《化妆品科学之日本篇》，是由《美妆产品观》与日本化妆品专业媒体——《Cosmetic Science》联袂打造的科学创新栏目，主要洞察日本化妆品科研技术的发展现状及趋势，以此激发中国化妆品的科研创新灵感，帮助其找到更好的方向和思路。
本栏目文章翻译转载自《Cosmetic Science》，集结了日本化妆品行业最先进的科学成果，内容涵盖基础研究，原料、技术开发与应用等，融专业性、科普性于一体。在此，特别感谢《Cosmetic Science》的内容支持，以及日中化妆品国际交流协会的牵线促成。
《Cosmetic Science》由株式会社Sophia Links发行，于2024年6月正式创刊。其基本理念，是把日本化妆品行业的最新研究成果广泛向全世界传播，为今后研发能力的提升及化妆品行业的发展做出贡献。杂志聘请了资生堂、高丝、宝丽、花王等日本国民品牌的研发人员担任编辑顾问，力求为各研究领域最前线提供更有益的信息。
《抗皱植物原料的最新开发动向》一文，针对引起皮肤皱纹的几大原因，找出能够解决相应问题的植物原料，并分析其功效机理。由此，为寻找抗皱方案提供启示。
注：本文作者伴野 规博就职于Marketing Section, ICHIMARU PHARCOS Co.,Ltd. 日本一丸Pharcos株式会社销售促进科。
虽然人们常说“内在比外在更重要”，但大部分人还是比较注重自己的外表，我们实施的网络调查结果显示，70%以上的人在意“外表的年轻程度”。想永葆青春（希望看上去比实际年龄年轻）的心不分年龄，但让人意识到一个人的年龄的，无论怎么说还是面部的衰老。尤其是面部长出的皱纹，会给人留下上了年纪的印象。抑制皱纹的产生、淡化已有皱纹，对于保持年轻的外表来说十分重要。为了满足这样的抗皱需求，很久以前，市场上就推出了各种角度的功能性成分。但是，自2017年添加有“改善皱纹”有效成分的医药部外品发售以来，这一领域进一步火热化。由于化妆品可以使用“淡化干燥引起的细纹”这一功效表述，针对干燥引起的细纹的原料最为常见，但另一方面，以医药部外品为目标的，针对真皮性的稍深皱纹的新视角的研究开发进展显著，且相应的植物原料也已被开发出来。本文将介绍针对抗皱纹的最新对策方法，并介绍与之相应的植物成分。
真皮层中的胶原蛋白等基质的分解，是导致皱纹、松弛、弹性降低等肌肤衰老问题的主要原因。基质被分解的真皮层变薄，肌肤也会看上去干瘪薄弱。这种肌肤薄弱的状态被称作菲薄化。近年来的研究表明，表皮细胞释放的细胞外ATP与真皮的菲薄化密切相关1）。老化的细胞会向细胞外释放更多的ATP。ATP在细胞内是激活细胞的能量，但释放到细胞外的ATP会变成传递刺激的因子。老化表皮细胞受到细胞外ATP刺激后，会诱导衰老相关分泌表型（SASP：Senescence-associated secretory phenotype），并对周围细胞产生影响。真皮层的成纤维细胞在接收到SASP相关因子后，会分泌MMP（基质金属蛋白酶）等分解酶，破坏真皮基质，导致真皮菲薄化（图1）。![]()
我们发现了一种有望抑制细胞外ATP（可以说是肌肤衰老的超初期因子）、有效改善真皮菲薄化的原料——辣薄荷叶提取物2）。辣薄荷叶提取物是从有机辣薄荷Mentha piperita Linne（Labiatae）的叶片中获取的提取物。1-1.辣薄荷叶提取物对老化表皮细胞产生细胞外ATP的抑制作用2）
对新生儿和成年人人体表皮角质细胞培养上清液中的细胞外ATP浓度进行比较，结果显示，成年人细胞培养上清液中的细胞外ATP明显多于新生儿（图2）。由于已证实衰老会导致表皮角质细胞释放的ATP量增多，因此，我们研究了辣薄荷叶提取物对细胞外ATP量的效果。
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图2 年龄增长引起的细胞外ATP增加向正常成年人的人体表皮角质细胞中加入辣薄荷叶提取物，培养24小时，测量培养上清液中的ATP量。结果显示，辣薄荷叶提取物对成年人人体表皮角质细胞释放出的细胞外ATP有明显的抑制作用（图3）。辣薄荷叶提取物有望产生抑制衰老细胞释放ATP、在初期阶段改善肌肤衰老的功效。![]()
图3 辣薄荷叶提取物对表皮细胞产生细胞外ATP的抑制作用老化表皮细胞受到细胞外ATP刺激后，会诱导细胞衰老相关分泌表型（SASP），并对周围细胞产生影响。我们针对辣薄荷叶提取物对SASP诱导的效果展开了研究。在含有ATP和辣薄荷叶提取物的新鲜培养基中对正常成年人的人体表皮角质细胞进行24小时培养后，将培养上清液中的SASP相关因子（IL-1β、IL-6、IL-8）量化。结果显示，加入细胞外ATP会使成年人表皮角质细胞中各种SASP相关因子的分泌量增多，而加入辣薄荷叶提取物则会抑制其分泌量（图4）。辣薄荷叶提取物有望具有产生抑制细胞外ATP的作用、在初期阶段改善肌肤衰老的功效。![]()
图4 辣薄荷叶提取物对表皮细胞分泌SASP相关因子的抑制作用1-3.辣薄荷叶提取物对真皮层菲薄化症状的改善和抗皱作用2）选取年龄处于30岁～69岁，且自我感觉存在松弛、细纹等肌肤初老问题的日本人男女共计14名，在获得书面同意的情况下，分别在其左、右侧面部涂抹含有1%辣薄荷叶提取物的化妆水和对照用化妆水，每日2次，连续涂抹12周。分别在试验前、第4周、第12周，通过DermaLab Combo（Yayoi公司制造）拍摄的皮肤内部超声波图像分析真皮厚度，以及使用ANTERA 3D（Miravex Limited公司制造）测量眼角部位的皱纹深度。结果显示，在辣薄荷叶提取物涂抹部位，与涂抹前相比，超声波图像中显示的真皮层厚度有所增加（图5，图片为第4周），眼角部位的皱纹也随着时间推移有所减少（图6）。![]()
图5 辣薄荷叶提取物对真皮层厚度的改善（菲薄化改善）作用![]()
辣薄荷叶提取物有望具有通过抑制年龄增长导致的表皮细胞释放细胞外ATP，改善真皮菲薄化、抑制皱纹等肌肤衰老症状的效果。
人显老相的主要原因之一，是皮下脂肪细胞因年龄增长及紫外线辐射而萎缩和减少。一旦皮下脂肪层体积缩小，便会使肌肤失去弹性、肌肤表面变得凹凸不平，从而产生皱纹和凹陷（图7），最终导致肌肤干瘪，给人一种老相特有的灰暗之感。![]()
若想改善肌肤干瘪问题，虽然可以前往医疗美容诊所，在面部（眼下、脸颊、前额等）、唇部、胸部等处进行脂肪填充，以塑造年轻、紧致的肌肤，但由于需要多次到医院就诊以及对手术本身的抵触感，这种方法并不是每个人都能轻易尝试。于是，我们便开始寻找可以代替脂肪填充来补充萎缩减少的皮下脂肪，并且能够同时促进皮下脂肪细胞增殖和分化（向细胞内储存脂肪）的原材料，结果发现山金车（Arnica montana L.）花提取物具有这种功效3）。山金车花提取物有望产生增加脂肪细胞的数量并使其进一步分化（增大）为储存脂滴的成熟细胞，从而增加因衰老而干瘪的肌肤体积的功效。年龄增长及紫外线辐射会导致皮下脂肪层中储存脂滴的脂肪细胞减少，肌肤体积缩小。要想增加脂肪层的体积，重要的是让前脂肪细胞增殖。于是，我们针对山金车花提取物对前脂肪细胞增殖的促进作用展开了研究。向培养人体皮下前脂肪细胞培养液中加入山金车花提取物，72小时后，回收细胞并使用CellTiter-Glo（Promega公司制造G7570）测量细胞数量。结果显示，山金车花提取物具有促进皮下前脂肪细胞增殖的作用（图8）。![]()
2-2.山金车花提取物对脂肪细胞成熟化（分化）的促进作用为了确认已证实具有促进前脂肪细胞增殖作用的山金车花提取物是否会对脂肪细胞的脂肪合成产生影响，我们针对其对脂肪细胞成熟化（分化）的促进作用展开了研究。向培养至培养板中细胞汇合的人体皮下前脂肪细胞中加入山金车花提取物，并在分化诱导培养基中培养10天。固定细胞后，使用油红O溶液对细胞中的脂滴进行染色。提取被染色的脂液，通过测量吸光度计算出细胞分化率。结果显示，山金车花提取物具有促进皮下脂肪细胞分化（成熟化）、促进脂滴储存的作用（图9）。![]()
2-3.山金车花提取物的增加皮下脂肪细胞球状体作用为了分析山金车花提取物是否会影响皮下脂肪体积的增加，我们针对其在三维培养环境下对皮下脂肪细胞产生的影响展开了观察。在加入了山金车花提取物的分化诱导培养基中对人体皮下前脂肪细胞进行培养，并在分化初期将其转移至三维培养环境中，在第8天细胞变成球状体时，通过图像分析对其大小（面积）进行分析。进一步固定回收的球状体，制备切片，通过对脂滴和细胞核进行荧光染色，分析每个细胞的脂滴面积。加入山金车花提取物后，脂肪细胞球状体的面积有所增加（图10）。![]()
图10 山金车花提取物对皮下脂肪细胞球状体增加的促进作用为了确认已证实具有促进脂肪细胞增殖和分化作用的山金车花提取物是否真正具有改善皱纹的功效，我们通过人体试验展开了研究。选取年龄处于40岁～69岁的男女共计12名受试者，在获得书面同意的情况下，分别在其左、右侧面部涂抹含有1%山金车花提取物的面部啫喱和对照用面部啫喱，每日2次，连续涂抹4周。分别在试验前后，使用ANTERA 3D（Miravex Limited公司制造）测量法令纹部位中等程度的皱纹宽度。试验结果显示，涂抹山金车花提取物部位的法令纹宽度明显变窄（图11）。![]()
研究表明，山金车花提取物有望产生促进皮下脂肪细胞增殖和分化（向细胞内储存脂肪）、增加因衰老而干瘪的肌肤体积、改善皱纹的功效。已经证实，不仅是对本次展示的脸颊部，山金车花提取物对唇部3）等部位的体积增加也具有功效，除抗皱功效外，有望具有广泛的抗衰老功效。
弹性纤维（主要成分为弹性蛋白）位于真皮层，能产生皮肤弹性。其韧性虽不如胶原纤维（主要成分为胶原蛋白），但却极富弹性4）。如果弹性纤维质量下降，会导致皮肤弹性变差5）。皮肤失去弹性会导致皮肤变形不可逆转，从而产生皱纹6）。我们发现了一种提取自白车轴草（Trifolium repens L.）多叶品种（四叶比例较高）全株的提取物——一种可促进人体皮肤成纤维细胞中的DANCE（Developmental Arteries and Neural Crest EGF-like）（弹性纤维形成所必须的蛋白质）生成的原材料7）。DANCE别名Fibulin-5，是一种弹性纤维形成所必须的蛋白质，会因衰老而逐渐减少，从而导致皮肤硬化、弹性变差等问题8）。于是，我们针对白车轴草提取物对DANCE生成的作用展开了研究。向成年人人体皮肤成纤维细胞中加入白车轴草提取物，72小时后回收细胞，并采用ELISA法测量细胞中的DANCE含量。结果显示，白车轴草提取物可作用于皮肤成纤维细胞，具有促进DANCE生成的作用（图12）。![]()
为了确认已证实具有促进DANCE生成功效的白车轴草提取物是否真正具有改善皱纹（法令纹）的功效，我们通过人体试验展开了研究。选取12名年龄处于30～59岁的女性受试者，在获得书面同意的情况下，分别在其左、右侧面部涂抹含有1%白车轴草提取物的化妆水和对照用化妆水，每日2次，连续涂抹4周。分别在试验前后，使用ANTERA 3D（Miravex Limited公司制造）测量法令纹部位的皱纹深度，结果显示，涂抹白车轴草提取物部位的法令纹深度明显变浅（图13）。![]()
证实白车轴草提取物（以四叶比率比普通品种多的多叶品种为原材料）具有促进DANCE（对皮肤中弹性纤维的形成至关重要）生成的功效，以及改善肌肤皱纹（法令纹）等衰老症状的功效。
重力引起的真皮及皮下脂肪形状变化导致皱纹、松弛问题产生，皮肤尤其是真皮层的“结构维持力”降低为原因之一（图14）。真皮的结构维持力不仅取决于结构蛋白质胶原蛋白，填充胶原纤维间空隙的高分子透明质酸也非常重要。随着年龄增长，透明质酸会逐渐减少，因此要想防止皮肤出现老化症状，重要的是要抑制真皮层透明质酸的分解和低分子化。![]()
研究表明，在真皮中，由成纤维细胞产生的一种名为HYBID（Hyaluronan Binding Protein Involved in Hyaluronan Depolymerization）的蛋白质掌控真皮透明质酸分解9），是导致皱纹等皮肤衰老症状的一个重要因素10）11）。我们发现了茵陈蒿花提取物——一种有望抑制HYBID的表达、改善皱纹的原材料12）13）。茵陈蒿花提取物是由茵陈蒿头状花序（Artemisia capillaris）获取的提取物。4-1.茵陈蒿花提取物对真皮层成纤维细胞HYBID表达的抑制作用分别将新生儿与成年人的人体成纤维细胞培养至细胞汇合，然后将其分别更换为含有茵陈蒿花提取物与对照溶剂的培养基，培养3小时。去除培养基，更换为不含样品的培养基，再培养24小时。采用RT-PCR法评估回收的细胞中的HYBID的mRNA量。结果显示，成年人细胞中的HYBID表达量明显高于新生儿细胞。此外，当向成年人细胞中加入茵陈蒿花提取物时，HYBID表达量抑制到了与新生儿细胞同等水平（图15）。茵陈蒿花提取物有望产生抑制真皮成纤维细胞的HYBID表达、抑制真皮透明质酸分解的功效。![]()
4-2.茵陈蒿花提取物对HYBID引起的透明质酸低分子化的抑制作用已有报告指出组胺这种外部刺激会增加HYBID的表达14）。于是，我们向培养细胞中加入组胺，使HYBID的表达增加，观察茵陈蒿花提取物对高分子透明质酸（HA）分解的抑制程度。将成年人的人体成纤维细胞培养至细胞汇合，然后将其分别更换为含有茵陈蒿花提取物与对照溶剂的培养基，培养3小时。去除培养基，加入用于诱导HYBID表达的组胺，培养2小时后，加入带有荧光标记的高分子HA，再培养48小时。回收培养基，通过HPLC分析带有荧光标记的HA量。结果显示，与无处理组相比，加入组胺的对照组中的高分子HA剩余量明显减少，而与对照组相比，茵陈蒿花提取物处理组中的高分子HA剩余量明显保持不变（图16）。由此可知，茵陈蒿花提取物具有抑制HYBID引起的透明质酸低分子化的作用。![]()
图16 茵陈蒿花提取物对HYBID降解透明质酸的抑制作用选取13名年龄处于30～59岁（平均年龄43.6岁）的男性和女性，在获得书面同意的情况下，分别在其左、右侧面部涂抹含有茵陈蒿花提取物的化妆水与安慰剂对照组化妆水，每天早晚各一次，连续涂抹4周。分别在试验前后，使用ANTERA 3D（Miravex Limited公司制造）测量眼角的“皱纹”。试验前后，安慰剂对照组化妆水涂抹组无明显变化，但茵陈蒿花提取物化妆水涂抹组的皱纹最大深度有明显改善（图17）。![]()
真皮透明质酸在组织的结构维持和成纤维细胞的功能表达方面发挥着重要的作用。证实茵陈蒿花提取物具有抑制HYBID（掌控真皮透明质酸分解）表达、防止真皮层透明质酸低分子化、改善皱纹的功效。
日本、意大利、德国等国家目前正处于超老龄化社会，中国、新加坡、泰国等国家未来也将进入老龄化社会。在这样的世界里，宣称抗老护肤、抗皱功效的化妆品将在全球范围内越来越重要。除了在此介绍的原材料外，市场上还有许多基于不同视角、有望具有预防和改善皮肤衰老以及抗皱功效的植物成分，例如作用于表皮TA-干细胞的洋甘菊低极性提取物15）、防止生物体内蛋白质糖化的大车前籽提取物16）、防止废气等空气污染物及花粉等环境压力引起的皮肤衰老的黄芩提取物17）等。我们相信，未来人们也会继续发掘新的功能性并寻找其有效成分，研究和开发出“时间性能”（可在更短时间内发挥功效）卓越的改善皱纹原材料。1）藤田幸子等，日本农艺化学会大会讲演要旨集（Web），4D3a02 (2019)2）藤田幸子等，Fragrance Journal , 49(7) , 30～35(2021)3）Sakamoto K et al. ，Int J Cosmet Sci., 45(1), 1～13 (2023)4）清水宏，“新皮肤科学第2版”，中山书店，p.13～15 (2011)5）Jean-Christophe Pittet et al. ，Cosmetics, 1(3), 211～221 (2014)6）杨一幸，日本香妆品学会志，43, 2, 113～118 (2019)7）河合有香等，Fragrance Journal, 50(12), 47～52(2022)8）K. Kadoya et al. , Br. J. Dermal. , 153(2) , 607～612 (2005)9）H. Yoshida et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 110 (14), 5612～5617 (2013)10）H. Yoshida et al., Br. J. Dermal., 179 (12), 136～144 (2018)11）H. Yoshida et al., Int. J. Mol. Sci. 20, 5804 (2019)12）K Biswas et al., J. Invest. Dermatol., 143, Suppl.,S229 (2023)13）金井杏子等，第48届日本香妆品学会志讲演要旨，35,(2023)14）H. Yoshida et al., J. Biol. Chem., 295 (8), 2483～2494 (2020)15）高山悟等，第26届IFSCC Argentine大会讲演要旨集，31 (2010)16）大原光晴，精细化学品，41 (6) ，27～31 (2012)17）Arunasiri Iddamalgoda，田中清隆，Fragrance Journal, 44(2), 40～44 (2016)Recent R&D Trends in Anti-Wrinkle Plant Materials Abstract : Four new approaches to improving wrinkles and their corresponding botanical cosmetic ingredients are introduced here.The first is Mentha Piperita (Peppermint) leaf extract, which improves wrinkles by preventing thinning of the dermis caused by extracellular ATP produced by aging epidermal cells. The second is Arnica Montana flower extract, which has anti-wrinkle effects by improving wrinkled skin caused by age - related shrinkage and reduction of subcutaneous fat cells. The third is Trifolium Repens extract, which improves wrinkles by producing DANCE（ Developmental Arteries and Neural Crest EGF-like), essential for the formation of dermal elastin and elastic fibers. Finally , we will discuss the Artemisia Capillaris flower extract , which suppresses the expression of HYBID (Hyaluronan Binding Protein Involved in Hyaluronan Depolymerization), which is involved in the formation of low molecular weight dermal hyaluronic acid, thereby exerting an anti-wrinkle effect.2024中国化妆品年会正式定档12.4-5广州。4大专业论坛，40+演讲嘉宾产业年度复盘：如何向上卷？扫描下方海报二维码报名。![]()
