Mae Sbyngau Morol yn Cynrychioli Ffylwm Hyfryd o Infertebratau Morol
Oct 13, 2022
Cysylltwchoscar.xiao@wecistanche.comam fwy o wybodaeth
Crynodeb:Yn ystod y degawdau diwethaf, darganfuwyd yr amgylchedd morol fel cronfa enfawr o gyfansoddion bioactif newydd, sy'n ddefnyddiol ar gyfer triniaethau meddyginiaethol sy'n gwella iechyd a lles pobl. Ymhlith nifer o organebau morol sy'n arddangos potensial biotechnolegol, cafodd sbyngau eu dwysáu fel un o'r ffyla mwyaf diddorol yn ôl llenyddiaeth eang sy'n disgrifio moleciwlau newydd bob blwyddyn. Nid yw'n syndod bod y cyffuriau morol cyntaf a ddefnyddiwyd at ddibenion meddygol wedi'u hynysu o sbwng morol ac maent bellach yn cael eu defnyddio fel asiantau gwrth-ganser a gwrth-firaol. Yn y rhan fwyaf o achosion, nododd tystiolaeth arbrofol fod cymunedau cysylltiedig a/neu symbiotig yn aml iawn yn cynhyrchu'r cyfansoddion bioactif hyn er budd y ddwy ochr. Y dyddiau hyn, mae triniaethau harddwch yn cael eu llunio gan fanteisio ar y priodweddau buddiol a roddir gan gyfansoddion newydd morol. Mewn gwirionedd, cofnodwyd nifer o weithgareddau biolegol sy'n addas ar gyfer triniaethau cosmetig, megis gweithgareddau gwrth-ocsidydd, gwrth-heneiddio, gwynnu croen, a gweithgareddau emwlsio, ymhlith eraill. Yma, buom yn casglu ac yn trafod nifer o gyfraniadau gwyddonol yn adrodd am botensial cosmeeutical symbiontau sbwng morol, a gynrychiolir yn gyfan gwbl gan ffyngau a bacteria. Cynhwyswyd cyfansoddion bioactif a nodwyd yn benodol fel cynhyrchion metaboledd sbwng hefyd. Fodd bynnag, mae tarddiad metabolion sbwng yn amheus, ac ni ellir eithrio rôl y biota cysylltiedig, gan ystyried bod ynysu symbiontau yn her galed oherwydd eu nodweddion na ellir eu trin.
Geiriau allweddol:sbyngau; bacteria; ffyngau; gwrth-ocsidydd; gwrth-heneiddio; gwynnu croen; gwrth-ficrobaidd; amddiffyn ffoto
1. Rhagymadrodd
Mae sbyngau morol yn cynrychioli ffylwm hynod ddiddorol o infertebratau morol, gan gynnal cymuned symbiotig eang ynghyd â chynhyrchiad enfawr o fetabolion eilaidd [1-7]. Gall y biota sy'n gysylltiedig â sbwng ddwyn ynghyd grŵp eang o linachau ffylogenetig, gan gynnwys archaea, bacteria a ffyngau [8,9]. Mae'r berthynas rhwng sbyngau a'u symbiontau cydfuddiannol yn gymhleth, a gallai cynhyrchu metabolion eilaidd bioactif fod â rôl amddiffyn bosibl neu fod yn rhan o'r gystadleuaeth am ofod o fewn cynefinoedd benthig[10,11]. Ar y cyfan, cydnabuwyd bod symbionts sbwng yn gyfrifol am fetaboledd a thwf gwesteiwr, amddiffyniad cemegol, ac addasu i straenwyr biotig ac anfiotig[2,12-14].
Arweiniodd darganfod metabolion bioactif morol fel cyffuriau posibl ar gyfer y diwydiannau fferyllol, maethlon a chosmeceutical sawl prosiect ymchwil yn dibynnu ar adnabod elfennau cemegol newydd gyda swyddogaethau biolegol arloesol[15].beth yw cistancheYn ddiweddar, mae'r maes cosmeceutical wedi bod yn tyfu'n gyflym, gan fod defnyddwyr wedi rhoi mwy o sylw i hufenau a golchdrwythau sy'n cynnwys cyfansoddion naturiol â phriodweddau ffarmacolegol [16]. Mae cosmeceuticals yn gynhyrchion amserol sy'n cynnwys rhai cynhwysion bioactif sy'n dynwared buddion tebyg i gyffuriau trwy wella swyddogaeth sy'n gysylltiedig ag iechyd y croen [16,17]. Ar raddfa fyd-eang, mae'r diwydiant cosmeceutical yn symud yn raddol i gyfansoddion naturiol am eu priodweddau biocompatible, diogel ac eco-gyfeillgar [18]. Mae llwyddiant cynyrchiadau cosmeceutical yn dibynnu'n bennaf ar ddiogelwch; costau isel; a'r gallu i gynnal y cynhwysyn gweithredol, ei gyflwyno ar ffurf fiolegol actif, a chael effaith fiolegol trwy fecanweithiau hysbys[19]. Er mwyn goresgyn y materion olaf hyn, yn enwedig yn ymwneud â phriodweddau cemegol anaddas, datblygwyd rhai dulliau amgáu a nano-fformiwleiddio i wella'n fawr y cyflenwad o gyffuriau ac effeithiolrwydd [20-25].
Er bod cosmeceuticals wedi'u hadfer yn hanesyddol o blanhigion daearol[26-28], yn ystod y degawdau diwethaf, darganfuwyd nifer ohonynt mewn amgylcheddau morol. Mewn gwirionedd, mae'r cefnfor yn cynrychioli ffynhonnell gyfoethog o gynhwysion bioactif, megis fitaminau, mwynau, asidau amino, proteinau, lipidau, polysacaridau, terpenoidau, polyffenolau, pigmentau, ac ensymau, sy'n dod o hyd i nifer o gymwysiadau yn y maes cosmeceutical [29]. Dangosodd cosmeseuticals morol ystod eang o weithgareddau buddiol, megis gwrth-ocsidyddion, gwrth-UV, gwrth-heneiddio, gwrth-tyrosinase (gwynnu croen), gwrth-ficrobaidd, gwella clwyfau, a phriodweddau emwlsio (Ffigur 1)[{{8} }].
Gall Cistanche gwrth-heneiddio
Yn ddiweddar, rhoddwyd llawer o sylw i wrth-ocsidyddion morol, gan gynnwys asidau amino tebyg i cyclosporine a mycosporine (MAAs), carotenoidau, a chyfansoddion eraill sy'n arddangos rolau lluosog yn y maes cosmeceutical [4,45]. Mae rhai enghreifftiau yn pigmentau (ee, carotenoidau), yn hynod doreithiog yn yr amgylchedd morol gan eu bod yn cael eu cynhyrchu gan bob organeb awtroffig (ee, bacteria, archaea, algâu a ffyngau). Mae carotenoidau yn cynnwys carotenau (ee, lycopen a -a -caroten) a xanthophylls (ee, astaxanthin, fucoxanthin, a lutein), a ddangosodd weithgareddau gwrthocsidiol [46] sy'n amddiffyn croen rhag Rhywogaethau Ocsigen Adweithiol (ROS) a ryddheir fel arfer o fewn y celloedd ar ôl yr ocsidiad naturiol a achosir gan ymbelydredd UV a heneiddio'r croen[42]. Ers cyfansoddion synthetigyn gallu cael effeithiau gwenwynig ar iechyd a lles pobl[47], ymchwiliwyd i wrthocsidyddion naturiol i'w defnyddio mewn colur[49]. Disgrifiwyd hefyd asiantau gwrth-ficrobaidd a gwrth-baeddu sy'n amddiffyn rhag pathogenau sy'n gysylltiedig â chlefydau croen, megis Staphylococcus epidermis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginous, a Candida albicans, o wahanol ffynonellau ac ystyriwyd offer defnyddiol ar gyfer ffurfio cynhyrchion cosmetig a dermatolegol triniaethau [39,50-54].Cistanche gwrth heneiddioAr ben hynny, canfu cyfansoddion bioactif â gweithgaredd gwrth-tyrosinase sawl cymhwysiad yn y diwydiant cosmetig, gan fod tyrosinase yn cynrychioli ensym allweddol sy'n ymwneud â biosynthesis melanin, a gellir defnyddio bloc ei weithgaredd ensymatig ar gyfer triniaethau gwynnu croen, y mae ei ddefnydd yn hynod boblogaidd mewn rhai. gwledydd [55]. Gellid defnyddio syrffactyddion ac emylsyddion, gyda grwpiau hydroffilig a hydroffobig, hefyd yn y maes cosmetig [56,57]. Astudiwyd nifer o gyfadeiladau protein-polysacarid, glycolipidau, a lipopeptidau wedi'u hynysu o ficro-organebau morol ar gyfer cynhyrchu biosurfactants ac emylsyddion [58]. Er enghraifft, cynigiwyd chitosan, oherwydd ei allu uchel i rwymo dŵr, fel lleithydd croen ac asiant dosbarthu mewn paratoadau cosmeeutical o gynhyrchion gwrth-heneiddio [59].
Mae cynhyrchwyr cydnabyddedig cosmeceuticals morol yn cyanobacteria, ynghyd â micro-a macro-algae [24,60-63], gyda nifer o gyfansoddion o dan dreialon clinigol neu sydd eisoes wedi'u cymeradwyo ar gyfer y farchnad [64,65]. Fel y soniwyd o'r blaen, mae microbiota sy'n gysylltiedig â sbwng yn cynhyrchu llu o gyfansoddion bioactif sydd â phriodweddau buddiol i iechyd pobl [6]. Er gwaethaf y perthnasedd biotechnolegol mawr, hyd yn hyn, dim ond ychydig o astudiaethau sydd wedi adolygu cymwysiadau posibl metabolion symbiont sbwng yn y maes cosmetig gan ganolbwyntio ar rywogaethau sbwng penodol[66] neu grwpio sawl tacsa o organebau morol [29].
Yn yr adolygiad presennol, dadansoddwyd casgliad o lenyddiaeth wyddonol ar gyfansoddion sy'n gysylltiedig â sbwng sy'n gysylltiedig â symbiont sy'n arddangos gweithgareddau biolegol diddorol yn y maes cosmeutical.Yn benodol, fe wnaethom ganolbwyntio ar facteria a ffyngau, sy'n hynod doreithiog o fewn cymunedau sy'n gysylltiedig â sbwng. Ar ben hynny, fe wnaethom hefyd ystyried metabolion sbwng, y canfuwyd eu gweithgareddau biolegol yn hynod o addas ar gyfer fformwleiddiadau cosmetig.
2. Symbionts Sbwng mewn Maes Cosmeceutical
2.1.Bacteria
Roedd amrywiaeth o gyfansoddion bioactif a ddisgrifir o facteria morol megis polyketides, alcaloidau, peptidau, proteinau, lipidau, cyclosporine a MAAs, glycosidau, isoprenoidau a hybridau, yn arddangos gweithgareddau rhyfeddol, megis ffoto-amddiffynnol, gwrth-heneiddio, gwrth-microbaidd, gwrth-heneiddio. -ocsidydd, a gweithgareddau lleithio[58,67]. Eglurwyd y gallu diddorol i gynhyrchu rhai cyfansoddion sy'n amsugno UV, gan gynnwys scytonemins (cyanobacte-ria yn benodol), mycosporinau, carotenoidau a melanin, trwy fecanweithiau esblygiadol posibl a esblygwyd i amddiffyn sbyngau rhag effeithiau niweidiol ymbelydredd UV [68,69].
Fel yr adroddwyd yn yr adran gyflwyno, dangosodd carotenoidau, megis -caroten a lycopen, weithgaredd ffotoprotective, gan ddatgelu sawl cymhwysiad mewn meysydd cosmeutical[70]. Ymchwiliodd Dharmaraj a'i gyd-awduron[71] i echdyniad carotenoid o straen Streptomyces (AQBWWS1) sy'n gysylltiedig â'r sbwng Callyspongia diffusa a gasglwyd o arfordir gorllewinol Kerala (India). Datgelodd ei broffil cemegol bresenoldeb lycopen, a awgrymwyd fel cynhwysyn posibl ar gyfer paratoi cynhyrchion cosmetig[71].
Asid diapolycopenedioig newydd xylosyl ester A, wedi'i dynnu o'r bacteriwm morol sy'n deillio o sbwng Rubritalea squalenifaciens sp. Tachwedd, datgelodd gweithgaredd gwrth-ocsidydd cryf mewn 'model atal O2 gyda hanner crynodiad ataliol uchaf (IC50) o 4.1 ug/mL 【72】.cistanche benefíciosRoedd yr alcaloid Diazepinomicin hefyd wedi'i ynysu o'r straen Mi-cromonospora sp. Mae RV115 yn gysylltiedig â'r sbwng Aplysina aerophoba a gasglwyd o Fôr y Canoldir. Roedd y moleciwl hwn yn gallu amddiffyn y llinellau celloedd aren dynol (HK-2) a promyelocytic dynol (HL-60) rhag gwenwyndra a difrod genomig a achosir gan H2O2[73]. Mae'r metabolion wedi'u hynysu o Virgibacillus sp. sy'n gysylltiedig â'r sbwng C. diffusa (Gwlff Mannar) yn dangos 1,{8}}Diffenyl-2-Picrylhydrazyl (DPH) o weithgarwch sborionu radicalaidd gydag ICso o 857.49 ug/mL. Yn ogystal, canfuwyd gweithgaredd sborion radical rhydd hydroxyl a superoxide clir (ICso =471.07 ug/mL a 1353.28 ug/mL, yn y drefn honno), yn ôl pob tebyg yn gysylltiedig â phresenoldeb cyfansoddion bioactif fel alcaloidau, terpenoidau, lleihau siwgrau ac anthraquinones, a ganfyddir gan ddadansoddiadau cemegol[74]. Mewn gweithiau tebyg, mae dau fath o Vibrio (P1Ma8 a P1Ma5) a sawl Bacillus sp. wedi'u hynysu oddi wrth y sbyngau Phorbas dygn a Tedania anhelans, yn y drefn honno, yn arddangos gweithgaredd chwilota radical rhydd gwell a werthuswyd gan assay DPPH [75,76]. Priodweddau gwrthocsidiol cyfansoddyn bioactif (Pyrrolo[1,2-alpyrazine-1,4-dione, hexahydro-C-HnoN2O2) a echdynnwyd o Bacillus sp. (Archipelago Lakshadweep yn India) hefyd yn defnyddio assay DPPH, ocsid nitrig (NO) a hydrogen perocsid (H2O2) gweithgaredd sborionio, a chyfanswm pŵer lleihau. Roedd y cyfansoddyn gweithredol yn gallu chwilota H2O2 mewn modd a oedd yn dibynnu ar ddos. Ar ben hynny, roedd ICso ar gyfer ataliad NO a DPPH yn 41.70 ug / mL a 15.025 ug / mL, yn y drefn honno 【77 】.
Arweiniodd sgrinio bioactifeddiaeth o gant o biotiau bacteriol wedi'u hynysu o sawl sbyng Indiaidd at ynysu'r straen GUVFCFM, a nodwyd fel Chromohalobacter israe-lensis. Yn benodol, dangosodd y dyfyniad methanol ganran sylweddol o weithgareddau DPPH (67.83 y cant) a superoxide (65.87 y cant) [78]. Defnyddiwyd profion DPPH a meintioli cyfanswm y cynnwys ffenolig (TPC) hefyd i werthuso gweithgaredd gwrth-ocsidydd Pseudomonas sp. dyfyniad sy'n gysylltiedig â'r sbwng morol Hyrtios aff. codiadau o'r Môr Coch. Yn benodol, dangosodd assay DPPH 100 y cant o ataliad ar bob maint a brofwyd (50,25,12.5 a 6.25mg)[79]. At hynny, dangosodd Vijayan et al.[80]fod bacteria yn gysylltiedig â sbyngau â phigmentau tywyll (Haliclona). pigmentifera, Sigmadocia pumila, Fasciospongia cavernosa, Spon-gia Officinalis a C. diffusa) a gasglwyd o Gwlff Mannar yng nghefnfor India cynhyrchu melanin di-cytotocsig, gyda gweithgareddau gwrth-oxidant a photoprotective. Ymhlith straenau bacteriol sy'n dangos cynhyrchiant uchel o melanin, Vibrio alginolyticus, wedi'i ynysu o Hali clona pigmentifera, Sigmadocia pumila a S. officinalis, celloedd ffibroblast llygoden gwarchodedig (L929) rhag straen ocsigen adweithiol mewngellol a achosir gan UV (IC50 =9.0 ug /mL) ac ni roddodd unrhyw sytowenwyndra ar gelloedd L929 a berdys heli [80]. Roedd straenau sy'n deillio o sbwng a adalwyd o ddyfroedd Indonesia, HAL{-08, HAL-13 a HAL-74(Haliclona sp.) yn ogystal â PTR-21(Petrosia sp.), yn gwerthuso gan ddefnyddio dulliau DPPH ac ABTS (2,2'-azinobis3-ethylbenzothiazoline-6-sylffonad). Ymhlith yr unigion a brofwyd, datgelwyd y gweithgaredd gwrthocsidydd uchaf gan echdyniad crai HAL-08 gyda gwerthoedd ICso o 17.10 a 59.39 ug/mL ar gyfer radicalau DPPH ac ABTS, yn y drefn honno. Yn ogystal, roedd yn ymddangos mai PTR-21 oedd yr asiant gwrth-heneiddio mwyaf grymus a brofwyd ar hyfywedd Schizosaccharomyces pombe [81]. Gwerthuswyd hefyd actifedd gwrthocsidiol bacteria PTR-08,PTR-40,PTR-41, a PTR-47, a nodwyd fel Pseudomonas sp. Detholiad PTR{51}} a ddangosodd y priodweddau gwrthocsidiol uchaf gyda gwerthoedd ICsn o 9.25 a 235.53 ug/mL ar gyfer radicalau DPPH ac ABTS, yn y drefn honno. Yn ddiddorol, PTR-08 hirhoedledd burum wedi'i fodiwleiddio o Schizosaccharomyces pombe yn hyrwyddo'r mecanweithiau amddiffyn gwrthocsidiol sy'n gysylltiedig â straen ocsideiddiol mewngellol[82]. Archwiliodd yr un awduron echdyniad bacteria Indonesia arall (Pseudoalteromonas flavipulchra, o'r enw STILL-33) sy'n gysylltiedig â'r sbwng Stylotella sp.Detholiad Cistanche Gwrth YmbelydreddSTILL{0}}, a ddangosodd weithgarwch diraddiol DPPH ac ABTS uchel gyda gwerthoedd ICso o 7.80 ug/mL (DPPH) a 31.50 ug/mL (ABTS)[83].
Roedd rhai gweithiau, ynghyd â'r galluoedd gwrthocsidiol, yn gwerthuso gweithgaredd atal twf pathogenau penodol sy'n aml yn gysylltiedig â heintiau croen. Er enghraifft, mae quinolone clorinedig, Ageloline A, wedi'i ynysu o Streptomyces sp. Ymchwiliwyd i SBT345, symbiont bacteriol o sbwng Môr y Canoldir Agelas oroides, am ei briodweddau sborion a gwrth-ficrobaidd radical. Roedd y cyfansoddyn hwn yn arddangos potensial gwrth-ocsidydd ar linell gell lewcemig ddynol (HL-60) ac roedd yn gallu lleihau straen ocsideiddiol a difrod genomig a achosir gan 4-nitroquinoline-1-ocsid (NQO) ymhellach. Ar ben hynny, roedd Ageloline A yn atal twf Chlamydia trachomatis mewn modd dos-ddibynnol gyda gwerth ICsn o 2.14 ug / mL [84]. Arsylwyd hefyd ar weithgareddau gwrth-ficrobaidd yn erbyn E. coli MTCC-1687, P. aeruginosa MTCC-1688,B.subtilis MICC-441 a S.aureus MICC-737 o GSA10 straen sy'n gysylltiedig â'r sbwng Halichondria glabrata (Arfordir gorllewinol Mumbai, In-dia). Yn ogystal, canfuwyd eiddo gwrth-ocsidydd trwy ddefnyddio sborion DPPH ac asesiad Cyfanswm Paramedr Gwrthocsidiol Trapio Radical (TRAP). Yn benodol, trwy assay TRAP, roedd y GSA10 yn gweithredu fel sborionwyr perocsyl, ac roedd canran yr ataliad yn gymesur â chrynodiadau GSA10 [85]. Mewn gwaith diweddar, roedd yr echdyniad methanolig crai a'r ffracsiynau o straen Bacillus 2011SOCCUF3 wedi'u hynysu o'r sbwng S. officinalis (Cortiou a Riou, Ffrainc) yn arddangos gweithgareddau gwrth-ocsidydd a gwrth-nicrobaidd. Yn benodol, dangosodd assay DPPH weithgaredd sborionio dos-ddibynnol, gydag ataliad canrannol o 38.9-49.1 y cant (10-50 mg/mL), a datgelodd dull tryledu agar-well effaith ataliol uchel yn erbyn C.albicans ar ystod crynodiad o 2.5-20mg/mL[86].
Gwerthuswyd priodweddau gwrth-heneiddio a gwynnu croen o ddarnau crai sym-biontau bacteriol o Scopalina hapalia (arfordiroedd de-ddwyrain Mayotte) ar sawl targed, gan gynnwys elastase, tyrosinase, catalase, sirtuin 1 (Sirt1), kinase sy'n dibynnu ar cyclin. 7 (CDK7), fyn kinase, a proteasome[66]. Yn benodol, roedd yr ynysig SH-82(Micromonospora fluostatini) yn arddangos ataliad digonol o weithgaredd elastase, tra bod SH-89 wedi cyflawni eiddo gwrth-melanogenig sylweddol gan ataliad tyrosinase (58.33 y cant). Dangoswyd ysgogwyr mwyaf grymus gweithgaredd Sirtl gan SH-82 a SH-100 (Bacillus licheniformis) ex-tracts. Ar ben hynny, roedd pedwar math Bacillus a thri detholiad o Salinispora arenicola yn arddangos gweithgareddau gwrthocsidiol sylweddol a CDK7 ataliol, yn y drefn honno. Adroddwyd canlyniadau rhyfeddol gan S.cistanche herbamae arenicola (SH{{{0}}EA-SM) a B.licheniformis (SH-04-EA-SM), yn atal gweithgarwch Fyn yn y tri chrynodiad a brofwyd (0.{{{}). 8}}33,0.0033 a 0.00033 ug/mL). Mewn cyferbyniad, mae'r darnau crai o SH-45, SH-54, SH-78, a SH{ Dangosodd {13}} ychydig o weithgarwch a ganfuwyd ar y crynodiad uchaf yn unig (0.033 ug/mL). Ar y cyfan, mae'r awduron wedi cynnig y bacteria hyn sy'n deillio o sbwng fel ffynonellau addas o wynnu croen newydd ac asiantau gwrth-heneiddio [66].
Fel y soniwyd uchod (gweler yr adran gyflwyno), dangosodd bio-arwynebyddion microbaidd briodweddau addas ar gyfer fformwleiddiadau gofal croen[57]. Er enghraifft, gwerthusodd Dhasayan et al.[87]nodweddion lleithio sawl math wedi'u hynysu oddi wrth y sbwng Indiaidd C. diffusa. Yn benodol, dangosodd MB-30 (Halomonas sp.) a MB-D9(Alcaligenes sp.) y gweithgarwch emwlseiddio uchaf ar ôl 48 h o incubatioln, tra bod MB-7 (Bacillus subtilis) a MB{{ Dangosodd unigion 8}} (Bacillus amyloliquefaciens) yr un priodweddau ar ôl 72 h o ddeori, gan awgrymu bod y cyfansoddion bioactif yn ôl pob tebyg yn cael eu secretu yn ystod cyfnod twf llonydd [87]. Ar ben hynny, mewn gwaith diweddar, dangosodd straen bacteriol (Bacillus niabensis, My-30) sy'n gysylltiedig â'r sbwng Mycale ramulosa (Gwlff California) weithgaredd amlwg yn y prawf gollwng cwympo a phriodweddau emwlsio gyda sefydlogrwydd uchel am 24 h. , o'i gymharu â'r rheolydd (Sodium Dodecyl Sulfate, SDS). Ymhellach, dangosodd uwchneidiau My-30 weithgaredd gwrthffowlio addawol, gyda gwerthoedd Crynodiad Ataliol Lleiaf (MIC) o 1-2 y cant (v/v), yn erbyn Bacillus subtilis, Micrococus sp., a Sagittula stellata [88].
Daw'r erthygl hon o Mar. Drugs 2021, 19, 444. https://doi.org/10.3390/md19080444 https://www.mdpi.com/journal/marinedrugs
