随着时代与技术的发展,生物信息学在化妆品研发领域发挥着越来越重要的作用。组学技术是系统生物学的研究方法,是生物信息学的重要技术之一。组学技术是对各种分子、生物过程、生理功能和结构的系统整体的严格研究,对海量的生物信息数据进行处理,从而达到从量到质的改变[1]。
组学技术包括微生物组学、基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等,组学特别多组学联合研究将为皮肤科学的系统性研究、功效的新靶点发现、天然功效成分的筛选提供技术支撑。
01 微生物组学在化妆品研发上的应用
我们的皮肤是构成皮肤微生物群的数百万细菌、真菌和病毒的家园。
通过16srRNA,ITS1等测序技术,可以分析皮肤微生物群落在皮肤健康中的作用[2]。通过组学技术发现1A1型的痤疮丙酸杆菌一直与痤疮有关,有着更强致炎的能力[3];金黄色葡萄球菌在病情较重的特异性皮炎中丰度较高[4]。这些研究启示我们可以通过调解皮肤微生态来改善皮肤状态。但其实从1980年SKII神仙水的推出,到2019年欧莱雅集团发布 “肌肤微生态”研究报告,皮肤微生态的应用才刚开始渐入佳境。
02 代谢组学在化妆品研发上的应用
脂质组学是代谢组学的重要分支,在皮肤科学中主要研究皮肤表面皮脂成分。通过对44名志愿者的分析发现健康和痤疮面部皮脂之间具有显著不同水平的脂质种类如甘油二酯,其次是脂肪酰、甾醇和异戊烯醇[5]。目前在化妆品中起祛痘功效的大多是抑制皮脂腺分泌皮脂的成分,但脂质组学提供治疗痘痘的新思路——寻找可以调解面部皮脂成分的新原料。
03 转录、蛋白等组学在化妆品研发上的应用
通过转录组学研究小鼠衰老模型,并以临床样本验证,发现一条由基因组或物理损伤激活的miR-31-CLOCK-ERK信号通路是驱动皮肤上皮组织衰老的关键分子机制[6],为治疗皮肤老化和其他应激性皮肤病开辟了一条有前途的治疗途径。通过非标记定量蛋白组学对不同代数的成纤维细胞进行分析,发现在高代数即衰老的成纤维细胞中SMC4蛋白显著增加[7]。基于组学技术发现的新机制新靶点,可以以此为指标用于筛选天然的功效护肤原料。
[1] 于笑乾, 贾焱, 李钧翔, et al. 生物信息学及数字技术在化妆品领域的应用概况 [J]. 日用化学工业(中英文), 2022, 52 (12):1359.[2] Byrd A L, Belkaid Y, Segre J A. The human skin microbiome [J]. Nat Rev Microbiol, 2018, 16 (3):143.[3] Omer H, McDowell A, Alexeyev O. Understanding the role of Propionibacterium acnes in acne vulgaris: The critical importance of skin sampling methodologies [J]. Clinics in dermatology, 2017, 35 (2):118.[4] Byrd A, Deming C, Cassidy S, et al. Staphylococcus aureus and strain diversity underlying pediatric atopic dermatitis [J]. Science translational medicine, 2017, 9 (397)[5] Camera E, Ludovici M, Tortorella S, et al. Use of lipidomics to investigate sebum dysfunction in juvenile acne [J]. Journal of lipid research, 2016, 57 (6):1051.[6] Yu Y, Zhang X, Liu F, et al. A stress-induced miR-31–CLOCK–ERK pathway is a key driver and therapeutic target for skin aging [J]. Nature Aging, 2021, 1 (9):795.[7] Meng Q, Gao J, Zhu H, et al. The proteomic study of serially passaged human skin fibroblast cells uncovers down-regulation of the chromosome condensin complex proteins involved in replicative senescence [J]. Biochem Biophys Res Commun, 2018, 505 (4):1112.转载自:药大妆研
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