膠原蛋白(Collagen)是細胞外基質(ECM)的主要組成成分,在合成ECM過程中,胎兒皮膚的Ⅲ型膠原蛋白/Ⅰ型膠原蛋白值更高。膠原蛋白是一種纖維狀蛋白質,呈三維螺旋結構,直徑與長的比例約為1:200,所形成的螺旋猶如彈簧一樣相互迴旋聚合成網狀結構,具有強韌彈力與堅固支撐雙重特性。有明確的頭部、中部、尾部。廣泛地存在於皮膚、黏膜等,佔人體全身總蛋白質的30%以上,起支撐、修復、凝血和鎖水等作用。
Jung等證實,細胞外膠原的數量和質量決定了皮膚屏障的功能。通過提高皮膚內膠原蛋白的表達水平,可以顯著降低表皮透水率TEWL,減少皮膚皺紋,恢復皮膚屏障功能【1】。
Batheja等為了模擬皮膚屏障功能,在實驗室條件下僅僅利用人類成纖維細胞和膠原蛋白進行培養,就可以得到與人體天然皮膚生理指標類似的人造皮膚組織。可見膠原蛋白對於人體皮膚屏障的重要性【2】。
參考文獻
【1】Jung E,et al.Effect of Camellia japonica oil on human type I procollagen production and skin barrier function.J Ethnopharmacol 112,127-131(2007).
【2】Batheja P,Song Y,Wertz P,Michniak-Kohn B.Effects of growth conditions on the barrier properties of a human skin equivalent.Pharm Res 26.1689-1700(2009).
①常見原料來源:
豬/牛/驢/魚等動物的結締組織
製備方法:○酸水解法○鹼水解法○酶解法
②重組人源膠原蛋白:
製備方法:基因工程生物技術
人體天然膠原蛋白中,最主要的組成胺基酸為甘氨酸(圖中白色所示),而提高親水性和保水性的胺基酸(圖中藍色和紅色所示)含量並不高。而錦波生物研發的重組人源膠原蛋白優化選擇了人體膠原蛋白中富含親水性和保水性的胺基酸的胺基酸區段,大幅度提高了蛋白產品的生物學特性。
皮膚屏障功能的主要基礎結構是角質層、表皮脂質、與天然保溼因子等,表皮屏障就像是一道磚砌成的牆,每塊磚(細胞)都被粘合物(皮脂)固定住。有害成分、寒冷乾燥的氣候可以消弱這些皮脂,使「磚牆」產生錯位。許多成分如洗滌劑、丙酮、氯、不恰當的化妝品等化學物質可以損傷皮膚屏障功能。除此之外,內在遺傳缺陷也會造成皮膚屏障缺陷。皮膚屏障功能損傷是一切皮膚病的發病根源,也是原有皮膚病加重的重要因素。
由於重組人源膠原蛋白富含豐富的親水性胺基酸殘基,具有很強親水性,十分適合成纖維細胞的粘附與生長。
膠原有利於細胞的存活和生長。同時,它的趨向性引導作用可引導上皮細胞快速進入受損部位,有效提高皮膚再生速度,縮短創傷癒合時間,從而恢復皮膚屏障功能。
創傷癒合過程中膠原作用示意圖
皮膚損傷和局部的炎症反應均可引起皮膚中巰基減少,酪氨酸酶活性增強,許多炎性介質和細胞因子能刺激黑色素細胞的增生,加速黑色素合成,引起色素沉著。膠原蛋白的酪氨酸殘基與皮膚中的酪氨酸競爭,與酪氨酸酶的活性中心結合,從而抑制酪氨酸酶催化酪氨酸轉化為多巴醌,從而在一定程度上有效防止黑色素產生,減少色素沉著。
膠原蛋白作用原理
PBS緩衝液,具有調節pH的作用,對重組人源膠原蛋白提供必要的保存環境,使其活性不受損失,促進膠原蛋白在皮膚表面的吸收。同時為皮膚受損細胞修復提供必要的離子環境。
重組人源膠原蛋白(Ⅲ型)是利用高科技現代化基因工程技術,對以Ⅲ型為主的人膠原蛋白原始基因序列的優化重組後表達得來。
1、胺基酸組成與人體天然膠原蛋白胺基酸序列相應部分100%相同具有人體膠原蛋白的各種功能。
2、經膠原蛋白活性檢測,超過人體天然蛋白的生物學活性,該膠原蛋白國際首創,之前從未公開報導過。
3、無免疫排斥反應,是目前報導過的最優化的人膠原蛋白設計方案,屬該領域的重大研究進展。
1、重組人源Ⅲ型膠原蛋白設計、基礎研究及生物學評估(復旦大學 Fudan University)
2、醫用皮膚膠原修復功能敷料臨床研究(山西醫科大學第一醫院、山西醫科大學第二醫院)
3、醫用皮膚膠原修復功能敷料產品開發及工業化生產(山西錦波生物醫藥股份有限公司)
人體細胞合成膠原蛋白是極為複雜的過程,目前有技術可以將脯氨酸羥化酶 與重組膠原共表達實現羥脯氨酸化,同時在體外將原膠原進行酶解,但是成本非常高。100mg蛋白成本在1萬元以上,不易產業化推廣。
膠原蛋白的三螺旋的基本結構和交聯成網狀的高級結構,既能鎖住皮膚儲水層中水分,又能為各種皮膚細胞提供支撐。
I型膠原和III型膠原與皮膚損傷修復過程和修復質量緊密相關。正常胎兒皮膚III型膠原佔 60%,隨著生長發育,III型膠原不斷減少, I型膠原不斷增加。成人皮膚膠原組成為 I型佔80%, III型佔 20%。胎兒無瘢痕癒合機制是由於胎兒較強的III型膠原的合成能力。
骨髓來源 真皮來源
在創傷修復過程中,從骨髓來源的幹細胞分化成的成纖維細胞起著關鍵的核心作用。(S. R. Opalenik and J. M. Davidson, FASEB J, 2005, 19, 1561-1563.)
它幫助新生皮膚組織合成Ⅰ型、Ⅲ型膠原蛋白。而真皮自身的成纖維細胞只能合成Ⅰ型膠原蛋白。( C. Fathke, L. Wilson, J. Hutter, V. Kapoor, A. Smith, A. Hocking and F. Isik, Stem Cells, 2004, 22, 812-822.)
創傷修復中, Ⅲ型膠原蛋白更為重要。當 Ⅲ型膠原蛋白比例高時,皮膚組織細膩柔滑。反之則會留下明顯疤痕。減少了皮膚修復疤痕和「殭屍臉」的發生。
不同年齡階段皮膚中膠原蛋白含量
常用膠原蛋白有四種形態:
膠原蛋白Ⅰ型:主要存在於成人皮膚和骨組織
膠原蛋白Ⅱ型:主要存在於軟組織
膠原蛋白 Ⅲ型:主要存在於嬰兒皮膚或血管內膜
膠原蛋白Ⅳ 型:主要存在於各組織器官基底層、胎盤
膠原蛋白是人體皮膚的主要成分,佔皮膚乾重的70~89%
重組人源膠原蛋白中,富含鎖水功能的胺基酸(如下序列中紅色標示的胺基酸)可強勁鎖住水分。 …GERGAPGFRGPAGPNGIPGEKGPAGERGAP…
人膠原對照為取自人體組織中的天然膠原蛋白標準品,PBS是空白緩存液。由上圖可見,rh-Collagen對細胞有很強的黏附性,可以短時間內幫助細胞營造微環境,輔助細胞與基質相互結合,生物活性顯著優於人天然膠原蛋白。
1、Ⅲ型膠原蛋白活性高、親水性保水性好、提高皮膚再生速度
2、無病毒殘留 、無組織排異過敏、"嬰兒"無疤痕癒合
3、無激素、無有害物質、去除內毒素
4、重組人源膠原蛋白仿皮膚角質層設計、人源生物技術、優於人膠原蛋白
5、20年專利保護,全球獨家,復旦大學迭代產品
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