体外科学94-光生物学效应⑤:植物提取物光毒性测试探索

文摘   2024-09-23 08:00   广东  

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植物提取物的光毒性

根据最新的研究数据,在435,000种陆地植物中,只有大约250种的植物被证明具有光毒性或与人类和动物相关的光氧化现象。毒性皮肤反应可分为至少三种类型:光刺激、光过敏和光致遗传毒性,其中,光毒性(光刺激)和光过敏是光安全评估的主要目标。以下,将通过植物提取物光毒性测试,探索一种可靠、全面的非动物光安全筛选策略。

研究目的:利用体外光化学检测和光生物学反应试验,建立分子量不明的复杂化妆品成分的光安全性预测策略。

研究方法:选择11种光毒性植物提取物和9种非光毒性植物提取物为测试样品,通过紫外/可见光谱分析、ROS/mROS测定和3T3中性红吸收光毒性试验(3T3 NRU PT),确定评价测试物质光化学和光生化反应的特性和条件。

研究结果:根据国际香精协会(IFRA)标准中推荐的极限浓度,对7种光毒性植物提取物进行了紫外/可见光谱分析,并采用最大紫外/可见吸收值替代MEC值。在ROS/mROS检测中,监测20种浓度为50 lg/mL的辐照植物提取物的ROS生成,并根据验证的ROS检测标准判断测试样品的光反应性。将3T3 NRU PT应用于20种植物提取物。最后,根据获得的光化学和光生化数据,提出了光安全性筛选策略。


Part.01

植物提取物光毒性测试探索方案

图一:复合化妆品成分的体外光安全性评价方案

由于复杂的化妆品成分没有特定的分子量,因此需要修改分析程序和决策标准来对这些成分进行光安全评估。根据研究结果,提出了复杂化妆品成分非动物光安全性评估的分层测试方法。

A:化学物质对UV/VIS的光吸收是光毒性/光过敏事件的关键触发因素,因此应使用最大UV吸收值进行UV/VIS光谱分析,以进行初步筛选。因此,在此项测试中应采用IFRA标准中规定的极限浓度作为测试样品浓度。

根据IFRA标准,化学物质在其极限浓度下的光毒性是安全的,因此选择最大UV/VIS吸收值1.0作为复杂化妆品成分光安全性鉴定的暂定标准。

B:光生物反应性:然后,对所有最大UV/VIS吸收值大于1.0的成分进行ROS测定。在ROS检测中,采用50lg/mL的测试样品浓度,没有得到假阴性预测。因此,50 lg/mL的ROS测定似乎适合于复杂化妆品成分的光反应性评价。

如果被测成分在ROS测定中没有光反应性,则不需要进一步的测试。由于ROS测试假阳性预测率很高,因此需要进一步评估强效ROS发生的真实性,以最终确定其光毒性机制。因此,3T3 NRU PT可作为评价体外光毒性的后续光细胞学试验。当一种被测试的复杂化妆品成分在光细胞学反应试验中被判定为阳性时,不能推荐其作为化妆品成分使用。


Part.02

提出的光安全方法的局限性

1,在紫外/可见光谱分析中,吸收数据很小,仍需要积累大量的最大UV/VIS吸收数据和光安全信息的复杂化妆品成分进行更好的预测。

2,活性氧测定存在溶解度问题和假阳性预测的局限:复杂的化妆品成分含有各种化学物质,这些成分之间的光化学相互作用,及涉及还原和/或过氧化学物质的氧化还原反应,这些可能会干扰基于探针氧化反应的ROS生成检测,都可能导致错误的预测。

3,在实验过程中,细胞毒性试验中的UVB部分通常被过滤掉,以避免Balb/c 3T3小鼠成纤维细胞死亡。因此,光过敏材料和UVB吸收剂容易被3T3 NRU PT错误地评价为无光毒性成分。关于光过敏潜力,需要使用体外光过敏风险评估工具进行可靠的光安全性评估。

提出上述限制点的目的,正是基于整合策略方法客观存在的局限,尽管体外光安全性测试存在一些局限性,但根据研究结果提出的策略方法可以有效地用于复杂化妆品成分的非动物光安全性评估。


Part.03

评估数据(体外部分)

     使用Balb/c 3T3小鼠成纤维细胞系对20种植物提取物进行了3T3 NRU PT(见下表)。3T3 NRU PT可评估在无细胞毒性剂量下UVA照射和无UVA照射下化学物质的细胞毒性作用,PIF值根据紫外线照射和不紫外线照射的IC50值计算。OECD测试指南432根据PIF值将材料分为三组:(i)非光毒性材料(PIF <2), (ii)可能光毒性材料(2 PIF<5),以及(iii)光毒性材料P5)

       紫外/可见光谱分析和活性氧分析可以预测复合化妆品成分的光反应性,然而,光反应事件并不总是导致光毒性反应,因此需要其他基于光生化反应的体外光毒性试验来详细评估化妆品成分的光安全性。因此,3T3 NRU PT可作为预测光反应性成分的光毒性风险的后续检测。


     注:华代/和理生物已建立了体外科学+动物模型的全部测试方案,包括光吸收、光毒性(细胞和皮肤模型法)、光变态反应(细胞和动物法)、光生物学效应(ROS法)和光机制(文献方法),请咨询文后联系方式。


【体外科学连载】
体外科学84-光生物学效应④: 光变态反应的分子机制及体外评估案例
体外科学83-光生物学效应③ 光反应的化学机制及方法
体外科学82-光生物学效应②药物诱导的光敏性
体外科学81-光生物学效应①光刺激与光过敏
第十六期|什么情况下要做光毒性试验?
体外科学80——皮肤疾病的体外模型-特应性皮炎(下)-皮肤模型
体外科学79—皮肤应激与疾病的体外模型-特应性皮炎(上)-细胞模型

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