
岁月是把杀猪刀,一刀一刀催人老;年龄是把无情剑,剑剑逼你皱纹现。不管你承不承认,从青年时期的手如柔荑,肤如凝脂;到老年的鹤发鸡皮,蓬头历齿。人生一直走在变老的路上,每一道皱纹都是岁月的烙印,每一缕白发都是时光的见证;容颜的变化,是岁月的规律,但留住青春,却又是每个人的心愿。
类蛇毒肽来自于大自然天然蛇毒的灵感,在抗衰领域凭借着“天塌脸不塌、蛇毒我不毒”的使命,肩负着逆天改命的责任。在京东、拼多多、抖音、天猫等各大电商平台上,以“类蛇毒肽”进行宣传的化妆品比比皆是。包括菲洛嘉、雅诗兰黛、欧莱雅、丸美、珀莱雅等品牌均把类蛇毒肽作为抗衰的明星成分作为主推的高端产品,涉及精华液、眼贴、额头贴、眼霜、面膜等各品类。
2010年,好莱坞女星们最信赖的皮肤诊所之一Sonia Dakar就制作了不少高级订制类蛇毒肽面霜,Gwyneth Paltrow等明星是他们的大牌忠实客户。由于安全性高,祛皱提拉效果卓越,类蛇毒肽成为很多好莱坞女星护肤的第一选择。
表2:国内部外部分使用类蛇毒肽的化妆品
品牌 |
产品 |
图片 |
欧莱雅 L’ORÉAL |
紫熨斗眼霜 |
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菲洛嘉 FILORGA |
逆时光眼霜 |
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德玛帝娃 DERMADIVA |
胜肽塑颜活肌眼霜 |
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丸美 |
小红笔眼霜 |
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优时颜 |
微笑眼霜 |
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参考文献:
1. M.A. Smith et al. Trans. R. Soc. trop. Med. Hyg,1930, 25, 115-120.
2. S.A. Minton. Toxicon,1968,6,93-97.
3. J.J. Schmidt et al. Toxicon,1992,30,1027-1036.
4. Choo Hock Tan et al. Scientific Reports. 2017 Feb 27:7:43237.
5. L. Sellin et al. Biophysical Journal. 1996 70:3-13.
6. Lin W.W. et al. Toxicon .1995, 33(1):111-114.
7. S.A. Weinstein et al. Toxicon,1991,29,227-236.
8. J. J. McArdle et al. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics,1999, 289,543-550
9. 帝斯曼官网
10. 帝斯曼SYN-AKE产品手册
(备注:部分图片来自于网络,侵权必删!)
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