表皮生长因子在化妆品中的应用

《日用化学品科学》2014年第五期

1EGF的发展

人表皮生长因子（humanEGF，hEGF）在人体中主要由腮腺、领下腺、肾脏、十二指肠、前列腺和脑等部位合成，在人的尿液、唾液、乳汁、血液、、胃液、外周血、羊水和血小板颗粒中均被发现有hEGF存在。因此，可以说hEGF几乎存在于所有体液、分泌液及大多数组织中。一般认为正常人体液中肾内尿液(尤其是孕妇尿)、胰腺和甲状腺等处hEGF含量最高(29ng/L～272ng/L)，但从这些体液中分离hEGF是十分困难的。1988年，MarchiD等人首先采用固相合成法完成了hFGF的全合成，但由于hEGF分子中存在3对二硫键及其他多种官能团，因而合成的产物纯度及产率都无法满足工业化生产要求。20世纪80年代以来，随着基因重组技术的发展，人们开始进行重组hFGF大规模生产的尝试。迄今为止，hEGF基因已得到克隆并在多种系统中得到表达。hEGF基因既可从天然来源提取，也可用固相亚磷酞胺二酷法分8个片断合成。

2hEGF的生物活性与作用机理

2.1hEGF的分子结构不同来源的EGF的结构略有差异，一般同源性在70%左右。天然hEGF是人生长因子中的一种，由53个氨基酸组成的相对分子质量为6045的小分子多肽。多肽链上N-端为天冬酰酸，C-端为精氨酸，等电点4.2，粒比体积0.710cm3/g。hEGF分子具有较高稳定性，二硫键是hEGF生物活性所必须的结构。hEGF二级结构只有β-折叠，构成残基1～33的N-端结构域和34～53的C-端结构域。多肽链上几乎所有残基的芳香侧链都在分子表面成簇存在，形成疏水的袋。

2.2hEGF的生物活性hEGF不仅作用于表皮细胞，还作用于皮纤维细胞、角化细胞、炎性细胞和血管内皮细胞等。因此hEGF具有多种生物学效应，主要表现在以下几个方面：①促进细胞增殖；②增加物质的转运和糖代谢；③刺激真皮成纤维细胞内胶原酶的活性；④抑制胃酸分泌；⑤治疗创面中存在干细胞聚集现象，诱导干细胞逆向分化；⑥对某些癌症的治疗具有一定疗效等。

2.3hEGF的作用机理在过去30年中，有关hEGF及hEGF受体(EGF-R)的研究揭示了hEGF在控制正常细胞生长和伤口愈合中的分子机理。其作用机理是当hEGF与特异的跨细胞膜表面的EGF-R结合后，刺激了EGF-R复合物中的酪氨酸激酶的活性，通过EGF-R复合物的自磷酸化作用，在细胞内形成快速的信息传递网络，激活蛋白酶和磷酸酯酶等的一系列生化反应，促进体内Ca2+、K+和糖等低分子物大量进入细胞内(主动运输)，糖酵解量增大，激活RNA转录与蛋白质合成，从而促进皮肤细胞内的增殖分化，并维持其生长，使之向创伤部位迁移，加速启动创伤组织再生、修复和胞外间质形成。另一方面，hEGF能增加其他内源性生长因子，激活细胞外透明质酸等大分子合成，增强皮肤细胞的抑制凋亡基因BCL-2的功能，抵御导致细胞内DNA断裂、变异的外来因素的刺激，防止细胞的凋亡，促进羟脯氨酸合成，调节胶原酶和胶原的合成、分泌和沉淀，调节胶原降解，使胶原纤维以线性方式排列，增强创面抗张程度，减少疤痕形成，提高愈合质量。研究表明，表皮内、中、外3个胚层的细胞均有EGF-R存在。人的角质细胞、层细胞和纤维细胞等正常细胞均有特异性的EGF-R。人的表皮成纤维细胞有4×105个~10×105个EGF-R结合部位，这从理论上为人体皮肤细胞吸收hEGF提供依据。但这种作用具有靶向性(即靶细胞为上皮细胞、内皮细胞和成纤维细胞等)和实时性。

3hEGF在美容化妆品中的应用

根据EGF所具有的良好的生理特性，特别是对皮肤表皮基底层细胞的激活作用，近年来被尝试运用在美容化妆品上，这种生物化妆品与传统的化妆品有着本质的不同。传统化妆品中某种意义上更多的是起修饰作用，不能从根本上解决皮肤问题；而添加了EGF的美容化妆品，则是依据人体皮肤的生理结构，在分子水平上对细胞进行修复和调整，改善或更新其组成和代谢等功能，逐步改善许多皮肤问题，如松弛衰老、皱纹、暗沉、粗糙、色素沉着、痤疮和粉刺等，从而达到保护皮肤的目的。hEGF能自动与伤口附近的细胞膜上EGF-R结合，从而激活蛋白质激酶，加速DNA、RNA和蛋白质合成，促使伤口附近细胞加快有丝分裂，使伤口愈合。所以添加hEGF于化妆品中可促进皮肤新细胞产生，同时增加其他内源性生长因子的含量，促进细胞分泌透明质酸和糖蛋白，对肌肤具有修复、调养及去痘(去除粉刺、痊疮和青春痘)等修复功能，合理调整皮肤结构。同时，hEGF对健康皮肤有保护作用，主要是利用其促进皮肤组织细胞增殖与生长，使新生年轻的细胞迅速代替衰老或死亡细胞，起到强化皮肤屏障、增加细胞间质、保持皮肤水分、改善皮肤微循环、促进代谢废物排出和减少脂褐素沉积，增加和加强皮肤对于营养物质的吸收，增强皮肤弹性，从而降低构成细胞的平均年龄，以达到替代各种保湿、去斑、美白、去角质以及抗衰老等作用。日本民间素有“人尿美容”的风俗；德国巴代利亚地区用牛舌头舔伤口等习惯也与EGF修复功能有关。另外含hEGF的发用化妆品能刺激头皮血液循环，改善表皮供养源，防止头发干涩、枯黄与异常脱落。

在化妆品中添加hEGF的方式一般采用“微量稀释法”，即将hEGF冻干粉溶入5℃～10℃生理盐水中，置4℃冰箱中保存；对加入膏体温度一般控制在50℃～80℃，膏体pH<5或pH>8；并考虑加入适量肽类物或保湿剂（如透明质酸等）等起保护hEGF活性作用。在化妆品中使用hEGF的浓度很低，在美容中使用时，一般将hEGF冻干粉用蒸馏水或生理盐水稀释至10mg/kg备用。也有人认为hEGF在化妆品中添加量为0.1mg/kg～0.2mg/kg，特殊用途的产品可添加至1mg/kg以上(如去除眼角鱼尾纹的配方)。GazzanigaAnnibale等人专利报道用于皮肤修复的一种膏霜配方为EGF1mg/kg～50mg/kg，表面活性剂为1%～10%，脂类为5%～45%，防腐剂为0.3%～0.87%，加水至100%，保存期2年。张许昌等人推荐化妆品中hEGF用量为1000nghEGF/人～2000nghEGF/人，约合25nghEGF/kg体重。Gonzales-LopezTania等人专利报道一种治疗粉刺的含hEGF的配方，其中hEGF用量2fg/g～50fg/g，最佳为10fg/g。Wuwenjun等人专利报道一种含hEGF护肤精华配方，配方中hEGF的稳定剂为氨基酸和壳聚糖，辅助稳定剂为PVP、聚糖和淀粉。1999年，美国《皮肤医学杂志》报道由GregoryLBrownM.D.公司开发的含hEGF的生物工程化妆品“BioengineeredCosmetics”，具有抗哀老抗皱功能，并开发了含hEGF和金属酶蛋白协同作用的抗衰老、美白的手霜与颈霜。Detsina等人专利报道了一种再生肌肤的含hEGF膏霜(胶)，据称该产品可显著提高皮肤再生功能。JoByonKII等人专利报道含hEGF的护肤产品，配方中EGF质量分数控制在0.00001%～1%，最佳控制在0.0001%～0.1%，并将之加入松香油中以提高EGF活性。

EGF存在常温下稳定性差，对热、光极不稳定，易降解及易失活等缺点，同时EGF透皮吸收也是其产品化需要解决的问题。李建华等人专利报道了有助于保持表皮生长因子生物活性的化妆品，配方中包含表皮生长因子、透明质酸钠、丝肽粉、棕榈酰五肽和肌肽，利用各种成分结构和EGF相似保护了其活性。杨平顺等人专利报道了一种以美洲荻尾草与EGF复配的护肤产品，一方面修复受损细胞，激活衰老细胞，使皮肤细胞能够有充足的活力去吸收和利用营养物质，促进细胞的再生和健康；另一方面，荻尾草提取物在人体中可以刺激人体自身分泌激素，为肌肤提供足量的荷尔蒙前驱物质，经过皮肤的吸收和利用后，更能有效遏制和预防肌肤的内源性衰老问题，是一种能够通过体外涂抹实现透皮吸收，起到改善肤质、抗衰老的效果。方永生专利报道了包含辅酶Q-10、EGF的脂质体护肤品，辅酶Q-10与EGF协同，对皮肤能够起到很好的抗衰老和修复的作用，同时脂质体作为载体具有缓释作用，并且能够使活性物质更容易被人体皮肤吸收。陈松彬等人专利报道了含抗菌肽护肤品，主要包含了抗菌肽、胚胎素以及EGF等物质，产品性质稳定，渗透性好，3种物质共同作用，具有改善肤质，消除皱纹，使肌肤保持年轻态的作用。

4展望

人们真正科学认识生长因子是从20世纪40年代开始的，而对hEGF的研究是从20世纪80年代开始的，随着1974年基因工程技术的诞生，直至20世纪90年代人们才掌握了以较低成本、较大规模生产hEGF的工艺技术，解决了大部分细胞因子无法大量获得的难题，为hEGF各种应用的基础和临床应用研究提供了基础。hEGF在化妆品应用方面还有亟待解决的问题，例如，半衰期短、稳定性差以及透皮吸收方式等，近期《Cell》上发表了一篇文章解释了成纤维细胞在肿瘤形成后对肿瘤增长具有促进作用[28]，揭示了其存在的潜在风险。但随着hEGF生物学效应的揭示，hEGF美容化妆品必将成为当代研究的热门课题，这将在美容界掀起生物高科技仿生美容的高潮。生物美容将彻底突破日前化学、物理美容的理念，从细胞层次引导进入基因与生物美容的新时代。

作者：刘薇陈庆生龚盛昭吴知情单位：广州环亚化妆品科技有限公司