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攻克尖端技术,领先世界水平!下一个爆款成分竟是青蒿?
2023.09.05 17:35

“呦呦鹿鸣,食野之蒿。”

青蒿已经伴随着《诗经》的吟咏,在华夏大地信步千载。而春风一动,便又在会弁如星的中药谱典中,书上清雅而璀璨的新篇。这一次,青蒿如刚毅旷达的隐雅侠士,凭栏拂袖,在微生态护肤领域,信手拨云弄雨,虽步履暂居平地,却意欲登临“百亿高楼”之巅。

根据数据显示,预计到2025年底,我国的微生态护肤领域市场规模将会突破100亿元大关,其复合增长率达到26%。其迅猛增长的势头和快速积累的市场体量,如今已经占据整个化妆品市场规模的1.5%,让其俨然成为化妆品市场的后起之秀。

近年来,以各类植物、中药成分为功效护肤品的原料热度居高不下。植物提取物在近五年的使用占比情况稳居第一位,远超有机酸、微生态、仿生合成类成分。青蒿作为植物和中药成分原料的佼佼者,不仅拥有悠久的食用和药用历史,并且在最新的科研研究上,也创新不断,在护肤品应用领域,已经拥有相当成熟的应用,且持续表现出受到市场和消费者认可的科研潜力。

然而,这位“千岁老人”是如何青春永驻,甚至成为“当红炸子鸡”的呢?答案,还要从它自己的故事中寻找。

亘古通今,典藏青蒿

青蒿录于典籍,精于药用,沿袭至今。

《神农本草经》中记载着古人们外用青蒿医痔、暑热、疥疮,在东晋时期的《肘后备急方》,首次记载了古人内服青蒿以抗疟的历史。在唐宋元时期,青蒿可做内服或外敷之药,以止痛、疮、名目、祛暑;而明清时期的《本草纲目》则记录了青蒿用于治疗疟疾、恶疮、虚热的效用。在古籍的凿凿记载中,无不印证着青蒿在医药领域的价值。

随着现代医学的发展,和对中国古典药学的研究不断深入,人们对青蒿的药用价值也有了全新的认识。在20世纪60年代,中国政府启动了“523”抗疟药物研究的重大项目,旨在寻找能够替代氯喹治疗疟疾的新药。在这个项目中,屠呦呦教授领导的研究团队承担了青蒿抗疟有效部位的研究。他们通过编撰和筛选大量中药资料,并进行了300余次筛选实验,最终确定了以中药青蒿为主的研究方向。

在研究过程中,屠呦呦团队在《肘后备急方》中发现了青蒿治疗寒热诸疟的记载,这给了他们重要的启示。根据这个记载,他们创建了低温提取青蒿抗疟有效部位的方法,成功地提取出了青蒿素。青蒿素的发现是青蒿研究史上的重要里程碑。在接下来的研究中,屠呦呦团队进一步研究了青蒿素的化学结构和药理作用,并探索了青蒿素的合成方法。青蒿素的成功合成,使得青蒿素药物的生产成为可能。1971年10月4日,屠呦呦团队成功提取出了对鼠疟原虫抑制率达100%的青蒿乙醚中性提取物,这是青蒿素发现史上最为关键的一步。这一成果得到了世界卫生组织的认可和推荐,使得青蒿素成为全球抗疟的首选药物。

上海交通大学唐克轩教授研究团队长期从事青蒿素生物合成调控及腺毛发育研究工作,积累了丰富的青蒿研究技术手段,成功研制了多个高产青蒿素的青蒿品种。我们在Web of Science查询,发现该团队从2007年至今(截止201912)已经发表了57篇关于青蒿素研究论文。其中包括2篇Mol Plant、1篇Science Advances 、6篇New Phytol 等高水平的文章。

该团队率先完成了青蒿全基因组测序工作,阐明了青蒿基因组结构及进化,并鉴定了多个调控青蒿素生物合成及腺毛发育的关键基因,成功研制了多个高产青蒿素的青蒿品种等重要的工作。

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用户说

青蒿素生物合成路径

青蒿素主要在青蒿叶片表面的分泌性腺毛中合成和积累,但青蒿中青蒿素的含量仅为其叶片干重的0.1-1%,因此提高青蒿中青蒿素含量成为全球研究的热点。

青蒿素合成前体物质异戊烯基二磷酸(IPP) 及其异构体二甲基烯丙基二磷酸( DMAPP) 分别来源于 2 种途径: 在胞质中发生的甲羟戊酸( MVA) 途径和在质体中发生的 2-C甲基-D-赤藻糖醇-4-磷酸( MEP ) 途 径。法 尼 基 焦 磷 酸 (FPP) 是青蒿素生物合成的直接底物,由 IPP 和 DMAPP 在法尼基焦磷酸合酶( FPS) 的催化下生成。青蒿的分泌型腺毛是合成青蒿素的部 位,青蒿素就储存在蜡质囊腔中。从 FPP 开始的一系列催化反应属于青蒿中青蒿素特有的合成代谢途径。FPP 在紫 穗 槐-4,11-二 烯 合 成 酶 ( ADS) 的催化下生成紫穗槐二烯,这是进入青蒿素特异代谢途径的 第一步重要反应。然后在紫穗槐-4,11-二烯氧化酶 (CYP71AV1) 及其配体细胞色素还原酶 (CPR) 和乙醛脱氢酶 1(ALDH1) 的作用下, 紫穗槐二烯氧化水解生成青蒿酸。在青蒿醛 Δ11 (13) 双 键 还 原 酶 ( DBR2) 与 ALDH1 的催化下形成二氢青蒿酸。而青蒿酸转化为青蒿素 B 和二氢青蒿酸转化为青蒿素的过程是非酶促光氧化过程。

青蒿素的生物合成途径(生物技术进展,2019年, 9, 35-45)

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用户说

唐克轩团队研究成果

随着唐克轩教授研究团队技术的进步和研究的深入,青蒿素提取的路径、手段逐渐明晰,青蒿提取物的功效和作用将得到更充分的挖掘和应用。

2009年,BIOTECHNOLOGY AND APPLIED BIOCHEMISTRY发表的题为'Development of transgenic Artemisia annua (Chinese wormwood) plants with an enhanced content of artemisinin, an effective anti‐malarial drug, by hairpin‐RNA‐mediated gene silencing'的研究论文表明:RNAi的遗传工程策略是提高植物青蒿素含量的有效手段。

2013年1月,New Phytologist杂志在线发表了题为“AaORA, a trichome‐specific AP2/ERF transcription factor of Artemisia annua, is a positive regulator in the artemisinin biosynthetic pathway and in disease resistance to Botrytis cinerea”该研究发现AaORA转录因子正向调控青蒿素和青蒿酸的合成。

2016年2月10日,New Phytologist发表了题为The jasmonate-responsive AaMYC2 transcription factor positively regulates artemisinin biosynthesis inArtemisia annua 的研究论文。该研究从青蒿中克隆了茉莉酸信号途径核心调控因子AaMYC2,揭示了AaMYC2在青蒿素生物合成中的重要作用。

2016年9月23日,New Phytologist 发表了题HOMEODOMAIN PROTEIN 1 is required for jasmonate-mediated glandular trichome initiation in Artemisia annua 的研究论文,首次揭示了茉莉酸调控的分泌型腺毛发育的机制。

此后,团队亦不断研究发表关于青蒿素提取的种种理论研究成果,拓宽了人们对青蒿素转录调控机理的认识,同时为利用转录调控策略增加青蒿素的生物合成、培育高青蒿素含量品种奠定了理论基础。

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用户说

第三代青蒿产品

据新闻报道,唐克轩领衔的研究团队采用代谢工程策略,通过十年多的研究,先后获得了含量1%~1.5%的杂交种(第一代青蒿产品)和含量1.5%~2%的代谢工程青蒿(第二代青蒿产品)。2015年,该研究团队又推出了第三代青蒿产品,其不仅含量高还能抗除草剂,解决了大规模种植中除草的问题,而且生产成本只有国外产品的一半。最近报道,该团队又成功培育了高产青蒿素的代谢工程青蒿品种——现在市场上的青蒿中青蒿素含量普遍为0.8%~1.2%,而他们培养的新品种含量则高达3.2%。

此外,团队还利用植物合成生物学的技术,让青蒿的提取物中可以表达重要的香料广藿香醇和檀香醇, 这种青蒿的提取物与普通青蒿相比,不仅增加了广藿香和檀香,而且因为广藿香和檀香基因的导入,对青蒿整体成分的种类和比例都会产生影响,从而形成一种特有的青蒿提取物。

花开两朵,各表一枝

青蒿素和青蒿油AN+

青蒿素衍生物和青蒿提取物为人们的皮肤健康和美丽提供更多的选择。而青蒿琥酯和青蒿油AN+,则成为了青蒿疾驰狂飙的两员大将。用户说数据监测,青蒿琥酯和青蒿油AN+近两年热度持续走高,尤其今年更是爆发式增长。

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用户说

青蒿素类倍半萜成分:

抗老修炼手册

青蒿琥酯作为青蒿素的半合成衍生物,展现出了与青蒿提取物相同的抗疟疾、抗氧化、抗癌等多种生物活性,并且在药理安全性上有很好的表现。最近的一项研究表明,青蒿琥酯对于皮肤光老化有很好的改善作用。对于这种由于紫外线照射而出现的,几乎避无可避的普遍皮肤问题,青蒿琥酯可以通过增加β-catenin的表达,实现有效的修复。

在这项研究中,科学家们利用了体外HaCaT细胞模型和小鼠模型,研究了Art对紫外线照射下皮肤光老化的抑制作用。其中,β-catenin(β-连环蛋白)与Art的治疗效果密切相关,起着关键作用。在紫外线照射下的HaCaT细胞中,青蒿琥酯能够显著减少细胞的衰老现象,降低细胞内ROS的产生,并增加SOD的表达。为了进一步阐明Art保护HaCaT细胞免受UVB损失的机制,研究人员利用流式细胞术检测了细胞内ROS水平。数据显示,UVB照射后细胞内ROS水平较对照组显著升高。然而,在经过5和20 μg/ml的Art预处理后,细胞内ROS水平明显降低。此外,研究组还检测了主要的内源性抗氧化剂SOD的表达水平,发现Art预处理能够显著提高其在UVB照射后细胞中的表达。

为了进一步验证Art对皮肤光老化的改善作用,研究人员利用小鼠模型进行了实验。结果显示,Art治疗能够显著改善UVB照射和sh-β-catenin诱导的皮肤组织凋亡,同时抑制UVB照射和β-catenin敲低诱导的ROS产生,促进SOD的生成。利用Masson染色法和Weigert染色法,研究团队分别评估了胶原纤维和弹性纤维的损伤情况。结果显示,对照组皮肤组织中的胶原纤维排列整齐,而UVB照射下的皮肤组织中胶原纤维显著减少。此外,sh-β-catenin诱导的β-catenin沉默加剧了UVB照射下皮肤组织胶原纤维的减少。然而,Art治疗显著改善了UVB照射和β-catenin沉默引起的胶原纤维降解。同时,Weigert染色法结果显示,对照组皮肤弹性纤维排列整齐,而UVB照射后部分弹性纤维出现断裂、异常增生、卷曲、分叉、交织等现象,并因β-catenin敲低而加剧。然而,Art治疗显著改善了UVB照射和β-catenin沉默引起的弹性纤维损伤。

该研究显示了青蒿琥酯对皮肤光老化的保护作用,并揭示了其作用机制与β-catenin表达增加有关。实验结果表明,青蒿琥酯可以减少紫外线照射下HaCaT细胞的衰老,减少细胞内ROS的产生,同时增加细胞内SOD的表达。此外,青蒿琥酯治疗还能够改善UVB照射和β-catenin敲低所诱导的皮肤组织凋亡,抑制ROS的产生,促进SOD的生成。最后,研究还证明了青蒿琥酯能够改善紫外线照射诱导的皮肤组织胶原纤维和弹性纤维损伤。

因此,青蒿琥酯对皮肤光老化具有保护作用,其机制与增加β-catenin表达、抑制细胞凋亡、抗氧化和促进胶原纤维和弹性纤维生成有关。这些发现为开发更有效的皮肤抗老化药物提供了新的思路。

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用户说

青蒿油AN+:

走向世界的中国成分

1987年,经国家卫生部批准,昆药集团开始生产蒿甲醚原料和蒿甲醚注射液两个一类新药,并进入非洲40多个国家的市场。昆药集团成为第一家将青蒿素类产品推向国际市场的中国企业。

我国昆药集团至今已经成立70多年,在此期间,有50余年都在进行青蒿领域的深层次研究,可谓青蒿研究领域的“专家企业”。然而,在调节炎症因子、舒缓敏感等方面效果极佳的青蒿油,却存在传统提取方式效率低下、有效成分含量低、有机溶残高等系列问题,导致其相关产品迟迟未能实现规模化量产。转机出现在2018年,该年,昆药集团在青蒿油的提取技术上获得了突破性进展,成功提取出具有更高含量蒿酮、异蒿酮、青蒿三烯、樟脑等有效成分的青蒿油AN+,并除去有机溶剂、蜡脂等杂质。目前,其产品安敏优,已就青蒿油AN+成分应用和提取技术共申请了7项发明专利,由此开启了青蒿油相关产品的量产之路。

青蒿油AN+对皮肤具有抗炎、舒缓、调节微生态以及修护屏障等4大核心功效。且青蒿油AN+的蒸馏萃取专利技术,不仅工艺效率高,且组分更丰富、杂质更少、功效更好,对青蒿油的功效发挥有明显的促进作用。青蒿油AN+之所以能实现如此功效,主要是因为青蒿挥发油对金黄色葡萄球菌的抑菌效果较显著;对痤疮丙酸杆菌的抑菌效果与松油醇相当;对白念珠菌和马拉色菌均有抑制作用。痤疮丙酸杆菌会激活TOLL样受体,使角质形成细胞,分泌IL-6和IL-8等炎性细胞因子,导致皮肤出现痘痘等痤疮问题。这一作用通路与脂多糖刺激巨噬细胞诱导产生炎症因子通路相似,因此,昆药集团利用脂多糖刺激巨噬细胞构建实验模型进行青蒿油AN+的抗炎作用研究。

实验结果表明,青蒿油AN+能够抑制巨噬细胞分泌炎症因子白介素6和一氧化氮等炎症介质分泌,0.16%的青蒿油AN+可令炎症因子IL-6下降12.38%。同时鉴于青蒿油对金葡菌的抑制作用,青蒿油能够抑制金葡菌引起的炎症因子IL-8分泌,0.05%青蒿油AN+可令炎症因子IL-8下降42.64%;也能抑制瘙痒蛋白TSLP的分泌,0.01%的青蒿油AN+就可令瘙痒蛋白TSLP下降65%。此外,青蒿油也能抑制TH2通路引起的炎症因子白介素8的分泌。上述实验结果可以证明,青蒿油在抗炎和舒缓方面表现卓越。而在修护屏障上,青蒿油AN+能够上调丝聚蛋白的表达,保护角质层的完整性。

昆药集团利用对比实验,发现将青蒿油与IL-4/IL-13同时添加后,FLG表达呈剂量依赖性显著上调,0.05%青蒿油AN+可令FLG屏障蛋白提升278%。对此,得出青蒿油对Th2激活和皮肤屏障功能具有保护作用,青蒿油AN+提高屏障蛋白FLG 基因表达的结论。根据细胞实验,可以总结出青蒿油具有抑制皮肤有害菌、抗炎舒缓、以及修护屏障等功效。其实验结果也已发表于美国的皮肤学研究年鉴,并收录于《中国化妆品科研成果蓝皮书(2021年)》,这为昆药集团对青蒿油AN+的进一步深入研究奠定了扎实的基础。

拥抱市场

走向世界的“东方神草”

作为首个将中草药成分运用在微生态领域的品牌,安敏优“敢为人先”的底气,来源于对我国中草药应用和文化的充分自信。加之昆药集团的医研共创和技术专利,让其能够用中国元素,打造适应中国人的敏感肌微生态产品。

目前,安敏优已经推出了其“青蒿产品矩阵”,其中涵盖洁面乳、次抛修护精华、次抛维稳精华、维稳水乳、维稳组合次抛等产品,聚焦于青蒿提取物表现最为抢眼的抗炎舒缓和修护屏障功能。不仅如此,凭借先进的提纯和生产技术,其产品中还添加了维生素原B5、马齿苋提取物等其他具有舒缓修护的功效成分,进一步提升了产品的使用效果,将青蒿油AN+的草本药用功效最大化。

值得一提的是,安敏优青蒿舒缓修护精华液,可以在15分钟内实现舒缓功效,并且在14天内做到屏障修护,对于敏感肌人群的皮肤问题有明显的治愈效果。

精华液采用0.16%高浓度耐受配方,含2%复合益生元CP,可以有效调节肌肤菌群构成,从而实现其动态平衡:含2.5%维生素原B5,则是修护屏障的生力军, 同时还有不错的保湿功效;3%的马齿苋提取物改善泛红炎症,快速舒缓干痒、刺痛感有着明显的效果。

上海交通大学植物生物技术研究中心联合研发监制的TG·唐基青蒿抑菌系列中的皮肤抑菌液运用了青蒿萃取物、紫草萃取物、火麻仁萃取物、洋甘菊萃取物、马齿苋提取物5大草本植物配方,产品温和无刺激,可从根源修护敏皮反复,恢复皮肤细胞屏障,防止细菌入侵,做到3分钟止痒,3天可见皮肤修护。高效、天然、抑菌、安全、适用于全年龄段群体,婴幼儿、成人、老人均可使用。

青蒿成分不仅在国内相关企业中应用广泛,同样在国外品牌的产品中,也已经屡见不鲜。例如:

1.瑞士Kingnature萃瑞宝瑞士青蒿芦荟胶 

主要成分与功效:

含青蒿提取物、芦荟、乳香、维E成分,缓解肌肤过敏、消炎祛痘、深层清除皮肤油脂,消除毛囊炎症,嫩白保湿,细致毛孔,净化修复肌肤。

2.韩国谜尚

Missha ARTEMISIA黄花蒿镇定面霜

主要成分与功效:

添加青蒿提取物+89%保湿成分,强力镇静肌肤,强化肌肤屏障,补水保湿。

3.日本诺必行婴幼儿青蒿舒润霜

主要成分与功效:

含青蒿提取物、澳洲坚果籽油、迷迭香提取物成分,全天滋润,保护皮脂膜,清爽不油腻,温和修护肌肤,抗敏消红。

4.加拿大Aveeno青蒿提取提亮系列肤色提亮

面部身体磨砂霜 

主要成分与功效:

内含抗氧化青蒿提取物,抗衰修护。且含有角鲨烷和维E,维护肌肤光滑柔嫩,含脂肪酸和蔗糖为肌肤提供长效保湿,改善粗糙、干燥肌肤。

青蒿向阳

科研助长

已经有千年历史的“东方神草”——青蒿,在如今依旧具有相当高的研究价值和广阔的市场前景。其相关产品的研发,随着配套生产技术的进步,在可预见的未来里,也充满了可能性。并且,随着越来越多青蒿相关化妆品进入市场,其配套标准也应运而生,为整个行业疏通了发展路径,避免了发展过快导致的市场混乱,在产品成长初期就将其引入歧途。其中,上海家化就率先发布了全国首个《化妆品用原料 黄花蒿(青蒿)提取物(水/醇提)》团体标准,作为青蒿产品研究先行者的安敏优,也参与并制定了《化妆品用原料 黄花蒿(青蒿)提取物(油提)》团体标准。由此,青蒿化妆品赛道在明确的规范之下,将走上一条高质量发展的快速路径,相关的配套设施,例如包装、监测、运输等企业,也将有迹可循为其发展保驾护航。

在市场规模将破百亿的微生态护肤市场上,青蒿相关产品的发展,拥有巨大的潜力。但是作为新技术和新产品富集的全新赛道,想要生生不息,向阳而生,就必须要解决现有的两大问题。

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市场教育成本高

虽然青蒿和青蒿素已闻名遐迩,驰名中外,但是其相关报道更多的建立在学术和药用基础上,消费市场尚处于市场教育阶段,如何将“青蒿+化妆品”的传播链路,深深植根于消费市场,完成消费者心智的教育,是该赛道所有企业都要面临的首要问题。

从当前备案数据来看,与青蒿相关的国产化妆品记录仅有63条,进口化妆品7条,化妆品原料9条。在浩如烟海的化妆品产品与原料备案中,青蒿相关的数据屈指可数,虽然有部分明星产品作为市场教育的先头兵,但是全赛道的放量传播仍然处于起步,乃至产品筹备阶段。面对广泛的潜力市场,青蒿相关产品赛道,仍然需要等待更多的爆款产品和爆款营销事件出现,才能催动整个赛道内行业市场教育成本下降,从而以更高的效率抢占消费者心智,形成生产与消费端的双向赋能循环,进而推动行业良性发展。

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青蒿赛道应用研究仍待提升

青蒿相关化妆品虽然在技术突破的基础上,实现了较快速度的增长,但是整体应用研究依旧处于探索和起步阶段。以欧洲的相关研究为例,欧洲化妆品原料法规数据库(EuropeanCosIng)也只收录了12种类型青蒿相关的化妆品原料,包括青蒿茎/叶提取物、愈伤组织提取物、种子提取物、发酵液、挥发油等,原料的主要效用也只局限在抑菌、抗氧化、去屑、保湿等功效上。

然而,目前已知的青蒿中的倍半萜类成分、以及其他衍生物,如蒿甲醚、蒿乙醚等,是否能在化妆品当中应用,以及应用的功效究竟如何,依旧处于理论研究阶段,尚无定论。由此可见,青蒿相关原料仍是等待挖掘的巨大宝藏,其中相关衍生成份的研究,仍然有待提升。

我国在青蒿领域有丰富科研经验的昆药集团和上海家化,以及其他国货美妆品牌,都在青蒿成分研究和技术研发上不断加码,面对广阔的未来市场和产品可能性,青蒿赛道应用研究的进展速度,将会成为影响微生态护肤市场格局的“达摩克里斯之剑”。

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