皮膚過敏和炎症是常見的皮膚問題，這類疾病通常是由於皮膚受到各種刺激，像動物毛髮、環境、空氣、花粉、化學製劑、化妝品等等因素引發的。
在世界範圍內，特別是中國，20%的人有過敏性皮炎的症狀，並且還在逐漸增多。皮膚過敏對皮膚傷害比較嚴重，如何治療和預防是一項重要的議題。使用處方藥內服或者外用都有可能取得不錯的效果，但是也伴隨著一些副作用。如果在日常皮膚護理時注意這一問題，選用含有抗過敏、抗炎成分的護膚品就可以做到事半功倍。因此含抗過敏、抗炎成分的護膚品需求量逐年增大，但是該市場也是魚龍混雜，良莠不齊。很多護膚品添加一些非天然的激素，導致嚴重的副作用。
(S)-2-甲基-1,4,5,6-四氫嘧啶-4-羧酸（依克多因，Ectoin）來源於高嗜鹽菌（Halomonas Elongata），是一種天然的小分子胺基酸衍生物，具有一個手性碳原子。在高鹽、高溫、高紫外線輻射的極端條件下，依克多因使嗜鹽菌免受傷害。
依克多因是耐鹽生物為維持滲透壓平衡而在細胞內產生的一種相容性溶質。體內外研究表明依克多因能通過體內合成和體外轉運兩種途徑在細胞內積累，調節細胞內外滲透壓平衡。因此依克多因具有滲透壓調節作用以及穩定蛋白質水合層，保護酶、DNA等生物大分子和細胞膜結構的作用，可以幫助細胞及動植物抵抗冷凍、乾旱、高溫、高鹽、輻射等各種不利環境[4]。我們最近的研究表明光學活性的依克多因具有顯著的抗過敏、抗炎效果，並且光學純度越高，該效果越明顯。
基於新一代的綠色合成技術，我們成功突破了高光學活性依克多因大規模工業化生成的瓶頸，所製得的依克多因比旋光高達180。我們選取比旋光分別為160和180的依克多因樣品，分別命名為Anallerg®Ectoin-160和Anallerg®Ectoin-180，測試了其對角質細胞的毒性和抗炎活性。
首先是Anallerg®Ectoin-160和Anallerg®Ectoin-180對角質細胞的毒性測試。如圖1和2所示，當依克多因濃度達到1.2%時，使用Anallerg®Ectoin-160處理的角質細胞相對活性為71%，使用Anallerg®Ectoin-180處理的角質細胞相對活性達到78%，所以Anallerg®Ectoin-180比Anallerg®Ectoin-160擁有更低的細胞毒性，但是總的來說，兩者與一般的天然護膚活性成分相似，都顯示了較低的細胞毒性。
接著，我們分別測試了Anallerg®Ectoin-160和Anallerg®Ectoin-180對角質細胞的抗炎活性。這一測試所針對的炎症因子主要包括TNF-α（腫瘤壞死因子）、PGE2（前列腺素E2）、IL-6（白介素6）、以及IL-8（白細胞介素-8）等，其結果如下：
對炎症因子TNF-α表達的影響：
圖3為不同濃度的Anallerg®Ectoin-160對TNF-α表達量的影響，從柱形圖來看，Anallerg®Ectoin-160濃度從0.25%到0.75%，腫瘤壞死因子的表達量都比0%的時候小，而且隨濃度增加而減少，說明Anallerg®Ectoin-160對TNF-α的表達有抑制作用，其最小抑制濃度為0.5%。
圖4為不同濃度的Anallerg®Ectoin-180對TNF-α表達量的影響，從柱形圖來看，Anallerg®Ectoin-180濃度從0.25%到0.75%，腫瘤壞死因子的表達量都比0%的時候小，而且隨濃度增加而減少，說明Anallerg®Ectoin-180對TNF-α的表達有抑制作用，其最小抑制濃度為0.5%。
對PGE2表達的影響：
圖5為不同濃度的Anallerg®Ectoin-160對PGE2表達的影響，從柱形圖來看，Anallerg®Ectoin-160濃度從0.25%到0.75%，PGE2的表達量都比0%的時候小，而且隨濃度增加而減少，說明Anallerg®Ectoin-160對PGE2的表達有抑制作用，其最小抑制濃度為0.75%。圖6為不同濃度的Anallerg®Ectoin-180對PGE2表達的影響，從柱形圖來看，Anallerg®Ectoin-180濃度從0.25%到0.75%，PGE2的表達量都比0%的時候小，而且隨濃度增加而減少，說明Anallerg®Ectoin-180對PGE2的表達有抑制作用，其最小抑制濃度為0.5%。這也說明了Anallerg®Ectoin-180比Anallerg®Ectoin-160具有更高的抑制PGE2表達的效率。
對IL-6表達的影響：
圖7為不同濃度的Anallerg®Ectoin-160對IL-6表達的影響，從柱形圖來看，Anallerg®Ectoin-160濃度從0.25%到0.75%，IL-6的表達量都比0%的時候小，而且隨濃度增加而減少，說明Anallerg®Ectoin-160對IL-6的表達有抑制作用，其最小抑制濃度為0.75%；
圖8為不同濃度的Anallerg®Ectoin-180對IL-6表達的影響，從柱形圖來看，Anallerg®Ectoin-180濃度從0.25%到0.75%，IL-6的表達量都比0%的時候小，而且隨濃度增加而減少，說明Anallerg®Ectoin-180對IL-6的表達有抑制作用，其最小抑制濃度為0.5%。這也說明了Anallerg®Ectoin-180比Anallerg®Ectoin-160具有更高的抑制IL-6表達的效率。
對IL-8表達的影響：
圖9為不同濃度的Anallerg®Ectoin-160對IL-8表達的影響，從柱形圖來看，Anallerg®Ectoin-160濃度從0.25%到0.75%，IL-8的表達量都比0%的時候小，而且隨濃度增加而減少，說明Anallerg®Ectoin-160對IL-8的表達有抑制作用，其最小抑制濃度為0.75%。
圖10為不同濃度的Anallerg®Ectoin-180對IL-8表達的影響，從柱形圖來看，Anallerg®Ectoin-180濃度從0.25%到0.75%，IL-8的表達量都比0%的時候小，而且隨濃度增加而減少，說明Anallerg®Ectoin-180對IL-8的表達有抑制作用，其最小抑制濃度為0.25%。這也說明了Anallerg®Ectoin-180比Anallerg®Ectoin-160具有更高的抑制IL-8表達的效率。
因此，光學活性的天然小分子依克多因具有較低的細胞毒性，並且其光學活性越高，細胞毒性越低，顯示了天然產物的獨特安全性。通過兩個不同光學活性依克多因樣品（Anallerg®Ectoin-180和Anallerg®Ectoin-160）對角質細胞抗炎活性的測試，我們發現抑制炎症的Anallerg®Ectoin-160和Anallerg®Ectoin-180的最小濃度分別為0.75%和0.5%。這一結果充分顯示了依克多因的高效的抗炎活性和安全性，其在化妝品領域將會有廣闊的應用空間。
參考文獻：
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文章摘自克琴科技發表在 Happi China 2019年4月刊 20-22頁。