해양 해면은 해양 무척추 동물의 매혹적인 문을 나타냅니다.
Oct 13, 2022
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추상적인:지난 수십 년 동안 해양 환경은 인간의 건강과 웰빙을 개선하는 의약 치료에 유용한 새로운 생리 활성 화합물의 거대한 저장소로 발견되었습니다. 생명공학적 잠재력을 나타내는 여러 해양 생물 중에서 해면은 매년 새로운 분자를 기술하는 광범위한 문헌에 따르면 가장 흥미로운 문 중 하나로 부각되었습니다. 의료용으로 적용된 최초의 해양 약물이 해양 해면에서 분리되어 현재 항암제 및 항바이러스제로 사용되는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 대부분의 경우 실험적 증거에 따르면 매우 자주 관련 및/또는 공생 공동체가 상호 이익을 위해 이러한 생리 활성 화합물을 생산한다고 보고했습니다. 오늘날, 미용 치료는 해양의 새로운 화합물이 발휘하는 유익한 특성을 이용하여 공식화됩니다. 실제로 항산화, 항노화, 피부 미백, 유화 등 미용에 적합한 여러 생물학적 활성이 기록되어 있습니다. 여기에서 우리는 곰팡이와 박테리아로만 대표되는 해양 해면 공생의 코스메슈티컬 잠재력을 보고하는 여러 과학적 기여를 수집하고 논의했습니다. 스펀지 대사의 산물로 구체적으로 표시된 생리활성 화합물도 포함되었습니다. 그러나 해면 대사 산물의 기원은 모호하고 공생체의 분리가 경작할 수 없는 특징으로 인해 어려운 도전임을 고려할 때 관련 생물군의 역할을 배제할 수 없습니다.
키워드:스펀지; 박테리아; 진균류; 산화 방지제; 노화 방지; 피부 미백; 항균제; 사진 보호
1. 소개
바다 해면은 2차 대사산물[{0}}]의 거대한 생산과 함께 광범위한 공생 공동체를 호스팅하는 매혹적인 해양 무척추동물 문을 나타냅니다. 해면과 관련된 생물군은 고세균, 박테리아 및 곰팡이를 포함한 광범위한 계통 발생 계통 그룹을 결합할 수 있습니다[8,9]. 해면과 상호 공생하는 공생체 사이의 관계는 복잡하고 생리 활성 이차 대사 산물의 생산은 가능한 방어 역할을 하거나 저서 서식지 내 공간 경쟁에 관여할 수 있습니다[10,11]. 전반적으로 해면 공생체는 숙주의 신진대사와 성장, 화학적 방어, 생물적 및 비생물적 스트레스 요인에 대한 적응을 담당하는 것으로 인식되었습니다[2,{7}}].
제약, 기능식품 및 코스메슈티컬 산업을 위한 잠재적인 약물로서 해양 생물 활성 대사 산물의 발견은 혁신적인 생물학적 기능을 가진 새로운 화학 성분의 식별에 의존하는 여러 연구 프로젝트를 촉발했습니다[15].시스탄체란 무엇인가최근 소비자들이 약리학적 특성을 지닌 천연화합물을 함유한 크림과 로션에 주목하면서 코스메슈티컬 분야가 빠르게 성장하고 있다[16]. Cosmeceuticals는 피부 건강 관련 기능을 향상시켜 약물과 같은 이점을 모방하는 일부 생리 활성 성분을 함유한 국소 제품입니다[16,17]. 전 세계적으로 코스메슈티컬 산업은 생체 적합성, 안전 및 친환경 특성을 위해 천연 화합물로 점차 전환하고 있습니다[18]. 코스메슈티컬 제품의 성공은 주로 안전에 달려 있습니다. 저렴한 비용; 활성 성분을 유지하고 생물학적 활성 형태로 전달하며 알려진 메커니즘을 통해 생물학적 효과를 발휘하는 능력[19]. 특히 부적절한 화학적 특성과 관련된 이러한 후자의 문제를 극복하기 위해 일부 캡슐화 및 나노 제형화 방법이 개발되어 약물 전달 및 효과를 크게 개선했습니다[{10}}].
역사적으로 코스메슈티컬은 육상 식물[26-28]에서 회수되었지만 지난 수십 년 동안 그 중 몇 가지는 해양 환경에서 발견되었습니다. 사실, 바다는 비타민, 미네랄, 아미노산, 단백질, 지질, 다당류, 테르페노이드, 폴리페놀, 안료 및 효소와 같은 생리 활성 성분의 풍부한 공급원을 나타내며, 이는 화장품 분야에서 여러 응용 분야를 찾습니다[29]. 해양 코스메슈티컬은 항산화, 항자외선, 항노화, 항티로시나제(피부 미백), 항균, 상처 치유 및 유화 특성과 같은 광범위한 유익한 활성을 나타냈습니다(그림 1)[{{8} }].
Cistanche 캔 안티 에이징
최근에는 Cyclosporine과 mycosporine-like amino acid(MAA), carotenoids, 그리고 코스메슈티컬 분야에서 다양한 역할을 하는 기타 화합물을 포함한 해양 항산화제에 많은 관심이 집중되고 있다[4,45]. 일부 예로는 모든 독립영양 유기체(예: 박테리아, 고세균, 조류 및 균류)에 의해 생성되기 때문에 해양 환경에 매우 풍부한 안료(예: 카로티노이드)가 있습니다. 카로티노이드에는 카로틴(예: 리코펜 및 -and -카로틴)과 크산토필(예: 아스타잔틴, 푸코잔틴, 루테인)이 포함되며, 이는 항산화 활성[46]을 보였으며 체내에서 정상적으로 방출되는 반응성 산소 종(ROS)으로부터 피부를 보호합니다. 자외선과 피부 노화로 인한 자연 산화 후 세포[42]. 합성 화합물부터인간의 건강과 웰빙에 독성 영향을 미칠 수 있으므로[47], 천연 항산화제가 화장품에 사용될 가능성이 있는 것으로 조사되었습니다[49]. 표피 포도상구균, 황색 포도상구균, 녹농균, 칸디다 알비칸스와 같은 피부 질환 관련 병원체로부터 보호하는 항미생물 및 항오염제가 다양한 출처에서 설명되었으며 화장품 및 피부과 제제의 제형화에 유용한 도구로 간주되었습니다. 치료 [39,50-54].안티에이징 시스탄체더욱이, 항티로시나아제 활성을 갖는 생리활성 화합물은 화장품 산업에서 여러 응용을 발견했습니다. 티로시나아제는 멜라닌 생합성에 관여하는 핵심 효소를 나타내고 효소 활성 차단은 피부 미백 치료에 사용될 수 있기 때문입니다. 국가[55]. 친수성과 소수성을 모두 가진 계면활성제와 유화제는 화장품 분야에서도 사용될 수 있습니다[56,57]. 생물계면활성제 및 유화제의 생산을 위해 해양 미생물에서 분리된 여러 단백질-다당류 복합체, 당지질 및 리포펩티드가 연구되었습니다[58]. 예를 들어, 키토산은 높은 수분 결합 능력으로 인해 노화 방지 제품의 화장품 제제에서 피부 보습제 및 전달제로 제안되었습니다[59].
해양 코스메슈티컬의 인정된 생산자는 시아노박테리아와 미세조류 및 거대조류[24,{3}}]이며, 여러 화합물이 임상 시험 중이거나 이미 시장 승인을 받았습니다[64,65]. 앞서 언급한 바와 같이, 해면과 관련된 미생물군은 인체 건강에 유익한 특성을 지닌 과다한 생리 활성 화합물을 생성합니다[6]. 큰 생명공학적 관련성에도 불구하고, 지금까지 특정 스펀지 종[66] 또는 해양 유기체의 여러 분류군[29]을 그룹화하는 데 초점을 맞춘 화장품 분야에서 스펀지 공생 대사 산물의 잠재적 응용을 검토한 연구는 거의 없습니다.
본 리뷰에서는 코스메슈티컬 분야에서 흥미로운 생물학적 활성을 나타내는 스펀지 공생체 관련 화합물에 대한 과학 문헌 모음을 분석했습니다. 특히, 스펀지 관련 커뮤니티에 매우 풍부한 박테리아와 곰팡이에 초점을 맞추었습니다. 또한 생물학적 활성이 화장품 제형에 매우 적합한 것으로 밝혀진 스폰지 대사 산물도 고려했습니다.
2. 코스메슈티컬 분야의 스펀지 공생자
2.1.박테리아
폴리케타이드, 알칼로이드, 펩타이드, 단백질, 지질, 사이클로스포린 및 MAA, 배당체, 이소프레노이드 및 하이브리드와 같은 해양 박테리아에서 기술된 다양한 생리활성 화합물은 광보호, 노화 방지, 항균, 항미생물과 같은 놀라운 활성을 나타냈습니다. -산화 및 보습 활성[58,67]. 사이토네민(시아노박테리아 제외), 미코스포린, 카로티노이드 및 멜라닌을 포함한 일부 UV 흡수 화합물을 생성하는 흥미로운 능력은 UV 방사선의 유해한 영향으로부터 해면을 보호하기 위해 진화된 가능한 진화 메커니즘을 통해 설명되었습니다[68,69].
소개 섹션에서 보고된 바와 같이 -카로틴 및 리코펜과 같은 카로티노이드는 광보호 활성을 나타내므로 화장품 분야에서 여러 응용 분야를 나타냅니다[70]. Dharmaraj와 공동 저자[71]는 인도 케랄라(Kerala)의 서해안에서 채집한 스펀지 Callyspongia diffusa와 관련된 Streptomyces 균주(AQBWWS1)의 카로티노이드 추출물을 조사했습니다. 그것의 화학적 프로필은 화장품 제조를 위한 잠재적인 성분으로 제안된 리코펜의 존재를 나타냈습니다[71].
해양 해면 유래 박테리아 Rubritalea squalenifaciens sp. nov는 4.1ug/mL의 절반 최대 억제 농도(IC50)를 가진 'O2 억제 모델'에서 강력한 항산화 활성을 밝혔습니다[72].시스탄체 혜택알칼로이드 디아제피노마이신은 또한 균주 Mi-cromonospora sp. RV115는 지중해에서 채취한 해면 Aplysina aerophoba와 관련이 있습니다. 이 분자는 H2O2에 의해 유발된 독성 및 게놈 손상으로부터 인간 신장(HK-2) 및 인간 전골수구(HL-60) 세포주를 보호할 수 있었습니다[73]. Virgibacillus sp.에서 분리된 대사 산물. 해면 C. diffusa(만나르 만)와 관련된 1,{8}}Diphenyl-2-Picrylhydrazyl(DPH) 라디칼 소거 활성을 ICso 857.49 ug/mL로 나타냈습니다. 또한, 명확한 하이드록실 및 슈퍼옥사이드 자유 라디칼 소거 활성이 검출되었으며(각각 ICso{12}}.07 ug/mL 및 1353.28 ug/mL), 아마도 알칼로이드, 테르페노이드, 화학 분석에 의해 검출된 당 및 안트라퀴논[74]. 유사한 작업에서 Vibrio의 두 가지 균주(P1Ma8 및 P1Ma5)와 여러 Bacillus sp. 스폰지 Phorbas tenacious와 Tedania anhelans에서 각각 분리한 것은 DPPH 분석에 의해 평가된 강화된 자유 라디칼 소거 활성을 나타냈습니다[75,76]. 스펀지에서 추출한 Bacillus sp. (인도의 Lakshadweep 군도)도 DPPH 분석, 산화질소(NO) 및 과산화수소(H2O2) 소거 활성 및 총 환원력을 사용하여 연구되었습니다. 활성 화합물은 용량 의존적 방식으로 H2O2를 제거할 수 있었습니다. 또한, NO 및 DPPH 억제에 대한 ICso는 각각 41.70 ug/mL 및 15.025 ug/mL로[77].
여러 인도 해면에서 분리된 100개의 박테리아 생물체의 생체 활성 스크리닝으로 Chromohalobacter israe-lensis로 확인된 GUVFCFM{0}} 균주가 분리되었습니다. 특히 메탄올 추출물은 DPPH(67.83%)와 슈퍼옥사이드(65.87%) 소거활성이 유의한 비율을 보였다[78]. Pseudomonas sp. 해양 스펀지 Hyrtios aff와 관련된 추출물. 홍해에서 발기. 특히, DPPH 분석은 테스트된 모든 양(50,25,12.5 및 6.25mg)에서 100% 억제를 보여주었습니다. 인도양의 Mannar 만에서 채집한 Pigmentifera, Sigmadocia pumila, Fasciospongia cavernosa, Spon-gia Officinalis 및 C. diffusa)는 항산화 및 광보호 활성을 갖는 비세포독성 멜라닌을 생성했습니다. 멜라닌의 높은 생산을 나타내는 박테리아 균주 중 Hali clona pigmentifera, Sigmadocia pumila 및 S. officinalis에서 분리된 Vibrio alginolyticus는 UV 유발 세포내 활성 산소 스트레스(IC{23}}.0 ug /mL) L929 세포와 브라인 슈림프에 세포독성을 나타내지 않았습니다[80]. 인도네시아 해역, HAL-08, HAL{29}} 및 HAL{30}}(Haliclona sp.) 및 PTR-21(Petrosia sp.)에서 검색된 스폰지 파생 균주는 DPPH 및 ABTS(2,2'-azinobis{35}}에틸벤조티아졸린{36}}sulfonate) 방법을 사용하여 평가했습니다. 테스트한 분리주 중에서 가장 높은 항산화 활성은 DPPH 및 ABTS 라디칼에 대해 IC 값이 각각 17.10 및 59.39 ug/mL인 HAL{38}} 조 추출물에서 나타났습니다. 또한 PTR{43}}은 Schizosaccharomyces pombe의 생존력에 대해 테스트한 가장 강력한 노화 방지제인 것으로 나타났습니다[81]. Pseudomonas sp로 동정된 세균 PTR-08, PTR-40, PTR-41, PTR-47의 항산화 활성도 평가하였다. PTR{51}} 추출물은 DPPH 및 ABTS 라디칼에 대해 각각 ICsn 값이 9.25 및 235.53 ug/mL로 가장 높은 항산화 특성을 나타냈습니다. 흥미롭게도 PTR{57}}은 세포 내 산화 스트레스와 상관관계가 있는 항산화 방어 메커니즘을 촉진하는 Schizosaccharomyces pomb의 효모 수명을 조절했습니다[82]. 같은 저자는 스펀지 Stylotella sp.Cistanche 추출물 안티 방사선STILL-33은 7.80ug/mL(DPPH) 및 31.50ug/mL(ABTS)의 ICso 값으로 높은 DPPH 및 ABTS 분해 활성을 나타냈습니다[83].
일부 연구는 항산화 능력과 함께 피부 감염에 일반적으로 관여하는 특정 병원체의 성장 억제 활성을 평가했습니다. 예를 들어, Streptomyces sp. 지중해성 해면 Agelas oroides의 박테리아 공생체인 SBT345는 급진적 긁힘 및 항균 특성에 대해 조사되었습니다. 이 화합물은 인간 백혈병 세포주(HL-60)에서 항산화 잠재력을 나타냈으며 4-니트로퀴놀린-1-산화물(NQO)에 의해 유도된 산화 스트레스와 게놈 손상을 더욱 감소시킬 수 있었습니다. 또한 Ageloline A는 2.14 ug/mL의 ICsn 값으로 용량 의존적으로 Chlamydia trachomatis의 성장을 억제했습니다[84]. E. coli MTCC{14}}, P. aeruginosa MTCC{15}}, B.subtilis MICC{16}} 및 S.aureus MICC{17}}에 대한 항균 활성도 GSA10에서 관찰되었습니다. 해면 Halichondria glabrata와 관련된 균주(인도 뭄바이 서부 해안). 또한, 항산화 특성은 DPPH 소거 및 Total Radical-trapping Anti-oxidant Parameter(TRAP) 분석을 사용하여 감지되었습니다. 특히, TRAP assay를 통해 GSA10은 peroxyl scavengers로 작용하였고 억제율은 GSA10 농도에 비례하였다[85]. 최근 연구에서 해면 S. officinalis(Cortiou and Riou,France)에서 분리된 Bacillus 2011SOCCUF3 균주의 조 메탄올 추출물과 분획물은 항산화 및 항균 활성을 나타냈다. 특히, DPPH assay는 38.{32}}.1%({34}} mg/mL)의 억제율로 용량 의존적 소거 활성을 보였고, agar-well 확산법은 높은 억제 효과를 나타냈다. 2.5-20mg/mL[86] 농도 범위에서 C.albicans에 대해
Elastase, tyrosinase, catalase, sirtuin 1(Sirt1), cyclin-dependent kinase를 포함한 여러 표적에 대해 Scopalina hapalia(Mayotte의 남동부 해안)의 세균 공생체 조추출물의 노화 방지 및 피부 미백 특성을 평가했습니다. 7(CDK7), fyn 키나제 및 프로테아좀[66]. 특히, 분리주 SH{9}}(Micromonospora fluostatini)는 엘라스타제 활성을 충분히 억제한 반면 SH{10}}는 티로시나제 억제에 의해 상당한 항멜라닌 생성 특성을 나타냈습니다(58.33%). Sirtl 활성의 가장 강력한 활성제는 SH{15}} 및 SH{16}}(Bacillus licheniformis) 추출물로 나타났습니다. 또한, 4개의 Bacillus 균주와 3개의 Salinispora arenicola 추출물이 각각 상당한 항산화 및 CDK7 억제 활성을 나타냈다. 놀라운 결과가 S에서 보고되었습니다.시스탄체 허브arenicola(SH{0}}EA-SM) 및 B.licheniformis(SH-04-EA-SM), 테스트된 세 가지 농도에서 Fyn 활성 억제(0.{{ 8}}33,{14}}.0033 및 0.00033 ug/mL). 대조적으로 SH{10}}, SH{11}}, SH{12}} 및 SH{ {13}}는 최고 농도(0.033ug/mL)에서만 약간의 활성이 검출되었습니다. 전체적으로 저자들은 이러한 스펀지 유래 박테리아를 새로운 피부 미백 및 노화 방지제의 적합한 공급원으로 제안했습니다[66].
위에서 언급한 바와 같이(서론 섹션 참조), 미생물 바이오계면활성제는 스킨케어 제형에 적합한 특성을 나타냈습니다[57]. 예를 들어, Dhasayan et al.[87]은 인도 해면 C. diffusa에서 분리된 여러 균주의 보습 기능을 평가했습니다. 특히 MB-30(Halomonas sp.)와 MB-D9(Alcaligenes sp.)는 48시간 배양 후 가장 높은 유화 활성을 보인 반면, MB-7(Bacillus subtilis)와 MB{{ 8}}(Bacillus amyloliquefaciens) 분리균은 72시간 배양 후에도 동일한 특성을 나타내어 생리활성 화합물이 성장의 정지기 동안 분비될 수 있음을 시사합니다[87]. 또한 최근 연구에서 스펀지 Mycale ramulosa(Gulf of California)와 관련된 박테리아 균주(Bacillus niabensis, My{11}})는 24시간 동안 높은 안정성으로 붕괴 낙하 시험 및 유화 특성에서 명확한 활성을 보였습니다. , 대조군(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS)과 비교했습니다. 또한 My{13}}의 상층액은 1-2%(v/v)의 최소 억제 농도(MIC) 값으로 유망한 방오 활성을 나타냈습니다. Bacillus subtilis, Micrococus sp., Sagittula stellata[88].
이 기사는 Mar. Drugs 2021, 19, 444에서 발췌했습니다. https://doi.org/10.3390/md19080444 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs
