勝肽是當今廣泛被應用的美容成分之一,其物質(zhì)種類和功效多種多樣。本文針對應用較多、分屬不同作用機理的乙?;?、棕櫚酰五肽和銅三肽-1進行了專利技術(shù)的簡單分析和介紹,以期為勝肽的研究、應用和改進提供參考。
關(guān)鍵詞:勝肽;抗皺;乙?;模蛔貦磅N咫?;銅肽,專利
隨著我國人口老齡化和公眾追求美麗意識的增強,延緩皮膚衰老,擁有年輕、姣好的面容已成為當今社會普遍追求的潮流和美容醫(yī)學領(lǐng)域研究的熱點之一。本文介紹了皮膚衰老與皺紋出現(xiàn)的內(nèi)部改變機制,并圍繞專利技術(shù)中抗皺活性肽的功效、研發(fā)及其應用展開分析,為抗皺美容產(chǎn)品的開發(fā)及研究提供借鑒。
皮膚衰老本屬于一種正常的生理現(xiàn)象,但許多外源性因素如日光照射、環(huán)境污染以及不良的生活習慣、營養(yǎng)不良等均會加速皮膚的衰老,尤其突顯在人體皮膚暴露最多的部位——面部,皺紋的多少和深淺標志著皮膚衰老的程度。
面部相關(guān)的皺紋主要有兩大類:第一類為動力性皺紋,是由于面部表情肌的運動使皮膚呈現(xiàn)出各種皺紋,如常見的抬頭紋、眉間紋、魚尾紋、鼻唇溝紋等[1]。第二類為重力性皺紋,多在40歲以后逐漸產(chǎn)生,主要是在重力作用下皮膚松弛下垂所致[1]。
從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看,面部皺紋的出現(xiàn)主要是由于皮膚中的膠原蛋白和彈性纖維明顯縮短、斷裂和減少而導致。膠原蛋白主要存在于皮膚的真皮層,占皮膚組成成分的70%。真皮層主要包含I型和III型膠原蛋白、彈性蛋白和蛋白多糖,在自然老化過程中,真皮層膠原含量逐年降低,分析原因可能是基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)表達上升同時伴隨膠原合成減少的結(jié)果。年齡的增長和紫外線照射,都會導致MMPs增加,引起過多細胞外基質(zhì)降解,導致皮膚膠原和彈性纖維的損傷,從而引起皺紋[2]。
勝肽(peptides),又稱多肽,是蛋白質(zhì)的組成片段,是由具有一定序列的氨基酸通過酰胺鍵相連而成。由兩個氨基酸組成的多肽稱為二肽;由三個氨基酸組成的多肽稱為三肽;以此類推。在化妝品中應用的勝肽多為二肽至十肽之間的小分子肽,如此與較大分子量的其他美容原料如水解蛋白、蛋白、蛋白酶等相區(qū)分。屬于小分子肽類的勝肽分子量小、透皮吸收率高且其生物降解后為氨基酸、無副作用[3],是目前公認的抗皺成分中種類最多、最安全的一種。
針對皮膚皺紋形成的不同機理,勝肽類產(chǎn)品能夠從多角度、多靶點地全面抗皺美容。根據(jù)其作用原理和功能,勝肽主要可分為以下幾類[4]:
(1)神經(jīng)遞質(zhì)抑制類多肽:該類多肽的作用機理與肉毒桿菌毒素類似,能夠阻斷神經(jīng)肌肉連接處的乙酰膽堿和/或兒茶酚胺的釋放,從而阻斷神經(jīng)傳遞肌肉收縮的訊息,使臉部肌肉放松,達到減輕細紋的目的。適用于表情肌集中的部位,如眼角、額頭等[5]。這類多肽的代表性成分主要有:乙?;?8/3/1、乙?;穗?3(SNAP-8)、類蛇毒肽、五肽-3等。
(2)信號肽:顧名思義,該類勝肽作為信使促使成纖維細胞合成膠原,通過調(diào)節(jié)膠原的動態(tài)平衡來增加皮膚膠原的合成,使皮膚緊致有彈性,平撫皺紋。該類多肽主要包括棕櫚酰五肽-4/3、棕櫚酰三肽-5/1、棕櫚酰六肽-12等。
(3)承載類肽:該類多肽能夠促使細胞更新,促進皮膚再生。其中代表性的為銅肽,最初用于傷口的護理,促進皮膚愈合。后續(xù)發(fā)現(xiàn)該類肽能夠通過恢復皮膚修復能力、減少皮膚受損、促進膠原蛋白形成等途徑實現(xiàn)皮膚美容的效果。
(4)酶抑制類肽:該類勝肽通過抑制基質(zhì)溶解蛋白酶來減少皺紋的產(chǎn)生?;|(zhì)溶解蛋白酶的增加會導致皺紋的產(chǎn)生,而酶抑制肽能夠抑制基質(zhì)溶解蛋白酶進而達到防止皺紋形成的目的。如三氟乙酰三肽-2等。
此外,還有些勝肽具有抗氧化、消除自由基的功效,包括熟知的谷胱甘肽和肌肽等。
在INCOPAT專利數(shù)據(jù)庫中以勝肽、抗皺兩方面關(guān)鍵詞結(jié)合化妝品領(lǐng)域分類號搜索整理,至2024年12月31日提交的專利申請共6216條,經(jīng)簡單同族合并后得到3308份專利族。以此檢索結(jié)果為基礎(chǔ)從以下四個角度進行簡要分析,具體如下:
3.1全球?qū)@夹g(shù)申請趨勢分析
由圖1可看出,2015年之前每年的專利申請量相對比較穩(wěn)定,2015 - 2019年逐年增加,至2019年達到最高申請量300件,2020年與2021年因為新冠疫情申請量有較小回落。近兩年,我國鼓勵高質(zhì)量發(fā)明專利申請、消除低質(zhì)量申請泡沫,2023年與2024年兩年的申請量也持續(xù)降低。
3.2 專利申請的國家/地區(qū)分布分析
圖2列舉了專利申請量最多的前10個國家或地區(qū),我國的專利申請量遙遙領(lǐng)先,首先反映了國人對專利保護的普遍認識,也可以看出我國研發(fā)者對勝肽在抗皺美容等作用中的重視度,這與龐大的中國市場需求量也相互契合。圖2同時也反映出發(fā)達國家或地區(qū)對勝肽抗皺美容研究和開發(fā)的關(guān)注度。
3.3 專利申請人分析
在圖3列舉的前10名申請人中,六個屬于國外知名品牌公司,前五名分別為寶潔公司、歐萊雅公司、SEDERMA公司、Lipotec公司和深圳市維琪科技股份有限公司。寶潔公司的玉蘭油Olay紅瓶系列、歐萊雅的小蜜罐面霜都是以勝肽為活性成分。SEDERMA公司致力于開發(fā)和生產(chǎn)用于個人護理和化妝品的活性成分,主要為其他化妝品公司提供原料成分,旗下的Matrixy系列產(chǎn)品就是以五肽類為主要活性成分。位列第四的Lipotec公司是以勝肽為代表性成分——乙?;牡淖钤缪邪l(fā)者和原料供給商。位列第五的深圳市維琪科技股份有限公司與SEDERMA公司、Lipotec公司相似,公司業(yè)務主要為研發(fā)新的活性成分并向化妝品制造商提供原料成分,其研發(fā)產(chǎn)品主要與活性多肽相關(guān)。
3.4 專利技術(shù)內(nèi)容分析
由于一份專利申請可以涉及多個研究方面,如組合物的配制、用途、主要成分的結(jié)構(gòu)改造等,因此,發(fā)明內(nèi)容分類的專利申請相互重疊,其申請量總值大于實際申請量。但通過圖4的發(fā)明內(nèi)容分析可看出研究的方向和改進內(nèi)容,也可為今后的研究提供思路和指引,如改進制劑或活性成分的結(jié)構(gòu)進而擴大多肽類成分的功效和使用環(huán)境,不僅用在化妝品上,也可應用于藥物、食品等。
以抗皺為目的的護膚產(chǎn)品中,應用最多的主要是神經(jīng)遞質(zhì)抑制類多肽、信號肽及承載類肽。以下即對這三類勝肽中的代表性組分及相關(guān)專利技術(shù)進行介紹。
4.1 乙?;?/p>
乙酰基六肽是神經(jīng)遞質(zhì)抑制類多肽,代表成分為乙?;?3/-8。一般認為乙酰基六肽-3與-8為同種物質(zhì),其商品名均為阿基瑞林(Argireline),分子結(jié)構(gòu)簡式:Ac-GluGlu-Met-Gln-Arg-Arg-NH2,是由Lipotec公司最早研制開發(fā)的。Lipotec公司也是多家國際化妝品公司乙?;鶆匐牡脑瞎?。它首先發(fā)現(xiàn)了乙?;鶆匐脑诳拱欀械淖饔?,并提交了國際專利申請WO0064932A1[6],該專利要求保護乙酰六勝肽及其作為化妝品活性成分的應用,文中采用固相化學肽合成的常規(guī)方法制備阿基瑞林,后來該方法一直沿用。阿基瑞林的美容效果包括治療和消除人的面部皺紋和/或不對稱。該專利指出源自蛋白SNAP-25的氨基末端(N-末端結(jié)構(gòu)域)的3至30個氨基酸的較小氨基酸序列具有抑制神經(jīng)元胞吐的作用,并通過實驗證明了乙?;脑?mM的濃度下阻斷透化的嗜鉻細胞中兒茶酚胺(腎上腺素和去甲腎上腺素)的釋放約20%。該專利已在多國被授權(quán)。
在進一步關(guān)于乙?;?3/-8的研究中,熱點主要集中在結(jié)構(gòu)改造和與其他活性成分配伍方面。如調(diào)整結(jié)構(gòu)以發(fā)現(xiàn)新的乙?;?,在國際專利申請WO2008049945A1[7]中記載了在該類多肽的分子中連接聚乙二醇進行不可逆化學結(jié)構(gòu)修飾,能夠更有效地延長抑制神經(jīng)元胞吐的作用。此外,WO2011047868A2[8]、WO2010118880A1[9]、WO2011009626A1[10]、WO2013153191A1[11]、CN114917139A[12],WO2019166347A1[13]等都進行了氨基酸成分和個數(shù)的調(diào)整,進而獲得與乙?;?3/-8功效相似的衍生物。Lipotrue公司也研發(fā)出更高效的Munapsys(乙?;?1),其氨基酸序列為Ac-His-Ala-Leu-Arg-Phe-Trp-NH2,據(jù)稱該乙酰基六肽的功效是阿基瑞林的5倍。
在復合配伍研究中,除了常規(guī)的疊加組合外,EP1419764A1[14]公布了將乙酰基六肽類與鈣離子通道抑制劑聯(lián)用,可增強抑制細紋生成的效果。EP1892247A1[15]和WO2011154126A2[16]選擇將乙?;念愇镔|(zhì)與腦啡肽衍生肽聯(lián)合,其中腦啡肽衍生肽通過激活引起超極化作用的神經(jīng)元中的K+電流而起作用,該超極化作用導致Ca2+依賴性神經(jīng)元胞吐作用的減弱,兩種成分的作用機理互補會在減少皺紋作用中提供增強、持久的效力。
4.2棕櫚酰五肽
棕櫚酰五肽屬于信號肽,代表性成分棕櫚酰五肽-4 (Palmitoyl pentapeptide-4,2006年之前稱為棕櫚酰五肽-3,也稱基肽),商品名matrixyl,分子結(jié)構(gòu)簡式:pallys-Thr-Thr-Lys-Ser-OH。在Lipotec公司申請乙?;?3/8國際專利的同年,法國SEDERMA公司也提交了要求保護Palmitoyl pentapeptide-3及其美容護膚應用的國際申請WO0015188A1[17]。雖然Lys-Thr-Thr-LysSer五肽序列在更早時間就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),且促進膠原生成的功效也已被文獻公開[18],但SEDERMA公司提交的專利中首次記載了棕櫚酰基結(jié)構(gòu)修飾,并指出棕櫚酰五肽-3能夠促進皮膚細胞基質(zhì)中的膠原合成,具有抗皺功效。所述肽能夠通過常規(guī)化學合成(在異相或均相中)或通過酶促反應從組成氨基酸或其衍生物獲得。這些小尺寸肽能夠以有利的成本進行工業(yè)合成。其次,肽也可以通過發(fā)酵通過基因工程修飾或未修飾的細菌菌株來獲得,以產(chǎn)生所尋求的序列或其各種片段。還可以通過提取動物或植物來源的蛋白質(zhì),優(yōu)選植物來源的蛋白質(zhì)來獲得,所述蛋白質(zhì)在其結(jié)構(gòu)內(nèi)含有這些序列,然后進行酶促或非酶促水解,釋放平均大小為300至2000道爾頓的所討論的肽片段。
在后續(xù)與棕櫚酰五肽類成分相關(guān)的研究中,成分的復配和應用拓展比較集中,如JP2006176431A[19]研究了將信號肽類與豆科葛根屬植物Pueralia Millifica的根塊的粉末聯(lián)合用于減少皮膚皺紋、松弛、改善紋理等。KR102281606B1[20]將信號肽類與四肽-21、六肽-11、肌肽和知母根提取物聯(lián)合使用。KR20180005919A[21]則將十幾種勝肽組合制成一種純肽類的脂質(zhì)體。US2007031367A1[22]將信號肽與辣椒素等刺激皮膚中局部循環(huán)的化合物聯(lián)合以減少人頸部下垂或皺紋。KR20010094550A[23]將棕櫚酰五肽與同樣具有改善細紋和增強皮膚彈性效果的熊果酸聯(lián)用,而且將其制成囊泡體。
在應用拓展方面,WO2021168696A1[24]將信號肽類應用于維護牙齦健康的口腔護理組合物,用于增加皮膚中膠原蛋白以期逆轉(zhuǎn)年齡相關(guān)的牙齦退縮。WO2011003695A1[25]則將信號肽類與聚羧酸聯(lián)合用于修復受損毛發(fā),增強毛發(fā)質(zhì)量。
4.3 銅肽
銅肽(GHK copper peptide)屬于承載類多肽,代表成分銅三肽-1。勝肽的抗皺研究和應用始于銅肽。銅離子是人體所需的微量元素,能夠降低自由基損害,抑制炎癥反應,然而游離的銅離子很難穿過皮膚角質(zhì)層被皮膚吸收,而銅三肽-1是一種優(yōu)良的雙功能載體肽,在醫(yī)學領(lǐng)域長期被用于皮膚抗炎和傷口愈合。PROCYTE公司最早對GHL-Cu進行結(jié)構(gòu)改造,要求保護一系列GHL-Cu衍生物,同時也申請了GHL-Cu及其衍生物在消退皮膚松弛和平滑皺紋中的美容應用,WO8808695A1[26]中記載了GHL-Cu或GHL-Cu衍生物組合物通過維持皮膚中的巨噬細胞、單核細胞、肥大細胞等細胞有效的化學誘導物起到改善皮膚健康的作用,還能誘導新的毛細血管生長到缺乏足夠血流的老年皮膚中、具有超氧化物歧化酶樣活性并通過抗氧自由基起到抗炎作用、刺激成纖維細胞生成膠原蛋白等。
后續(xù)研究大多圍繞銅肽的配伍展開,如:WO03030860A1[27]選擇銅肽與視黃醇或其衍生物聯(lián)用,并指出當視黃醇或視黃醇衍生物存在時,發(fā)現(xiàn)肽銅復合物在減少光損傷、細紋和皺紋的外觀、色素沉著過度、老年斑等方面的有效性被增強。US2004198639A1[28]指出銅肽與非甲醛供體防腐劑的組合物能夠表現(xiàn)出肽銅復合物的化學穩(wěn)定性,以及對微生物生長的抗性和/或毒性。
WO2004014413A1[29]選擇將銅肽與植物提取物如黃酮、類黃酮、類黃酮衍生物、多酚等組合,以獲得抗氧化、防脫發(fā)等功效。US2004138103A1[30]將銅肽與金屬蛋白酶抑制劑組合,用于治療關(guān)節(jié)炎和其他炎性病癥,增強傷口和骨愈合,治療皮膚的美容缺陷或刺激毛發(fā)生長。CN104203230A[31]將銅勝肽與抗壞血酸、脂質(zhì)和肽組分聯(lián)用,銅勝肽和抗壞血酸組分的組合可預防或降低抗壞血酸組分的不穩(wěn)定。
勝肽的抗皺功效已被人們廣泛認識,隨著勝肽類原料的研究深入,其在化妝品的應用也會越來越多地受到研發(fā)人員的關(guān)注?;谏鲜龅姆治?,未來勝肽的研究熱點可能圍繞以下幾點展開。
首先,勝肽類原料的開發(fā)。目前,我國針對原料的合成、功效分析以及制劑改善的研究報道較少,而勝肽類原料的抗衰機理多樣。未來,針對原料類的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)研究勢必成為勝肽類功效成分的突破口。
其次,對于勝肽類原料在化妝品中的復配應用研究?,F(xiàn)有報道大多是將勝肽與其他活性成分簡單疊加,缺乏科學的配伍依據(jù),其目的性和針對性不夠準確和具體。因此,對于勝肽與其他活性成分的協(xié)同增效以及制劑的穩(wěn)定性能研究也是抗皺產(chǎn)品的研發(fā)方向。
作者介紹
左 麗:供職于國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心
齊悅?cè)纾汗┞氂趪抑R產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心
馬業(yè)萍:供職于國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局
楊 倩:供職于國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心
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